中航邁特成功研發(fā)3D打印TiNi記憶合金粉末材料

2017年1月5日,，南極熊獲悉,，中國金屬3D打印粉末公司中航邁特在現(xiàn)有球形鈦合金粉末制備技術的基礎上,，采用自主研發(fā)設計的真空電極感應氣霧化制粉爐，成功研制出球形度高,、流動性好,、非金屬夾雜物少的高純球形TiNi記憶合金粉末，率先實現(xiàn)≤53μm細粉收得率的技術突破,，填補國內球形TiNi記憶合金粉末研制的空白,。

△電極感應霧化裝置制粉原理示意圖

TiNi合金是目前形狀記憶合金中研究最全面、記憶性能最好的合金材料,，由于其具有優(yōu)異的形狀記憶效應與超彈性,、高阻尼性、高耐腐蝕性、良好的生物相容性等特點,，成為備受關注的新型功能材料,，廣泛應用于航空航天、機械電子,、生物醫(yī)療,、橋梁建筑、汽車工業(yè)及日常生活等多個領域,。然而TiNi合金的高熔點,、高活性、傳統(tǒng)機加工復雜且性能差嚴重制約了合金的性能提高和進一步應用推廣,。

球形TiNi合金粉末是3D打印TiNi合金結構件的原材料,，也是該項技術的關鍵突破點。國內市場常見的TiNi合金粉末形狀不規(guī)則,、夾雜嚴重,，很難滿足3D打印對粉末原材料高純度、高流動性,、高球形度的要求,。

中航邁特研發(fā)3D打印TiNi記憶合金粉末材料，形貌如下圖（a）所示,，可以看出,，粉末顆粒形狀呈球形或近球形，顆粒之間基本無粘連且衛(wèi)星顆粒極少,。單個粉末顆粒形貌如下圖（b）所示,，由于氣霧化過程冷卻速率高，制備出粉末的組織均勻,。

△ 電極感應氣霧化制備TiNi合金粉末SEM圖.（a）粉末形貌,；（b）單個顆粒粉末形貌

下圖為電極感應氣霧化制備球形TiNi合金粉末的X射線衍射圖譜，從圖中可以看出,，合金粉末均為TiNi相（B2有序相）,。這表明電極感應霧化制備的TiNi合金粉末潔凈度高，并且成分均一,。經(jīng)氣體含量檢測,，15-53μmTiNi粉末的氧含量為371ppm，氮含量為35ppm,。

△TiNi合金粉末XRD衍射圖譜

在成功制備出高球形,、高潔凈度、組織成分均勻的合金粉末基礎上,，研發(fā)團隊進一步優(yōu)化TiNi合金粉末霧化工藝,，提高粉末綜合性能,，實現(xiàn)量化生產(chǎn)，在滿足國內需求同時出口歐美,。在高端鈦基粉末材料研發(fā)和應用方面,，可以與歐美企業(yè)同臺競技。

該型球形TiNi合金粉末同時適用于3D打印送粉工藝和鋪粉工藝,，使3D打印個性化人體介入醫(yī)療器械（如心血管支架,、脊柱內固定物）制造成為可能。

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