一种基于选择性激光熔化技术的钛镍记忆合金加工方法技术

本发明专利技术属于金属材料加工技术领域，涉及一种基于选择性激光熔化技术的钛镍记忆合金加工方法。先将镍粉和钛粉放入混粉机中混合后放入干燥机干燥，得到钛镍记忆合金粉末；再采用激光对钛镍记忆合金粉末进行低速扫描，然后在钛合金基板上采用选择性激光熔化技术进行加工，得到基于选择性激光熔化技术的钛镍记忆合金；其中激光功率为80-120W，激光光斑直径为50μm，激光扫描速度为0.05-0.2m/s；加工得到的钛镍记忆合金层厚为50μm，硬度为350-470Hv0.3，马氏体转变温度为30-40℃；其成分配比合理，粉料流动性好，成型率高，加工工艺简单，钛镍记忆合金硬度高，可广泛应用于医疗用具、航空制造和汽车行业。

【技术实现步骤摘要】

:本专利技术属于金属材料加工
，涉及一种钛镍记忆合金制备工艺，特别是一种基于选择性激光熔化(SLM)技术的钛镍记忆合金加工方法。
技术介绍
:形状记忆合金是近20年逐渐发展的功能性合金，它具有在一定温度范围内的记忆形状功能，而钛镍系形状记忆合金由于其生物亲和性最先应用于医学与临床手术，这种材料在医学中的意义在于:利用其形状恢复特性，在低于其马氏体转变温度下使其变形压缩，再通过微创将其手术导入病患处，通过自身血液的温度使植入体加热到马氏体转变温度之上，实现其奥氏体到马氏体的转变效应，从而恢复变形前的形状，达到扩张血管的作用。但是由于镍合金的低塑性和高硬度导致传统加工方法加工零件成本十分高昂，并且传统方法无法根据病人个体的特征加工个性化的医疗零件。随着中国逐步进入老龄化社会，传统的钛镍记忆合金加工方法已经不能满足社会的需求，因此必须开发一种新的高效率的钛镍记忆合金的方法。选择性激光熔化技术的出现则可以解决这一问题，选择性激光熔化技术是增材制造技术的一个重要分支，它以其全致密度，高精度，高表面质量而引起行内外的广泛关注，通过选择性激光熔化技术可以准确制造定制化的零件，尤其是医疗中有复杂形状的人体植入物，并且可以通过对激光参数的控制改变材料的显微结构，从而获得具有理想机械性能的金属零件。
技术实现思路
:本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种新型的基于选择性激光熔化SLM技术的钛镍记忆合金加工方法，通过对激光参数的控制改变材料的显微结构，从而获得具有理想机械性能的金属零件。为了实现上述目的，本专利技术的具体加工工艺过程为:(I)、将粒度为20-50 μ m的镍粉和钛粉按照镍粉50.5%和钛粉49.5%的原子比例放入混粉机中混合4-6小时后放入干燥机干燥2-4小时，得到钛镍记忆合金粉末；(2)、采用120WNd:YAG或80WNd:YAG激光对钛镍记忆合金粉末进行低速扫描，然后在40-60°C预热条件下在市售的TA6V钛合金基板上采用现有的选择性激光熔化技术进行加工，得到基于选择性激光熔化技术的钛镍记忆合金；其中激光功率为80-120W，激光光斑直径为50 μ m,激光扫描速度为0.05-0.2m/s ;加工得到的钛镍记忆合金层厚为50 μ m,没有裂纹，微观组织均匀，硬度为350-470Ηνα3，马氏体转变温度为30-40°C。本专利技术与现有技术相比，钛粉和镍粉两种元素在激光的作用下发生化合反应，通过控制激光参数改变化合时间与熔池冷却速度，获得细化的微观组织，从宏观上发现其成型件机械性能好，并且可以获得定制的零件形状结构和马氏体转变温度，能够满足实际应用需要；其成分配比合理，粉料流动性好，成型率高，加工工艺简单，钛镍记忆合金硬度高，可广泛应用于医疗用具、航空制造和汽车行业。