一種Ti基Ti-Fe-Y生物醫(yī)用合金及其制備方法
【專利摘要】一種Ti基Ti-Fe-Y生物醫(yī)用合金，屬于新材料【技術領域】，包括Ti、Fe和Y元素，特征是：合金通式為[Ti9Fe4][Ti1-xYx]＝Ti71.4-yFe28.6Yy，y的取值范圍為0.1at.％≤y≤5.0at.％；制備時，配料、母合金非自耗電弧熔煉、球磨和激光快速成形，激光線能量密度1.0-2.5kw/mm，掃描速度0.2-0.5m/min，送粉率1.0-5.0g/min，搭接率30％，送粉氣體流量4.72liters/min，保護氣體流量7.0liters/min，得到高致密成形體。本發(fā)明元素Y在合適的Ti-Fe成分中的適量加入，不僅有效提高合金的硬度、強度、韌性和耐蝕性能，而且降低合金的彈性模量，避免有害Ti4Fe2O脆性相的形成，并保持合金優(yōu)異的成形性。
【專利說明】-種Ti基Ti-Fe-Y生物醫(yī)用合金及其制備方法 【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種Ti基Ti-Fe-Y生物醫(yī)用合金及其制備方法，是一種具有優(yōu)良力學 性能、生物相容性和成形性的Ti基Ti-Fe-Y生物醫(yī)學合金，屬于新材料領域。 【背景技術】
[0002] 激光快速成形是在激光熔覆技術和快速原型技術基礎上發(fā)展起來的一種先進制 造技術。它是基于"離散+堆積"的成形思想，在金屬零件CAD三維實體模型切片數(shù)據(jù)驅動 下，通過金屬材料的逐層激光熔覆沉積，在無需任何專用模具條件下直接快速制造出具有 快速凝固組織特征的高性能復雜結構金屬零件。利用該技術能夠實現(xiàn)人造肢體和醫(yī)用種植 體的個性化設計與制造，并具有高柔性、短周期、低成本、成形與組織性能控制一體化等諸 多優(yōu)點，在現(xiàn)代生物醫(yī)學工程領域具有重大的應用價值。目前，國內外用于激光快速成形的 生物醫(yī)用材料均是以傳統(tǒng)的合金材料為主，研究結果顯示，一些相關的性能指標尚不能滿 足臨床和激光快速成形工藝的實際要求。因此，研發(fā)適用于激光快速成形的生物醫(yī)用材料， 是這項技術在生物醫(yī)學工程領域應用和發(fā)展的必要前提和基礎。
[0003] 鈦合金是目前廣泛應用于生物醫(yī)學領域的合金體系之一，也是目前激光快速成形 領域研究比較深入的一類合金。其中最具代表性的材料為Ti-6A1_4V合金，由于該合金含 有生物毒性元素 V，長期植入體內將會聚集在骨、肝、腎、脾等器官，易誘發(fā)癌癥，其未來應用 將受到極大限制。而后續(xù)發(fā)展的Ti-5Al-2. 5Fe和Ti-6Al-7Nb兩種α+β型醫(yī)用鈦合金， 雖然以Nb和Fe取代了毒性元素 V，但Α1元素的存在會引起骨質溶解和神經(jīng)紊亂，且合金 的彈性模量仍為骨彈性模量的4-10倍。這種種植體與骨骼之間彈性模量的不匹配，將使載 荷不能很好地由種植體傳遞到相鄰骨組織，出現(xiàn)"應力屏蔽"現(xiàn)象，從而導致種植體周圍骨 組織功能退化或吸收，最終引起種植體松動或斷裂。為此，國內外學者相繼開展了生物相容 性更好、彈性模量更低新型β鈦合金的研究。具有代表性的新型β鈦合金主要有Ti-Mo、 Ti-Nb、Ti-Zr和Ti-Sn基的多元合金體系。由于β鈦合金的強化主要是以固溶強化機制 為主，強度較低，耐磨性較差；尤為重要的是，由于β型固溶體的凝固溫度范圍較寬，合金 的流動性差，在非平衡凝固條件下極易產(chǎn)生枝晶偏析，成形精度和質量低，難以滿足激光快 速成形的實際要求。鑒于此，研發(fā)具有優(yōu)異的生物學和力學性能，并具有良好快速成形特性 的鈦合金是目前急待解決的關鍵問題之一。
