[发明专利]一种超低弹性模量高强度钛合金材料的制备方法

摘要

发明提供了一种超低弹性模量高强度钛合金材料的制备方法，属于生物医用材料制备技术领域。以Ti、Mo、Fe元素粉末为主要原料，按照钼当量为6~38wt.%进行成分配比，将混合粉末进行高能球磨，通过调整球磨工艺参数得到纳米晶钛基复合粉末。将球磨粉末装入石墨模具内并进行放电等离子烧结，烧结温度为800~1000℃，保温后随炉冷却即可得到钛合金块体材料。该方法的优势在于：工艺简单制备周期短，所制备合金主要由β-Ti以及FCC-Ti两相组成，并具有超细晶的组织结构特点。制备的新型钛合金具超低弹性模量及高强度、高塑性的特征，其弹性模量指标与自然骨匹配，具有优异的生物力学适应性。

主权项

一种超低弹性模量高强度钛合金材料的制备方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：步骤1：配比原料：以Ti粉、Mo粉和Fe粉为主要原料， 各种成分的按照质量百分比计为：Mo含量5‑12%，Fe的含量为0‑9%，同时成分满足Mo当量范围为6‑38wt%，Mo当量计算公式为：[Mo]当量=%Mo+%Fe/0.35+%Cr/0.63+%Mn/0.65+%Ni/0.8+%V/1.5+%W/2+%Nb/3.6+%Ta/ 4.5，余量为Ti和及其他微量合金元素，备用；步骤2：将步骤1得到的混合粉末进行高能球磨，球磨过程在惰性气体保护下进行，球料比为5: 1 ~20: 1，转速600~1500r/min，球磨时间为2~30h，得到成分均匀分布且晶粒尺寸≤150nm的复合粉末；步骤3：将步骤2得到的球磨粉末装入石墨模具中，再置入放电等离子烧结炉中，施加10~80MPa的轴向压力，采用真空度10^‑2~6Pa的真空条件或惰性气体保护下进行烧结，以速度为50~300℃/min升温，升温至800~1000℃，保温后随炉冷却至室温，即得到钛合金块体材料。