System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于增材制造制备具有低弹性模量的NiTiFe合金的方法技术_技高网

一种基于增材制造制备具有低弹性模量的NiTiFe合金的方法技术

技术编号:43604070 阅读:4 留言:0更新日期:2024-12-11 14:51
本发明专利技术涉及增材制造技术领域,特别涉及一种基于增材制造制备具有低弹性模量的NiTiFe合金的方法。该方法通过基于增材制造逐层叠加的成型原理对目标金属粉末进行增材制造,相较于传统冶金技术不仅能够提供出色的表面质量和几何精度,还能够快速实现复杂工件的智能一体化成形;通过设定的原料配比不仅能够满足材料内部的低弹性模量出现的临界缺陷浓度,Fe原子还可作为异质形核剂,会在合适的成形参数下进行的非平衡凝固过程中形成独特的细晶结构,大大提高材料机械性能,起到协同兼顾材料特性的优点;Fe元素加入NiTi后产生的原子弛豫不仅能够产生满足低弹性模量产生所需的点缺陷,还会在基体和晶界处产生位错和析出相等多维缺陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及增材制造,尤其涉及一种基于增材制造制备具有低弹性模量的nitife合金的方法。


技术介绍

1、镍钛基形状记忆合金因其独特的功能特性(如形状记忆效应和超弹性)、生物相容性和耐腐蚀性,正日益受到航空航天、国防、生物医学和汽车行业的关注。但是,受其固有转变特性的限制,二元镍钛合金无法满足一些特殊应用的要求。在众多的形状记忆合金材料中,nitife合金由于其优良的形状记忆效应在工业联轴器、航空航天的缓冲装置以及低温制冷领域具有广阔的应用前景。

2、然而,对于柔性机器人和航空航天缓冲等行业场景而言,nitife合金难以解决强度(即较大的屈服极限)和柔性(即较低的弹性模量)并存的难题。

3、基于此,目前亟待需要一种基于增材制造制备具有低弹性模量的nitife合金的方法来解决上述技术问题。


技术实现思路

1、本专利技术提供了一种基于增材制造制备具有低弹性模量的nitife合金的方法,能够解决强度和柔性并存的难题。

2、本专利技术实施例提供了一种基于增材制造制备具有低弹性模量的nitife合金的方法,包括:

3、获取目标金属粉末;其中,所述目标金属粉末包括纯fe粉末和预合金化niti粉末;

4、对所述目标金属粉末进行增材制造,得到具有低弹性模量的nitife合金;其中,所述低弹性模量的数值范围为13~14gpa,所述nitife合金的屈服极限为700~800mpa。

5、由上述方案可知,本专利技术提供的基于增材制造制备具有低弹性模量的nitife合金的方法,通过基于增材制造逐层叠加的成型原理对目标金属粉末进行增材制造,相较于传统冶金技术不仅能够提供出色的表面质量和几何精度,还能够快速实现复杂工件的智能一体化成形,而经济成本远低于传统工艺,生产效率明显提高;进一步地,通过设定的原料配比不仅能够满足材料内部的低弹性模量出现的临界缺陷浓度,fe原子还可作为异质形核剂,会在合适的成形参数下进行的非平衡凝固过程中形成独特的细晶结构,大大提高材料机械性能,起到协同兼顾材料特性的优点;fe元素加入niti后产生的原子弛豫不仅能够产生满足低弹性模量产生所需的点缺陷,还会在基体和晶界处产生位错和析出相等多维缺陷。因此,上述技术方案能够实现合金内部化学成分和缺陷浓度的精确控制,以达到出现低弹性模量的临界缺陷浓度。

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【技术保护点】

1.一种基于增材制造制备具有低弹性模量的NiTiFe合金的方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述纯Fe粉末占所述目标金属粉末总质量的2~4%。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述纯Fe粉末占所述目标金属粉末总质量的3%。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述纯Fe粉末的粒度为90~110nm,所述NiTi粉末的粒度为15~53μm。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征在于,所述对所述目标金属粉末进行增材制造,得到具有低弹性模量的NiTiFe合金,包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述加工工艺参数包括激光功率、扫描速度、扫描间距、铺粉层厚、光斑直径和底板的预热温度。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述激光功率为80~140W,所述扫描速度为150~300mm/s,所述扫描间距为70~90μm,所述铺粉层厚为25~35μm,所述光斑直径为60~80μm,所述预热温度为90~110℃。

8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在通入惰性气体后,所述金属粉末激光熔化系统中的氧气和水蒸气含量均低于10ppm。

9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述底板上的所述目标金属粉末是通过如下方式进行增材制造的:

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述清洗采用超声波清洗,清洗时间为0.5~1h,清洗介质为无水酒精。

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【技术特征摘要】

1.一种基于增材制造制备具有低弹性模量的nitife合金的方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述纯fe粉末占所述目标金属粉末总质量的2~4%。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述纯fe粉末占所述目标金属粉末总质量的3%。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述纯fe粉末的粒度为90~110nm,所述niti粉末的粒度为15~53μm。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征在于,所述对所述目标金属粉末进行增材制造,得到具有低弹性模量的nitife合金,包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述加工工艺参数包括激光功率、扫描速度...

【专利技术属性】
技术研发人员:袁勃郭春江张亮杜鹏陈洪军
申请(专利权)人:深圳职业技术大学
类型:发明
国别省市:

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