[发明专利]一种原位合成任意形状NiTi形状记忆合金的方法

摘要

本发明公开了一种原位合成任意形状NiTi形状记忆合金的方法，步骤包括：粒径小于50μm且平均粒径相同的纯Ti粉和纯Ni粉按近等原子比例均匀混合、利用选区激光熔化快速成形的方法，在纯Ti金属基板上逐层预置10～20μm厚度的混合粉末层；然后利用聚焦光斑直径小于等于40μm的连续YAG或光纤激光器，在水、氧含量小于10ppm的保护环境下，将混合粉末逐点逐线逐层熔化，完成设计形状的NiTi形状记忆合金的原位合成及熔化堆积加工。本发明可以克服现有技术的难点，提供一种周期短、成本低、柔性化程度高，能合成任意形状、致密度近乎100％、且无成分偏析和杂质的镍钛形状记忆合金。

主权项

1.一种原位合成任意形状NiTi形状记忆合金的方法，包括下述步骤：(1)以粒径小于50μm且平均粒径基本相同的Ti粉末和Ni粉末为原料，将两者按近等原子比混合均匀，得到Ni-Ti混合粉末，其中，近等原子比是指其中Ni粉末的原子比例为49～51％，余量为Ti粉；(2)在水、氧含量小于10PPM的保护环境下，利用选区激光熔化快速成形的方法制备近等原子比NiTi形状记忆合金：(2.1)将Ni-Ti混合粉末作为原料，采用连续YAG或光纤激光器作为能量源，聚焦光斑直径小于等于40μm，以钛板作为成形基板，将需要成形的三维图形的STL文件输入SLM快速成形设备由切片软件进行分层离散，生成激光扫描路径；(2.2)在成形基板表面预置一层10～20μm厚度的Ni-Ti混合粉末，激光器根据生成的激光扫描路径对Ni-Ti混合粉末进行扫描，使混合粉末内的Ni和Ti原位发生熔化反应生成NiTi形状记忆合金，在成形基板上形成平整的NiTi形状记忆合金熔化层；当激光功率为160～200W时，扫描速度为5～40mm/min，扫描间距为10～40μm；(2.3)当一层NiTi形状记忆合金层形成后，将成形基板下降10～20μm，再在熔化层上重新预置一层10～20μm厚度的Ni-Ti混合粉末；利用激光器按设定的路径对重新预置的Ni-Ti混合粉末层进行扫描成形，形成新的NiTi形状记忆合金熔化层；当激光功率为160～200W时，扫描速度为5～40mm/min，扫描间距为10～40μm；(2.4)重复上述步骤(2.3)，直至完成整个NiTi形状记忆合金的原位合成加工，将成形件从成形基板上切割下来。