[发明专利]一种PREP法制备球形NiTi合金粉末

说明书

为了改善粉末合金的硬度、耐磨性，设计了一种PREP法制备球形NiTi合金粉末。采用NiTi合金棒材为原料，所制得的PREP法制备球形NiTi合金粉末，其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。其中，NiTi合金粉末以球形颗粒为主，球形度大于95%，粉末粒度主要分布在54~130μm之间。大粒径粉末颗粒为胞状晶组织，小粒径颗粒表面光滑且无明显结晶组织。NiTi合金粉末的马氏体相变温度随粉末粒径减小而降低，粒径较大的粉末，冷却时只经历一步马氏体相变过程，而粒径较小的粉末在冷却过程中经历两步马氏体相变过程，出现两步马氏体相变的原因是由于快速冷却导致晶粒细化或位错引入。本发明能够为制备高性能的球形NiTi合金粉末提供一种新的生产工艺。

所属技术领域

本发明涉及一种粉末冶金材料，尤其涉及一种PREP法制备球形NiTi合金粉末。

背景技术

NiTi合金属于一种具有特殊记忆功能的合金，即形状记忆合金（Shape MemoryAlloys,），简称SMA，是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状的合金材料，即拥有“记忆效应的合金。在航空航天领域内的应用有很多成功的范例。人造卫星上庞大的天线可以用记忆合金制作。发射人造卫星之前，将抛物面天线折叠起来装进卫星体内，火箭升空把人造卫星送到预定轨道后，只需加温，折叠的卫星天线因具有“记忆”功能而自然展开，恢复抛物面形状。

形状记忆合金由于具有许多优异的性能，因而广泛应用于航空航天、机械电子、生物医疗、桥梁建筑、汽车工业及日常生活等多个领域。

发明内容

本发明的目的是为了改善粉末合金的硬度、耐磨性，设计了一种PREP法制备球形NiTi合金粉末。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

PREP法制备球形NiTi合金粉末的制备原料包括：NiTi合金棒材。

PREP法制备球形NiTi合金粉末的制备步骤为：将原料按实验设计方案称重、配料，配好后倒入硬质合金球磨罐中进行湿磨，球磨时间为24h。球磨结束后，将制得的粒料进行真空干燥，干燥时间为50min，干燥温度为38℃，随后加入作为成形剂进行制粒。将制好的粉末加至单柱液压机中进行压制成形，随后放入脱蜡-低压烧结一体炉中进行烧结，烧结温度为1100℃，保温时间为95min。

PREP法制备球形NiTi合金粉末的检测步骤为：氧含量采用Leco538型氧氮联测仪测定，粒度采用振动筛分法分级，表面形貌采用JSM54扫描电镜观察，物相组成采用D8AdvanceX射线衍射仪表征，热分析采用DSC差示扫描量热仪分析。

所述的PREP法制备球形NiTi合金粉末，NiTi合金粉末以球形颗粒为主，球形度大于95%，粉末粒度主要分布在54~130μm之间。粒径≥183μm的粉末颗粒为胞状晶组织，粒径≤38μm的颗粒表面光滑且无明显结晶组织。

所述的PREP法制备球形NiTi合金粉末，粒径≤38μm的粉末全部为B2相，粒径≥183μm的粉末主要由B2相组成，存在少量Ni3Ti和NiTi2二次相。

所述的PREP法制备球形NiTi合金粉末，NiTi合金粉末的马氏体相变温度随粉末粒径减小而降低，粒径较大的粉末，冷却时只经历一步马氏体相变过程，而粒径较小的粉末在冷却过程中经历两步马氏体相变过程，出现两步马氏体相变的原因是由于快速冷却导致晶粒细化或位错引入。

本发明的有益效果是：

采用NiTi合金棒材为原料，经过配料、球磨、干燥、制粒、成形、烧结工艺成功制备了具有优异力学性能的PREP法制备球形NiTi合金粉末。其中，NiTi合金粉末以球形颗粒为主，马氏体相变温度随粉末粒径减小而降低。所制得的PREP法制备球形NiTi合金粉末，其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。本发明能够为制备高性能的球形NiTi合金粉末提供一种新的生产工艺。