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，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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