[發明專利]一種新型3D打印醫用TiNbZr球形合金粉的制備及3D打印的方法

有效

• 申請號: 202110305154.1
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113145852B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 周立波;陳薦;牛焱;任延杰;舒京國;孫金山
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08;B22F1/065;B22F10/28;C22C14/00;B33Y10/00;B33Y70/00
• 代理公司: 長沙大勝專利代理事務所(普通合伙) 43248
• 代理人: 陸僖

1.一種3D打印新型醫用鈦鈮鋯合金球形粉的制備及3D打印方法，包括以下步驟：

（1）將長度300-500mm，寬度5-10mm，厚度1-3mm，純度在99.95%以上的鈦，鈮，鋯金屬板條攙和均勻并綁扎成捆；

（2）將上述綁扎成捆的原料，在自耗電弧爐中真空熔煉三次，以保證合金成分均勻；

熔煉爐內真空度為：10^-2-10^-3MPa，單次熔煉時間：10-15min；

（3）將上述熔煉得到的鈦合金鑄錠在高真空中加熱鍛造成?50-60mm的圓棒；

（4）將鍛造后的鈦合金棒在車床上車銑到直徑50mm，以適用制粉設備要求的尺寸；

（5）氣霧化制備球形粉末的步驟如下：

（a）將車銑到合適尺寸的鈦鈮鋯合金棒裝入設備中的連續送料器上；

（b）對設備抽真空，真空度至少應該達到：10^-2-10^-3MPa；

（c）將鈦鈮鋯合金棒經連續送料器通過動密封裝置送至真空室，在真空室內經矯正后通過氣霧化噴嘴到達高頻熔煉線圈內部；

（d）高頻熔煉線圈對鈦合金棒材進行融化，融化后形成連續金屬液流；

（e）金屬液流在自由落體，離開高頻熔煉線圈，隨后被噴嘴噴出的高速氬氣破碎成細小的金屬液滴，高純氬氣氣體壓力：6MPa，高純氬氣氣體流量：3-5kg/min；

（f）經破碎后的金屬液滴在降落過程中，由自身的表面張力作用快速球化，隨后冷卻凝固成鈦鈮鋯合金球形粉末，最后落至設備最下方的收粉罐中；

（g）制粉完畢后冷卻至室溫，從收粉罐中取出鈦鈮鋯合金球形粉；

（6）將步驟（5）中所制備得到的球形鈦鈮鋯合金粉末通過氣流分級機進行篩分，得到符合粒度要求的新型3D打印醫用鈦鈮鋯三元合金球形粉末；

（7）篩分過后的符合3D打印球形鈦鈮鋯合金粉末具有以下要求：粉末成球形或者近球形，粒度分布在-270目，氧含量380ppm左右；

將上述得到的細小球形粉末進行3D打印成型，成型工藝參數為：175-375W，掃描速度800-1200mm/s，掃描間距0.3mm，掃描層厚0.3mm，激光光斑大小100μm；

通過有效的調節成型工藝參數，結合上述得到的球形粉末可以有效的將高熔點的鈦鈮鋯金屬粉末打印成型所需要的各種零部件。