[发明专利]一种生物材料3D打印机用钛合金及制备方法

摘要

本发明涉及一种生物材料3D打印机用钛合金，所述钛合金由下列组分组成：Al3.0‑4.5wt％，Zr1.0‑1.5wt％，Cr2.5‑3.5wt％，Mn10‑15wt％，Si19‑21wt％，Fe1.8‑2.2wt％，Cu2.2‑2.4wt％，Ce0.1‑0.2wt％，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％。所述制备方法包括备料、熔炼浇注和热等静压处理。该钛合金抗拉强度可达1100‐1200MPa，且耐压能力高，可经受往复压力循环，室温伸长率可达20％以上，并且耐高温和抗腐蚀性能优异。

主权项

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：Al 3.0‑4.5wt％，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。