[0004] 前已指出，作為激光快速成形鈦合金醫(yī)用材料，不僅應具備良好的生物學及力學 性能外，還應從激光快速成形的工藝特點出發(fā)，使合金具有良好的液態(tài)流動性、脫氧性和低 的成分偏析性等性質，以適應高質量激光快速成形性的要求。因此，合金成分體系的選取顯 得至關重要。眾所周知，共晶合金體系因其凝固溫度較低、凝固區(qū)間窄而具有優(yōu)異的液態(tài)流 動性，加之共晶成分液體可達到較大的過冷度，有利于降低合金成分偏析程度。最近研究表 明，Ti-Fe二元共晶合金具有很好的流動性和低的成分偏析性，綜合力學性能良好，且合金 中不含毒性元素，具有良好的生物相容性，將有望成為激光快速成形醫(yī)用合金材料。
[0005] 盡管Ti-Fe共晶合金具有上述優(yōu)點，但該合金體系仍存在以下兩點不足：一是易 于氧化。在激光快速成形過程中，盡管采用嚴格保護措施，但因原始粉末顆粒表面氧的吸 附，易誘發(fā)Ti4Fe20脆性相的形成，使合金的綜合力學性能降低；二是彈性模量遠高于骨的 彈性模量，與臨床要求差距較大。因此，如何有效改善合金的脫氧性和降低彈性模量，是決 定該合金體系能否作為激光快速成形用生物醫(yī)學材料的關鍵所在。
[0006] 彈性模量是一個決定于原子間結合力的力學性能指標。為有效降低Ti-Fe系合金 的彈性模量，需從選擇合金的原子特性考慮，以低彈性模量、無生物毒性元素為優(yōu)先選擇原 則之一，通過合金成分的優(yōu)化設計，以此調整組元間的結合狀態(tài)，進而達到降低合金彈性模 量的目的；與此同時，為改善和提高合金的脫氧性，合金元素尚需具備良好的凈化液相成分 的能力。基于上述因素考慮，因無生物毒性元素釔同時具備上述特性，其彈性模量為64GPa， 低于鈦和鐵的彈性模量（116和211GPa)，且與氧之間的化學親和力高于鈦、鐵與氧之間的 化學親和力（三者與氧的電負性差分別為2. 22、1. 90和1. 61)，具有良好的脫氧性，是理想 的合金化元素之一。但問題是如何實現(xiàn)合金元素的優(yōu)化設計，以達到有效改善合金的脫氧 性和降低彈性模量的目的。
【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明克服了現(xiàn)有Ti-Fe二元共晶合金兩點不足，即高的親氧性和高的彈性模 量，提供具有優(yōu)異力學性能、生物相容性和成形性的Ti-Fe-Y三元合金的形成范圍和最佳 成分。
[0008] 本發(fā)明利用"團簇+連接原子"模型結構模型，在選定的二元Ti-Fe基礎成分上適 量添加的第三組元Y，形成合理的成分配比；采用高純度組元元素；分步熔煉；球磨；利用激 光快速成形制備出Ti-Fe-Y合金成形體，確認成分范圍和最佳成分。
[0009] 本發(fā)明的技術方案如下：
[0010] 一種Ti基Ti-Fe-Y生物醫(yī)用合金，包括Ti、Fe和Y元素，其特征在于：
[〇〇11] Ti 基 Ti-Fe-Y 生物醫(yī)用合金的成分通式為：[Ti9Fe4] [IVXYX] = Ti71.4_yFe28.6Y y，其 中，x為原子個數(shù)，y為原子百分數(shù)，y = x/14 ;y的取值范圍為：0. lat. y彡5. Oat. % ;
[0012] (1)當 0· lat. y < 2. Oat. %, Ti-Fe-Y 為三元亞共晶合金。
[0013] ⑵當y = 2. Oat. %，Ti-Fe-Y為三元共晶合金，其形成成分為Ti69.4Fe28. 6Y2。
[0014] (3)當 2. Oat. %< y 彡 5. Oat. %，Ti-Fe-Y 為三元過共晶合金。
[0015] 激光快速成形Ti基Ti-Fe-Y三元生物醫(yī)用合金成形體的制備方法，包括成分配比 稱量、熔煉和球磨和激光快速成形，其具體工藝步驟是：
[0016] 第一步，備料
