[發明專利]一種鎳鈦合金構件的制造方法以及鎳鈦合金構件

在審

• 申請號: 202110618199.4
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113351880A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 楊英;熊志偉;郝世杰;李仲瀚;崔立山
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: B22F10/28
• 分類號: B22F10/28;B22F3/11;B33Y10/00;B33Y70/00;B33Y80/00;C22C19/03
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 張娜;黃健

本發明提供一種鎳鈦合金構件的制造方法以及鎳鈦合金構件，制造方法包括以下步驟：1)預置鎳鈦合金粉末形成待處理層，所述鎳鈦合金粉末中，Ni元素的原子百分比為49.8?50.8％，余量為Ti原子；2)根據打印工藝參數對所述待處理層進行激光熔化處理，形成目標層；3)重復執行步驟1)?步驟2)，形成鎳鈦合金構件；所述激光熔化處理中，激光功率為90?150W，激光掃描速度為400?1200mm/s；所述鎳鈦合金構件具有多孔結構。該方法簡單易操作，通過對鎳鈦合金構件的原料和制造參數進行限定，所制得的鎳鈦合金構件在≥50％大變形后可以展現較高的形狀回復，且在多次循環變形后依然保持較高的形狀回復率。

技術領域

本發明涉及一種制備方法，尤其涉及一種鎳鈦合金構件的制造方法以及鎳鈦合金構件，屬于形狀記憶合金技術領域。

背景技術

由于泡沫鋁、蜂窩夾心板等常用吸能材料可依賴大變形時局部坍塌而發生嚴重塑性變形吸收大量的能量，從而起到保護目標物品的作用，因此已在航空航天、汽車制造以及軍事武器裝備等領域得到廣泛的應用。然而這些吸能材料一旦使用后其內部的坍塌破碎過程是不可恢復的，在一次性使用后就需要進行更換，從而會產生巨大的資源浪費并導致相關裝備的運行效率低下。隨著科技生活的發展，各個領域對免更換可重復使用的吸能防護結構提出了極大的需求。

目前對于可重復使用吸能結構的研究可分為三類。第一類是液壓式防沖撞裝置，其依靠內部流體與固體的相對摩擦運動快速消耗能量。液壓式防沖撞裝置雖能重復使用，但由于裝置復雜繁重、危險系數高、溫度影響大等問題而不具備較大運輸性和普適性。第二類是高彈性的高分子材料，通過填充物吸收能量，利用高彈性實現可重復使用。但此方法制備的吸能材料強度低、抗沖擊性差、適用性差。第三類是采用獨特的屈曲變形結構設計，依靠結構屈曲變形儲存彈性能從而達到吸收能量的目的，且在反向施力后又可恢復，但此類可重復吸能結構仍處于概念性設計階段，實用性差，吸能量極低，結構設計要求高，普適性也很差。因此上述所提的幾類可重復吸能結構均無法實現高吸能、運輸便捷、普適性強、形狀自回復等多優點的集合，進而難以滿足嚴苛的實際應用需求。

發明內容

本發明提供一種鎳鈦合金構件的制造方法，該方法簡單易操作，通過對鎳鈦合金構件的原料和制造參數進行限定，能夠得到在變形后、尤其嚴重變形后(變形率≥50％)易高度恢復的鎳鈦合金構件。

本發明還提供一種鎳鈦合金構件，該鎳鈦合金構件不僅有較高的能量吸收并且在發生多次嚴重變形后仍舊能夠高度還原，循環穩定性表現優異。

本發明提供一種鎳鈦合金構件的制造方法，所述制造方法包括以下步驟：

1)預置鎳鈦合金粉末形成待處理層，所述鎳鈦合金粉末中，Ni元素的原子百分比為49.8-50.8％，余量為Ti原子；

2)根據打印工藝參數對所述待處理層進行激光熔化處理，形成目標層；

3)重復執行步驟1)-步驟2)，形成鎳鈦合金構件；

所述激光熔化處理中，激光功率為90-150W，激光掃描速度為400-1200mm/s；

所述鎳鈦合金構件具有多孔結構。

如上所述的鎳鈦合金構件的制造方法，其中，所述激光熔化處理中，掃描間距為50-140μm。

如上所述的鎳鈦合金構件的制造方法，其中，所述激光熔化處理為條帶旋轉掃描模式；其中，條帶寬度為3-5mm，逐層旋轉角度為50°～90°內不被360°整除的數值。

如上所述的鎳鈦合金構件的制造方法，其中，所述待處理層的厚度為25-35μm。

如上所述的鎳鈦合金構件的制造方法，其中，所述激光熔化處理中，光斑直徑為60-80μm。

如上所述的鎳鈦合金構件的制造方法，其中，所述鎳鈦合金粉末中，Ni元素的原子百分比為50％-50.6％，余量為Ti原子；