【具体实施方式】:下面通过实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1:本实施例的钛镍记忆合金加工工艺过程为:先按原子比为镍50.5% -钛49.5%的比例将镍粉和钛粉放入混粉机中经过5小时混合，再放入干燥机中干燥3小时得到钛镍记忆合金粉末；然后采用120WNd:YAG激光0.05m/s的低扫描速度，将所得钛镍记忆合金粉末在50度预热的条件下在TA6V基板上进行选择性激光熔化加工，得到厚2mm，长100mm，高30mm的试样；工艺参数为:功率:120W ;激光光斑直径:50μ m ;扫描速度:0.05m/s ;层厚:50 μ m，没有裂纹，微观组织均匀，硬度为350Ηνα 3，马氏体转变温度34.5°C。实施例2:本实施例的钛镍记忆合金加工工艺过程为:先按原子比为镍50.5% -钛49.5%的比例将镍粉和钛粉放入混粉机中经过5小时混合，再放入干燥机中干燥3小时得到钛镍记忆合金粉末；然后采用120WNd:YAG激光0.2m/s的高扫描速度，将所得钛镍记忆合金粉末在50度预热的条件下在TA6V基板上进行选择性激光熔化加工，得到厚2mm，长100mm，高30mm的试样；其工艺参数为:激光功率为120W ;激光光斑直径为50 μ m ;扫描速度为0.2m/s ;层厚为50 μ m,没有裂纹，微观组织均匀，硬度为473Ηνα 3，马氏体转变温度39.8°C。实施例3:本实施例的钛镍记忆合金加工工艺过程为:先按原子比为镍50.5% -钛49.5%的比例将镍粉和钛粉放入混粉机中经过5小时混合，再放入干燥机中干燥3小时得到钛镍记忆合金粉末；然后采用80WNd:YAG激光0.05m/s的低扫描速度，将所得钛镍记忆合金粉末在50度预热的条件下在TA6V基板上进行选择性激光熔化加工，得到厚2mm，长100mm，高30mm的试样；其工艺参数为:功率:80W;激光光斑直径:50μπι;扫描速度:0.05m/s ;层厚:50 μ m，没有裂纹，微观组织均匀，硬度为430Ηνα 3，马氏体转变温度35.7 V。实施例4:本实施例的钛镍记忆合金加工工艺过程为:先按原子比为镍50.5% -钛49.5%的比例将镍粉和钛粉放入混粉机中经过5小时混合，再放入干燥机中干燥3小时得到钛镍记忆合金粉末；然后采用80WNd:YAG激光0.2m/s的低扫描速度，将所得钛镍记忆合金粉末在50度预热的条件下在TA6V基板上进行选择性激光熔化加工，得到厚2mm，长100mm，高30mm的试样；其工艺参数为:功率:80W ;激光光斑直径:50 μ m ;扫描速度:0.2m/s ;层厚:50 μ m，没有裂纹，微观组织均匀，硬度为470Ηνα 3,马氏体转变温度36.50C。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于选择性激光熔化技术的钛镍记忆合金加工方法，其特征在于具体加工工艺过程为：(1)、将粒度为20‑50μm的镍粉和钛粉按照镍粉50.5％和钛粉49.5％的原子比例放入混粉机中混合4‑6小时后放入干燥机干燥2‑4小时，得到钛镍记忆合金粉末；(2)、采用120WNd:YAG或80WNd:YAG激光对钛镍记忆合金粉末进行低速扫描，然后在40‑60℃预热条件下在市售的TA6V钛合金基板上采用现有的选择性激光熔化技术进行加工，得到基于选择性激光熔化技术的钛镍记忆合金；其中激光功率为80‑120W，激光光斑直径为50μm，激光扫描速度为0.05‑0.2m/s；加工得到的钛镍记忆合金层厚为50μm,没有裂纹，微观组织均匀，硬度为350‑470Hv0.3，马氏体转变温度为30‑40℃。

【技术特征摘要】
1.一种基于选择性激光熔化技术的钛镍记忆合金加工方法，其特征在于具体加工工艺过程为: (1)、将粒度为20-50μ m的镍粉和钛粉按照镍粉50.5%和钛粉49.5%的原子比例放入混粉机中混合4-6小时后放入干燥机干燥2-4小时，得到钛镍记忆合金粉末； (2)、采用120WNd:YAG或80WNd:YAG激光对钛镍记忆合金粉末进行低速扫描，然后在4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张百成，
申请(专利权)人：张百成，
类型：发明
国别省市：山东;37