[〇〇17] 按照上述Ti基Ti-Fe-Y生物醫(yī)用合金成分中的原子百分比，轉換成重量百分比， 稱取各組元重量值，待用，Ti、Fe、Y原料的純度要求為99 %以上；
[0018] 第二步，Ti基Ti-Fe-Y母合金的熔煉
[〇〇19] 將Ti、Fe、Y的混合料放在電弧熔煉爐的水冷銅坩堝內，采用非自耗電弧熔煉法在 氬氣的保護下進行熔煉，首先抽真空至l〇_2Pa，然后充入氬氣至氣壓為0. 03±0. OIMPa，熔 煉電流密度的控制范圍為150±10A/cm2,熔化后，再持續(xù)熔煉10秒鐘，斷電，讓合金隨銅坩 堝冷卻至室溫，然后將其翻轉，重新置于水冷銅坩堝內，進行第二次熔煉，如此反復熔煉至 少3次，得到成分均勻的Ti-Fe-Y的母合金；
[0020] 第三步，Ti基Ti-Fe-Y粉體材料的制備
[0021] 將Ti-Fe-Y的母合金置于剛玉陶瓷罐球磨罐中。首先抽真空至l(T2Pa，然后在 470r/min轉速下，采用粒度為2mm的剛玉球球磨48小時。最后用200目數(shù)篩子篩選出粒度 介入48?70 μ m的合金粉體，以其作為激光快速成形用粉體材料。
[0022] 第四步，激光快速成形Ti基Ti-Fe-Y三元合金成形體
[0023] 將Ti-Fe-Y粉體材料置于自動送粉裝置中，然后采用同軸送粉法，氬氣為送粉氣 體，氦氣為惰性保護氣體，在純鈦基板上進行Ti-Fe-Y合金的激光快速成形。優(yōu)化的工藝參 數(shù)為：激光線能量密度1. 0-2. 5kw/mm，掃描速度0. 2-0. 5m/min，送粉率1. 0-5. Og/min，搭接 率30%，送粉氣體流量4. 721iters/min，保護氣體流量7. Oliters/min。
[0024] 本發(fā)明的方案是利用"團簇+連接原子"模型來設計Ti-Fe-Y合金成分。該模型將 合金結構分為兩部分：團簇部分和連接原子部分，其中團簇為第一近鄰配位多面體，通常為 具有高配位數(shù)的密堆結構，其間由連接原子搭接。構成團簇的組元之間具有強相互作用，而 團簇與團簇之間的連接為相對弱的交互作用。團簇模型給出一個簡化的[團簇][連接原 子]X成分式，即由一個團簇加上X個連接原子構成。這具體到Ti-Fe合金體系中，在靠近 Ti7〇.5Fe29.5共晶點附近存在以小原子Fe為心的二十面體團簇Ti 9Fe4，其第一殼層被9個Ti 原子和3個Fe原子所占據(jù)。由于團簇在超元胞中具有不同的堆垛模式，而不同的堆垛模式 對應不同的結構模型，從而給出不同的團簇成分式，進而用于合金成分的優(yōu)化設計。對于可 描述為[團簇][連接原子] x的共晶合金，總結出了團簇在超元胞中的一種主要堆垛模式， 即團簇按照類似面心立方結構（FCC-like)進行堆垛，團簇占據(jù)FCC-like元胞中原子陣點 位置，而連接原子則占據(jù)八面體間隙位置，一個團簇將與一個連接原子相對應，這種1:1結 構模型給出的團簇成分表達式為[團簇][連接原子]i。
[0025] 基于上述模型進行Ti-Fe-Y三元合金成分設計時，除需確立[TifejTii二元基礎 團簇成分式外，尚包含基礎團簇式合金化問題，這就要根據(jù)第三組元與基體鈦的混合焓大 小，結合[TifejTii基礎團簇式將合金組元進行定位。依據(jù)團簇密堆性原則，團簇為一種 多原子組成且穩(wěn)定的短程序強結合，其通常是由強負混合焓的組元構成。而連接原子作為 團簇間的空間填充，往往是由弱負混合焓的組元充當，從而使得結構更加密堆與穩(wěn)定。由于 Fe與Ti具有大的負混合焓（_17KJ/mol)，而Y與Ti則具有正的混合焓（15KJ/mol)。因此 Y將充當連接原子，部分取代連接位置上的鈦原子，由此構建出新的合金化團簇式可寫成 [TifeJtTihYl。基于上述團簇成分式，在其所限定Y的上限成分（5.0at. %)范圍內， 可以獲得一系列不同Y含量的Ti-Fe-Y合金。這些成分克服了現(xiàn)有技術的主要缺點，即成 分選取的隨意性和大成分間隔，得以進行合金分范圍的確定和優(yōu)化。
