[發明專利]一種PREP法制備球形NiTi合金粉末

在審

• 申請號: 201711208574.8
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN109834260A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 高明超
• 申請（專利權）人: 沈陽東青科技有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F9/04;B22F3/02;B22F3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

為了改善粉末合金的硬度、耐磨性，設計了一種PREP法制備球形NiTi合金粉末。采用NiTi合金棒材為原料，所制得的PREP法制備球形NiTi合金粉末，其硬度、致密化程度、抗彎強度都得到大幅提升。其中，NiTi合金粉末以球形顆粒為主，球形度大于95%，粉末粒度主要分布在54~130μm之間。大粒徑粉末顆粒為胞狀晶組織，小粒徑顆粒表面光滑且無明顯結晶組織。NiTi合金粉末的馬氏體相變溫度隨粉末粒徑減小而降低，粒徑較大的粉末，冷卻時只經歷一步馬氏體相變過程，而粒徑較小的粉末在冷卻過程中經歷兩步馬氏體相變過程，出現兩步馬氏體相變的原因是由于快速冷卻導致晶粒細化或位錯引入。本發明能夠為制備高性能的球形NiTi合金粉末提供一種新的生產工藝。

所屬技術領域

本發明涉及一種粉末冶金材料，尤其涉及一種PREP法制備球形NiTi合金粉末。

背景技術

NiTi合金屬于一種具有特殊記憶功能的合金，即形狀記憶合金（Shape MemoryAlloys,），簡稱SMA，是一種在加熱升溫后能完全消除其在較低的溫度下發生的變形，恢復其變形前原始形狀的合金材料，即擁有“記憶效應的合金。在航空航天領域內的應用有很多成功的范例。人造衛星上龐大的天線可以用記憶合金制作。發射人造衛星之前，將拋物面天線折疊起來裝進衛星體內，火箭升空把人造衛星送到預定軌道后，只需加溫，折疊的衛星天線因具有“記憶”功能而自然展開，恢復拋物面形狀。

形狀記憶合金由于具有許多優異的性能，因而廣泛應用于航空航天、機械電子、生物醫療、橋梁建筑、汽車工業及日常生活等多個領域。

發明內容

本發明的目的是為了改善粉末合金的硬度、耐磨性，設計了一種PREP法制備球形NiTi合金粉末。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

PREP法制備球形NiTi合金粉末的制備原料包括：NiTi合金棒材。

PREP法制備球形NiTi合金粉末的制備步驟為：將原料按實驗設計方案稱重、配料，配好后倒入硬質合金球磨罐中進行濕磨，球磨時間為24h。球磨結束后，將制得的粒料進行真空干燥，干燥時間為50min，干燥溫度為38℃，隨后加入作為成形劑進行制粒。將制好的粉末加至單柱液壓機中進行壓制成形，隨后放入脫蠟-低壓燒結一體爐中進行燒結，燒結溫度為1100℃，保溫時間為95min。

PREP法制備球形NiTi合金粉末的檢測步驟為：氧含量采用Leco538型氧氮聯測儀測定，粒度采用振動篩分法分級，表面形貌采用JSM54掃描電鏡觀察，物相組成采用D8AdvanceX射線衍射儀表征，熱分析采用DSC差示掃描量熱儀分析。

所述的PREP法制備球形NiTi合金粉末，NiTi合金粉末以球形顆粒為主，球形度大于95%，粉末粒度主要分布在54~130μm之間。粒徑≥183μm的粉末顆粒為胞狀晶組織，粒徑≤38μm的顆粒表面光滑且無明顯結晶組織。

所述的PREP法制備球形NiTi合金粉末，粒徑≤38μm的粉末全部為B2相，粒徑≥183μm的粉末主要由B2相組成，存在少量Ni3Ti和NiTi2二次相。

所述的PREP法制備球形NiTi合金粉末，NiTi合金粉末的馬氏體相變溫度隨粉末粒徑減小而降低，粒徑較大的粉末，冷卻時只經歷一步馬氏體相變過程，而粒徑較小的粉末在冷卻過程中經歷兩步馬氏體相變過程，出現兩步馬氏體相變的原因是由于快速冷卻導致晶粒細化或位錯引入。

本發明的有益效果是：

采用NiTi合金棒材為原料，經過配料、球磨、干燥、制粒、成形、燒結工藝成功制備了具有優異力學性能的PREP法制備球形NiTi合金粉末。其中，NiTi合金粉末以球形顆粒為主，馬氏體相變溫度隨粉末粒徑減小而降低。所制得的PREP法制備球形NiTi合金粉末，其硬度、致密化程度、抗彎強度都得到大幅提升。本發明能夠為制備高性能的球形NiTi合金粉末提供一種新的生產工藝。