[发明专利]一种生物材料3D打印机用钛合金及制备方法

权利要求书

1.一种生物材料3D打印机用钛合金，其特征在于，所述钛合金由下列组分组成：Al3.0-4.5wt％，Zr 1.0-1.5wt％，Cr 2.5-3.5wt％，Mn 10-15wt％，Si 19-21wt％，Fe 1.8-2.2wt％，Cu 2.2-2.4wt％，Ce 0.1-0.2wt％，余量为Ti和不可避免的杂质；所述Al、Zr和Mn三种合金元素的含量配比需满足Al：Zr：Mn＝3:1:10，所述钛合金的组织为α+β相基体以及弥散分布在基体上的Al₃Ti、Al₃Zr、TiFe和TiMn化合物颗粒，所述弥散分布的金属间化合物颗粒的总量为0.4-0.6wt％；

所述钛合金的制备方法包括如下步骤：

S1：备料：准备海绵钛，金属铬，金属锰，金属铜，钛铝锆铁中间合金，钛硅中间合金和钛铈中间合金；并按照上述成分设计进行重量配比；将称取的原材料在模具中进行压制圆柱形坯料，并放入电阻炉中加热除潮；

S2：熔炼浇注：采用水冷铜坩埚真空感应炉熔炼，将压制好坯料放入坩埚中，对熔炼炉进行抽真空，真空度达到2-5×10^-3Pa，然后向炉中充入氩气，在氩气压力为10-20Pa保护下进行熔炼，熔炼功率为190-200kw，熔炼三次后进行氩气保护浇注成圆柱形钛合金棒料，棒料直径为Φ30-40mm；

S3：将坯料在温度为980-1020℃和压力为150-160MPa下进行热等静压处理，然后随炉冷却至200-300℃后出炉。

2.如权利要求1所述的生物材料3D打印机用钛合金，其特征在于，所述钛合金由下列组分组成：Al 3.6-4.2wt％，Zr 1.2-1.4wt％，Cr 2.8-3.2wt％，Mn 12-14.0wt％，Si 19.5-20.5wt％，Fe 1.9-2.1wt％，Cu 2.25-2.35wt％，Ce 0.12-0.18wt％，余量为Ti和不可避免的杂质。

3.如权利要求2所述的生物材料3D打印机用钛合金，其特征在于，所述钛合金由下列组分组成：Al 4.0wt％，Zr 1.2wt％，Cr 3.0wt％，Mn 12wt％，Si 20wt％，Fe 2.0wt％，Cu2.3wt％，Ce 0.15wt％，余量为Ti和不可避免的杂质。

4.如权利要求1所述的生物材料3D打印机用钛合金，其特征在于，所述弥散分布的金属间化合物颗粒的总量为0.5wt％。