[0026] X射線衍射和掃描電鏡分析表明，在激光快速凝固條件下，由于Y元素良好的凈化 液相合金成分的作用，組織中未發(fā)現(xiàn)有Ti4Fe 20脆性相的存在。隨著Y含量的增加，合金組 織依次為亞共晶、共晶和過共晶，其中成分為(原子百分數(shù)）的合金為三元共 晶合金。
[0027] 硬度測試發(fā)現(xiàn)，合金的顯微硬度隨著Y含量的增加而升高，其值變化范圍為 HV725-HV975 ;壓縮實驗表明，合金的壓縮強度和塑性應變量隨著Y含量的增加呈現(xiàn)出先增 后減的變化趨勢，即在三元共晶成分（Y = 2. Oat. % )合金的壓縮強度和塑性應變量分別達 到最大。而合金的體彈性模量變化趨勢則相反，在三元共晶成分達到最低。
[0028] 在格林體液中電化學腐蝕試驗表明，合金的耐蝕性隨著Y含量的增加呈先增后減 的變化趨勢，即在三元共晶成分合金的耐蝕性能為最好。
[0029] 采用粗糙度輪廓儀對尺寸為Φ 10mmX20mm的圓柱形成形體側面進行測試表明， 合金平均粗糙度介于13-51微米之間，且隨著Y含量的增加，合金平均粗糙度呈現(xiàn)出先降后 增的變化趨勢，即在三元共晶合金成分時，合金的成形精度為最高。
[0030] 本發(fā)明的有效力效果是：
[0031] ①由于Y元素的適量加入，有效降低Ti-Fe合金的彈性模量，在 Ti71.4-yFe28.6Yy(〇· lat. %彡 y 彡 5.0at. % )范圍內，合金的彈性模量介入 105-125.6GPa 之 間，比Ti-Fe二元共晶合金的彈性模量低（145GPa)。
[0032] ②由于Y元素良好的凈化液相成分作用，有效地抑制了 Ti4Fe20脆性相的形成；
[0033] ③由于基于"團簇+連接原子"模型指導，得以在激光快速成形條件下確定最佳 合金成分為Ti 69.4Fe28.6Y2，其彈性模量、壓縮強度、塑性應變量、硬度、腐蝕電極電位分別為 105GPa、2028. 4MPa、9. 25%、HV950 和-0· 60203V，綜合力學性能優(yōu)于傳統(tǒng)的 Ti-6A1-4V 和現(xiàn) 有的部分β鈦合金，并具有良好的成形性。 【專利附圖】

【附圖說明】
[0034] 圖1所示為Ti7(l.5Fe29. 5:元共晶合金的X射線衍射圖譜，其主要是由β-Ti固溶體 和TiFe金屬間化合物組成。由于原始粉末表面氧的吸附，致使組織中尚存在有害的Ti 4Fe20 脆性相。
[0035] 圖 2 所示為 Ti^Fe^Ui^Fe^Wi^Fe^Y^ 三種典型 Ti-Fe-Y 合金的 X射線衍射圖譜，由于Y元素良好的凈化液相合金成分的作用，Ti4Fe20脆性相衍射峰消失， 其是由β _Ti和TiFe雙相組織所構成，且隨著Y含量的增加，組織中TiFe金屬間化合物的 數(shù)量增加。
[0036] 圖 3a_ 圖 3d 所示出 Ti^Fe^Yu、Ti69.4Fe28.6Y 2.Q、Ti68.4Fe28. 6Y3.Q 三種典型的 Ti-Fe-Y合金組織形貌，為作對比，Ti7a5Fe29.5二元共晶合金的組織形貌也列在該圖中。由 圖3a可見，Ti 7(l.5Fe29.5:元共晶合金的組織形貌特征是在魚骨狀的β-Ti+TiFe共晶團界 面處分布有不規(guī)則形狀的Ti 4Fe20氧化物。而三元亞共晶合金則是由深色的 β -Ti初晶和分布其間的β -Ti+TiFe共晶組織構成（圖3b)。Ti^Fe^Yu三元共晶合金 呈現(xiàn)出典型的細小胞狀共晶組織形貌特征（圖3c)。元過共晶合金是由人 字型和圓棒狀的TiFe初晶及分布其間的β -Ti+TiFe共晶組織所構成（圖3d)。 【具體實施方式】
