【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于合金制造，尤其涉及一种多孔niti合金及其制备方法。
技术介绍
1、多孔niti合金具有良好的力学性能、优秀的抗腐蚀性以及生物相容性，其弹性屈服应力高，可压缩性与多孔结构也能够与纤维组织和骨组织相配合，在医药领域具有很高的市场前景。也因此，对于多孔niti合金的制备上，除了要求得到相近孔隙率下的高性能外，需同时实现孔参数的可控制备，包括孔隙率、孔径、孔形、孔分布等等。
2、多孔niti合金常用粉末冶金制备技术，有诸如粉末烧结法（powder sinterung，ps）、微波烧结（microwave sintering，ms）、自蔓延高温烧结（self-propagating hightemperature synthesis，shs）、热等静压（hot isostatic pressing，hip）、电火花等离子烧结（spark plasma sintering，sps）等。
3、传统粉末烧结法通过降低粉末压制成形的压制压力以进行松装烧结，多孔niti合金烧结孔隙主要来自压制压力降低导致的粉末堆叠间隙。传统粉末烧结法具有操作简单易控制、高成品率的优点，但仅依赖于粉末堆叠间隙形成的孔隙，其在更高孔隙率、更大孔径的多孔niti合金制备方面存在不足。
4、微波烧结是一种将材料与微波耦合，吸收电磁能并将之转化为热能以实现合金化的制备方法。微波烧结具有能耗低、加热快、烧结时间短、增强元素扩散等优势，然而微波烧结在更高孔隙率的多孔niti合金制备存在明显不足。
5、自蔓延高温烧结
6、热等静压是通过在一特殊容器内同时施加高温高压，部分气体在热等静压过程中困于金属粉末间隙间，气体在随后烧结过程中膨胀发泡形成孔隙，得到多孔niti合金。然而此种方法所制多孔niti合金的孔隙结构形态不理想，孔隙率与孔径不易控制。
7、电火花等离子烧结是利用粉末间隙瞬间产生火花放电的压力辅助脉冲电流烧结工艺，是制备金属、陶瓷、复合及多孔材料的一种十分有效、便捷的快速制备方法，具有快速成形及所制合金晶粒较细的优势。相较传统烧结，电火花等离子烧结形成烧结颈的速率加快，制备过程中产生的电场扩散效应能净化颗粒表面以提升烧结质量。而电火花等离子烧结对最终工件的烧结精度不足，还需要烧结后加工，在精密小件的制备上缺乏竞争性。
8、多孔niti合金追求孔参数的可控制备，并且球形度高的多孔合金性能更佳，上述列举传统粉末冶金技术在孔参数可控制备上均有所欠缺。为满足市场对多孔niti合金的广泛需求，近年来以增材制造或其他制备工艺结合造孔剂法进行多孔niti合金制备的方法成为了领域内主流。增材制造是一类孔参数设计自由度极高的制备方法，特别针对直径100-1000 μm的复杂孔隙，然而受限于光源直径及设备精度，孔壁质量随孔径降低而降低，增材制造对直径<100 μm孔隙的多孔niti合金制备鲜有报导。
9、结合造孔剂法的金属注射成形技术（mim-psh），是一类适用于制备多孔材料与梯度多孔材料的方法。mim具备近净成形的优势，能实现微小复杂零件的规模化生产。且mim过程中使用的粘结剂体积分数大（40-60 vol. %），有助粉末与占位剂颗粒均匀混合，设计将造孔剂脱除步骤与mim粘结剂脱脂相结合可一定程度简化与造孔剂法结合的制备流程。然而采用mim-psh方法针对多孔niti合金的制备一直鲜有报道，在现有mim-psh方法中，对于造孔剂与粘结剂的同时脱除一直是领域内难以克服的问题，也会显著影响制备得到的多孔niti合金性能。因此，目前仍旧缺乏一种对于多孔niti合金制备的孔隙参数控制方法。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是多孔niti合金制备的孔隙参数难以控制，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种多孔niti合金及其制备方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
3、一种多孔niti合金的制备方法，包括以下步骤：
4、（1）筛分造孔剂，将造孔剂与niti合金原料粉末混合均匀；所述造孔剂为高分子聚甲基丙烯酸甲酯；
5、（2）加入粘结剂，密炼，造粒，模压注射成型得到生坯；所述粘结剂包括低熔点组分、高熔点组分、表面活性剂三种组分；其中，低熔点组分包括石蜡、聚乙二醇、蒙坦蜡、聚苯乙烯或蜂蜡中的至少一种，高熔点组分包括高密度聚乙烯、聚丙烯或乙烯-乙酸乙烯共聚物中的至少一种，表面活性剂包括硬脂酸；
6、（3）将生坯进行溶剂脱脂处理后，再进行热脱脂，所述热脱脂升温速率为1~3℃/min，温度为500~600℃，时间为1~2h，热脱脂气氛为惰性气体氛围，气流压力为1000~2000pa；
7、（4）将步骤（3）后得到的脱脂后的生坯在1200~1250 ℃条件下真空烧结，得到多孔niti合金。
8、本专利技术的制备方法通过控制造孔剂pmma进行筛分控制尺寸及形状，并与niti预合金粉末和粘结剂混合均匀，以实现多孔合金孔参数的可控制备，得到均匀分布的近球形、不同孔径及孔隙率的多孔niti合金。
