專利名稱：多孔鈦鈮合金及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鈦鈮合金的制備技術。
技術背景
多孔金屬材料具有低密度、低模量、高強度/密度比等優(yōu)點，因此在一些領域得到 了廣泛的應用。鈦及其合金作為人體骨骼替代材料已經在生物學上有比較成熟的應用，但 鈦及其合金存在密度大，模量高等不足，還有一些鈦合金(像Ti-Ni合金等)含有對人體有害 的元素，因此，需要開發(fā)密度低、模量低、無毒的鈦合金。多孔Ti-Nb合金是一種可用于人體 骨骼替代材料的低密度、低模量的無毒合金。目前有各種各樣的方法制備多孔金屬合金，粉 末冶金法就是其中之一，這種方法的特點是適合于制備孔隙率高、孔分布均勻的、結構較復 雜以及成分穩(wěn)定的部件。因此，對于作為人體替代材料的這種高要求的多孔鈦鈮合金比較 適合用粉末冶金方法制備。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種粉末冶金法制備多孔鈦鈮合金工藝過程。
本發(fā)明是一種多孔鈦鈮合金及其制備方法。本發(fā)明的多孔鈦鈮合金，按重量百分 比計，其成分為Nb35%，余為Ti。
多孔鈦鈮合金的制備方法，其步驟為(1)選Ti和Nb的純度為99.9%，Ti和Nb的粒度分別是45目和325 目，球形尿素作為發(fā)泡劑，粒度為200 500 μ m ；(2)按質量百分比，稱取65%的Ti粉和35%Nb粉；(3)將稱量好的原料粉裝入球磨罐，充入氬氣保護，然后在球磨機中混合 均勻，球磨時間為40分鐘，轉速為llOr/min，球料比為10:1 ；(4 )粉末混好后，等球磨罐溫度接近室溫時，取出粉末將其放進一個容器 內，加入重量為Ti、Nb粉末重量259Γ62. 5%的尿素，混合均勻；(5)將第(4)步的混合粉料倒進模具中，用壓力機在200MPa的壓力下 壓制并保壓5分鐘；(6)取出壓制的樣品，將其放入烘箱在170°C保溫2小時，讓尿素揮發(fā)，然后將其放到真空燒結爐中，真空爐抽真空至10_5 10_6Τοπ·，再加熱至1200°C保溫6 小時進行燒結，冷卻到室溫即可取出，得到多孔鈦鈮合金，孔徑為200 500 μ m，孔隙率在 50 70%ο
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的粉末冶金法制備的多孔鈦鈮合金使用的發(fā)泡劑尿 素能在比較低的溫度下?lián)]發(fā)，去除比較容易，并能通過調節(jié)尿素的形狀、大小和加入量在一 定范圍內控制孔的形狀、大小和孔隙率以及孔分布均勻性。對于燒結溫度較高和易氧化的 鈦鈮合金能在孔洞預先形成(壓坯沒有支撐體)的情況下通過高真空燒結得到燒結質量好 的多孔鈦鈮合金。
具體實施例方式本發(fā)明的多孔鈦鈮合金，按重量百分比計，其成分為Nb35%，余為Ti。
多孔鈦鈮合金的制備方法，其步驟為(1)選Ti和Nb的純度為99.9%，Ti和Nb的粒度分別是45目和325 目，球形尿素作為發(fā)泡劑，粒度為200 500 μ m ；(2)按質量百分比，稱取65%的Ti粉和35%Nb粉；(3)將稱量好的原料粉裝入球磨罐，充入氬氣保護，然后在球磨機中混合 均勻，球磨時間為40分鐘，轉速為llOr/min，球料比為10:1 ；(4 )粉末混好后，等球磨罐溫度接近室溫時，取出粉末將其放進一個容器 內，加入重量為Ti、Nb粉末重量259Γ62. 5%的尿素，混合均勻；(5)將第(4)步的混合粉料倒進模具中，用壓力機在200MPa的壓力下 壓制并保壓5分鐘；(6)取出壓制的樣品，將其放入烘箱在170°C保溫2小時，讓尿素揮發(fā)，然后將其放到真空燒結爐中，真空爐抽真空至10_5 10_6Τοπ·，再加熱至1200°C保溫6 小時進行燒結，冷卻到室溫即可取出，得到多孔鈦鈮合金，孔徑為200 500 μ m，孔隙率在 50 70%ο
本發(fā)明用粉末冶金法制備了多孔鈦鈮合金，并對不同孔隙率的該成分合金的燒結 樣品進行了孔隙率、力學性能測試，測試結果見表1 表1孔隙率與力學性能(壓縮試驗)的關系
權利要求
1.多孔鈦鈮合金，按重量百分比計，其成分為Nb35%，余為Ti。
2.根據權利要求1所述的多孔鈦鈮合金，其特征在于該合金的孔徑為200 500 μ m,孔隙率在50 70%O
3.多孔鈦鈮合金的制備方法，其步驟為(1)選Ti和Nb的純度為99.9%，Ti和Nb的粒度分別是45目和325 目，球形尿素作為發(fā)泡劑，粒度為200 500 μ m ；(2)按重量百分比，稱取65%的Ti粉和35%Nb粉；(3)將稱量好的原料粉裝入球磨罐，充入氬氣保護，然后在球磨機中混合 均勻，球磨時間為40分鐘，轉速為llOr/min，球料比為10:1 ；(4 )粉末混好后，等球磨罐溫度接近室溫時，取出粉末將其放進一個容器 內，加入重量為Ti、Nb粉末重量259Γ62. 5%的尿素，混合均勻；(5)將第(4)步的混合粉料倒進模具中，用壓力機在200MPa的壓力下 壓制并保壓5分鐘；(6)取出壓制的樣品，將其放入烘箱在170°C保溫2小時，讓尿素揮發(fā)，然后將其放到真空燒結爐中，真空爐抽真空至10_5 10_6Τοπ·，再加熱至1200°C保溫6 小時進行燒結，冷卻到室溫即可取出，得到多孔鈦鈮合金，孔徑為200 500 μ m，孔隙率在 50 70%ο
全文摘要
多孔鈦鈮合金及其制備方法，其鈦鈮合金，按重量百分比計，成分為Nb35%，余為Ti；其制備方法，其步驟為(1)選Ti和Nb的純度為99.9%，球形尿素作為發(fā)泡劑；(2)稱取65%的Ti粉和35%Nb粉；(3)將稱量好的原料粉裝入球磨罐，充入氬氣保護，然后混合均勻；(4)粉末混好后，取出粉末將其放進一個容器內，加入重量為Ti、Nb粉末重量25%~62.5%的尿素，混合均勻；(5)將第(4)步的混合粉料倒進模具中，用壓力機在200MPa的壓力下壓制并保壓5分鐘；(6)取出壓制的樣品，將其放入烘箱在170℃保溫2小時，然后將其放到真空燒結爐中，抽真空至10-5～10-6Torr，再加熱至1200℃保溫6小時進行燒結，冷卻到室溫即可取出，得到多孔鈦鈮合金，孔徑為200～500μm，孔隙率在50～70%。
文檔編號C22C1/08GK102041410SQ20111000450
公開日2011年5月4日 申請日期2011年1月11日 優(yōu)先權日2011年1月11日
發(fā)明者周正存, 杜潔, 熊健玉, 顧蘇怡 申請人:蘇州市職業(yè)大學