[0037] 現(xiàn)以最佳合金Ti69.4Fe28. 6Y2為例，說明Ti-Fe-Y合金成形體的制備過程，并結合附 圖說明Ti基Ti-Fe-Y合金的微觀組織特點和性能特征。
[0038] 實施例，用Ti69.4Fe28. 6Y2成分制備激光快速成形成形體
[0039] 第一步，成分配比的稱量
[〇〇4〇] 設計成分時是按原子百分比進行的，在原料稱重過程中，先將合金原子百分比 Τ4.4Fe28.6Υ2.。轉換成重量百分比，按比例稱量的純度為99. 9 %純金屬Ti、Fe和Υ原料； [0041] 第二步，Ti69.4Fe28.6Y2. Q母合金的烙煉
[0042] 將Ti、Fe、Y混合料，采用非自耗電弧熔煉法在氬氣的保護下進行熔煉，首先 抽真空至l(T 2Pa，然后充入氬氣至氣壓為0.03±0.01MPa，熔煉電流密度的控制范圍為 150± lOA/cm2,熔化后，再持續(xù)熔煉10秒鐘，斷電，讓合金隨銅坩堝冷卻至室溫，然后將 其翻轉，重新置于水冷銅坩堝內，進行第二次熔煉，如此反復熔煉3次，得到成分均勻的 Ti69.4Fe28.6Y2 的母合金；
[0043] 第三步，Ti69.4Fe28. 6Y2.Q合金粉體的制備
[0044] 將Ti-Fe-Y的母合金置于剛玉陶瓷罐球磨罐中。首先抽真空至10_2Pa，然后在 470r/min轉速下，采用粒度為2mm的剛玉球球磨48小時。最后用200目數(shù)篩子篩選出粒度 介入48?70 μ m的Ti69.4Fe28.6Y2. Q合金粉體。
[0045] 第四步，激光快速成形Ti^Fe^Yu合金柱狀成形體的制備
[0046] 將Ti-Fe-Y粉體材料置于自動送粉裝置中，然后采用同軸送粉法，氬氣為送粉氣 體，氦氣為惰性保護氣體，在純鈦基板上進行Ti-Fe-Y合金的激光快速成形成形體的尺寸 為（M0mmX20mm。優(yōu)化的工藝參數(shù)為：激光線能量密度L8kw/mm，掃描速度0.36m/min， 送粉率2. 8g/min，搭接率30%，送粉氣體流量4. 721iters/min，保護氣體流量7. Oliters/ min〇
[0047] 第五步，微觀組織分析和性能測試
[0048] 采用X射線衍射儀（Cu Κα福射，其波長λ = 〇. 15406nm)分析合金的相組成。 結果表明，Ti69.4Fe28. 6Y2合金是由β -Ti固溶體和TiFe金屬間化合物所構成，未發(fā)現(xiàn)有與 Ti4Fe20脆性相相對應的衍射峰存在（如圖2所示），表明Y元素具有優(yōu)異的凈化液相成分 的作用。
[0049] 利用掃描電鏡對合金微觀組織進行形貌觀察發(fā)現(xiàn)，Ti69.4Fe 28.6Y2三元共晶合金呈 現(xiàn)出典型的細小胞狀共晶組織形貌特征（如圖3c所示）。
[0050] 顯微硬度測試表明，Ti69.4Fe28. 6Y2. ^三元共晶合金顯微硬度為HV950，高于 Ti7Q.5Fe29.5:元共晶合金顯微硬度（HV665)。進一步壓縮試驗表明，Ti 69.4Fe28.6Y2三元共晶 合金彈性模量、壓縮強度、塑性應變量分別為l〇5GPa、2028. 4MPa和9. 25% (如表1所示）， 其綜合力學性能不僅優(yōu)于Ti7a5Fe29.5二元共晶合金，而且優(yōu)于傳統(tǒng)的Ti-6A1-4V和現(xiàn)有的 部分β鈦合金。
[0051] 在格林體液中電化學腐蝕試驗表明，Ti69.4Fe 28 6Y2 (l三元共晶合金腐蝕電位和腐蝕 電流分別為-0. 60203V和41. 75 μ A/cm2,而Ti7(l. 5Fe29.5二元共晶合金腐蝕電位和腐蝕電流 分別為-〇. 51555V和82. 865 μ A/cm2,其結果列在表2。這意味著三元共晶合 金的耐蝕性明顯高于Ti7(l. 5Fe29.5二元共晶合金。