9、niti合金粉末通常拥有极高的活性，在mim制造过程中的关键难点在于控制获得较低的碳含量和氧含量。在以往诸多的多孔材料制备方法中，如nacl、nh4co3等造孔剂均需要在多种介质（如水、乙醇等）或加热过程脱除，无法与mim工序融为一体，使氧化风险增高，且由于造孔剂形状不规则，难以获得球形孔隙；pmma通常为球形，廉价易得，能够得到近球形孔隙，有利于提高力学性能。
10、在现有mim技术中，以pmma为造孔剂仅有少量的报道，多用于不锈钢、合金钢等对碳氧杂质含量要求较低的材料中，在钛合金、镍钛合金中极少出现。本专利技术中，采用pmma作为造孔剂，且选取了包含软化温度较低的低熔点组分（如石蜡）的粘结剂，使得注射过程中粘结剂为流动态、造孔剂维持固态，脱脂烧结后获得均匀的孔隙分布；同时，这种粘结剂和造孔剂的组合，使得它们能够在溶剂脱脂-热脱脂步骤中实现同时脱除，在mim制备过程中无需增加额外工序，最终制备得到较低碳含量和氧含量的近球形多孔niti合金，获得极高的力学性能。
11、本专利技术采用溶剂脱脂-热脱脂双重脱脂方案，溶剂脱脂较缓慢，可以在不产生气泡、裂纹的情况下形成通道，方便后续热脱脂阶段粘结剂的快速分解脱除。
12、优选的，所述粘结剂包括石蜡、高密度聚乙烯和硬脂酸，所述石蜡、高密度聚乙烯和硬脂酸的质量比为50-70%：29-40%：1-10%，合计100%。
13、优选的，所述热脱脂升温速率为1~3本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多孔NiTi合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂包括石蜡、高密度聚乙烯和硬脂酸，所述石蜡、高密度聚乙烯和硬脂酸的质量比为50-70%：29-40%：1-10%，合计100%。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热脱脂升温速率为1~3℃/min，温度为500~600℃，时间为1~2h，热脱脂气氛为惰性气体氛围，气流压力为1000~2000Pa。
4.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述造孔剂与NiTi合金原料粉末的体积比为20~60%，所述粘结剂占NiTi合金原料粉末和造孔剂的质量之和的质量比为7~9%。
5.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述筛分造孔剂的筛分粒径为20~1000μm，所述混合采用机械混粉，混粉转速小于60r/min，混合时间不低于24h。
6.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述密炼的温度不高于200℃，密炼在Ar气氛围下进行，密炼时间为2~4h。
7.如权利要求1或2所述
8.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂脱脂采用30~40℃的二氯甲烷溶液浸泡脱脂，浸泡时间不低于10h。
9.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述真空烧结的真空度不低于10-4Pa，烧结时间不低于5h。
10.一种多孔NiTi合金，其特征在于，所述多孔NiTi合金通过如权利要求1-9中任一项所述的制备方法制备得到，所述多孔NiTi合金呈近球形形貌，孔隙率为21~53%，压缩屈服强度350~1317MPa，8%压缩预应变下回复率高于70%，碳含量低于0.05wt.%，氧含量低于0.30wt.%。
...【技术特征摘要】
1.一种多孔niti合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂包括石蜡、高密度聚乙烯和硬脂酸，所述石蜡、高密度聚乙烯和硬脂酸的质量比为50-70%：29-40%：1-10%，合计100%。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热脱脂升温速率为1~3℃/min，温度为500~600℃，时间为1~2h，热脱脂气氛为惰性气体氛围，气流压力为1000~2000pa。
4.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述造孔剂与niti合金原料粉末的体积比为20~60%，所述粘结剂占niti合金原料粉末和造孔剂的质量之和的质量比为7~9%。
5.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述筛分造孔剂的筛分粒径为20~1000μm，所述混合采用机械混粉，混粉转速小于60r/min，混合时间不低于24h。
6.如权利...
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