[發(fā)明專利]一種超聲振動(dòng)輔助激光熔覆制備人工關(guān)節(jié)面陶瓷涂層的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110705455.3
• 申請(qǐng)日: 2021-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN113445045A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉德福;米航彪;鄧子鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C24/10
• 分類號(hào): C23C24/10;C22C14/00;C22F3/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 鐘丹

1.一種通過超聲振動(dòng)輔助激光熔覆制備人工關(guān)節(jié)面陶瓷涂層的方法，其特征在于：包括以下步驟：將鈦合金基體置于恒溫加熱平臺(tái)，然后將陶瓷漿料涂覆于鈦合金基體表面，干燥，獲得含涂覆層的鈦合金基體，將其固定于超聲振動(dòng)裝置上，然后在超聲振動(dòng)的輔助下于保護(hù)氣氛下進(jìn)行激光熔覆處理，即獲得人工關(guān)節(jié)面陶瓷涂層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過超聲振動(dòng)輔助激光熔覆制備人工關(guān)節(jié)面陶瓷涂層的方法，其特征在于：所述鈦合金基體的成份為Ti6Al4V。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過超聲振動(dòng)輔助激光熔覆制備人工關(guān)節(jié)面陶瓷涂層的方法，其特征在于：所述恒溫加熱平臺(tái)的溫度為70-80℃；將陶瓷漿料涂覆于鈦合金基體表面后，繼續(xù)于70-80℃保溫20-40min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過超聲振動(dòng)輔助激光熔覆制備人工關(guān)節(jié)面陶瓷涂層的方法，其特征在于：所述陶瓷漿料的制備過程為，將Ti粉末、B₄C粉末進(jìn)行球磨獲得混合粉末，然后將混合粉末加入聚乙烯醇水溶液中，混合即得，所述混合粉末中，Ti粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60-80％，B₄C粉末的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-40％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過超聲振動(dòng)輔助激光熔覆制備人工關(guān)節(jié)面陶瓷涂層的方法，其特征在于：所述Ti粉末的粒徑為3-8μm，純度大于99.9％，B₄C粉末的平均粒徑為50-200nm，純度大于99.9％；所述球磨的轉(zhuǎn)速為150-200r/min，球磨的時(shí)間為5-8h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過超聲振動(dòng)輔助激光熔覆制備人工關(guān)節(jié)面陶瓷涂層的方法，其特征在于：所述混合粉末與聚乙烯醇水溶液的固液質(zhì)量體積比為0.3-0.5g:1.5-2ml，所述聚乙烯醇水溶液中，聚乙烯醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-3wt.％；

所述混合的方式為攪拌20-30min；

所述干燥在真空干燥箱中進(jìn)行，所述干燥的溫度為40-50℃，干燥的時(shí)間為24-36h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過超聲振動(dòng)輔助激光熔覆制備人工關(guān)節(jié)面陶瓷涂層的方法，其特征在于：所述超聲振動(dòng)的輸出功率為200-600W。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過超聲振動(dòng)輔助激光熔覆制備人工關(guān)節(jié)面陶瓷涂層的方法，其特征在于：在超聲振動(dòng)的輔助下于保護(hù)氣氛下進(jìn)行激光熔覆處理的具體過程為：先打開超聲振動(dòng)裝置，對(duì)鈦合金基體從底部施加超聲振動(dòng)，再通入保護(hù)氣10-20s待保護(hù)氣充滿激光熔覆裝置后，進(jìn)行激光熔覆處理，熔覆結(jié)束10-20s后再關(guān)閉超聲振動(dòng)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過超聲振動(dòng)輔助激光熔覆制備人工關(guān)節(jié)面陶瓷涂層的方法，其特征在于：所述激光熔覆工藝參數(shù)為：激光功率為400-500W，激光掃描速度為3-7mm/s，激光光斑直徑為1-2mm，搭接率為20-40％，保護(hù)氣體的流量10-15L/min。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過超聲振動(dòng)輔助激光熔覆制備人工關(guān)節(jié)面陶瓷涂層的方法，其特征在于：所述保護(hù)氣氛為氬氣。