[0052] 利用粗糙度輪廓儀對尺寸為Φ 10mmX20mm的三元共晶合金圓柱 形成形體進行測試表明，其側面輪廓平均粗糙度約為13 μ m，與Ti7a5Fe29.5二元共晶合金 的粗糙度（12.6 μ m)相當，其結果列在表2。這表明Ti^Fe^Yu三元共晶合金保持著 Tiro.5Fe29.5二元共晶合金良好的成形性。
[0053] 下表1所示為Ti-Fe-Y三元合金典型成分及其力學性能。結果表明，Ti-Fe-Y三 兀合金的綜合力學性能不僅優(yōu)于Ti 7(l.5Fe29.5二兀共晶合金，而且優(yōu)于傳統(tǒng)的Ti-6A1_4V和 現(xiàn)有的部分β鈦合金。
[0054] 表ITi-Fe二元共晶合金和Ti-Fe-Y三元合金的力學性能
[0055]
【權利要求】
1. 一種Ti基Ti-Fe-Y生物醫(yī)用合金，包括Ti元素、Fe元素和Y元素，其特征在于： Ti基Ti-Fe-Y生物醫(yī)用的成分通式為：[Ti9Fe4] [TihYj =Ti71.4_yFe28.6Y y，其中，X為原 子個數(shù)，y為原子百分數(shù)，y = x/14 ;y的取值范圍為：0. 5wt. y彡5. Owt. % ; (1) 當0· lat. %彡y < 2. Oat. %，Ti-Fe-Y為三元亞共晶合金。 (2) 當y = 2. Oat. %，Ti-Fe-Y為三元共晶合金，其形成成分為Ti69.4Fe28. 6Y2。 (3) 當2. Oat. %< y彡5. Oat. %，Ti-Fe-Y為三元過共晶合金。
2. -種Ti基Ti-Fe-Y生物醫(yī)用合金的制備方法，其特征在于以下步驟， 第一步，按成分備料 Ti基Ti-Fe-Y生物醫(yī)用的成分通式為：[Ti9Fe4] [TihYj =Ti71.4_yFe28.6Y y，其中，X為原 子個數(shù)，y為原子百分數(shù)，y = x/14 ;y的取值范圍為：0. 5wt. y彡5. Owt. % ;按照成分 中的原子百分比，轉換成重量百分比，稱取各組元的重量值，待用，Ti、Fe、Y原料的純度要求 為99%以上； 第二步，Ti基Ti-Fe-Y母合金的熔煉 將Ti、Fe、Y的混合料放在電弧熔煉爐的水冷銅坩堝內，采用非自耗電弧熔煉法在氬 氣的保護下進行熔煉，首先抽真空至l〇_2Pa，然后充入氬氣至氣壓為0. 03±0. OIMPa，熔煉 電流密度的控制范圍為150±10A/cm2,熔化后，再持續(xù)熔煉10秒鐘，斷電，讓合金隨銅坩堝 冷卻至室溫，然后將其翻轉，重新置于水冷銅坩堝內，進行第二次熔煉，如此反復熔煉至少3 次，得到成分均勻的Ti-Fe-Y的母合金； 第三步，Ti基Ti-Fe-Y粉體材料的制備 將Ti-Fe-Y的母合金置于剛玉陶瓷罐球磨罐中；首先抽真空至10_2Pa，然后在470r/min 轉速下，采用粒度為2mm的剛玉球球磨48小時；最后用200目數(shù)篩子篩選出粒度介入48? 70 μ m的合金粉體，以其作為激光快速成形用粉體材料； 第四步，激光快速成形Ti基Ti-Fe-Y三元合金成形體 將Ti-Fe-Y粉體材料置于自動送粉裝置中，然后采用同軸送粉法，氬氣為送粉氣體， 氦氣為惰性保護氣體，在純鈦基板上進行Ti-Fe-Y合金的激光快速成形。優(yōu)化的工藝參數(shù) 為：激光線能量密度1. 0-2. 5kw/mm，掃描速度0. 2-0. 5m/min，送粉率1. 0-5. 0g/min，搭接率 30%，送粉氣體流量4. 721iters/min，保護氣體流量7. 01iters/min。
【文檔編號】C22C1/03GK104087785SQ201410334895
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月14日 優(yōu)先權日:2014年7月14日
【發(fā)明者】王存山, 馮巧, 韓立影 申請人:大連理工大學