一种带Ti-Nb合金涂层的钛合金及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种带Ti‑Nb合金涂层的钛合金及其制备方法和应用。所述Ti‑Nb涂层附着在钛合金基体上；所述钛合金基体为富镍形状记忆合金，为奥氏体相；所述Ti‑Nb涂层近表面不含Ni元素，且所述涂层的微观结构中含有(Ti,Nb)相，所述(Ti,Nb)相为β‑Ti结构。本发明专利技术通过同轴送粉、激光熔覆的方式在钛合金基体制备Ti‑Nb涂层。该涂层组织稀释率低，生物相容性优异，与基材呈良好的冶金结合，显微硬度达470±12.5HV。本发明专利技术制备工艺简单可控，所得产品性能优良且成本低，便于大规模的应用。同时本发明专利技术所设计和制备的材料特别适合用做生物医疗材料以及耐高温耐腐蚀材料。

【技术实现步骤摘要】
一种带Ti-Nb合金涂层的钛合金及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种带Ti-Nb合金涂层的钛合金及其制备方法和应用，属于表面处理

技术介绍
钛合金由于具有低弹性模量，高的耐腐蚀性、耐摩擦磨损性，高阻尼和优异的生物相容性，被广泛地应用于航空航天、汽车、军事、生活和生物医疗等领域。其中，较为突出地镍钛合金具有特殊的形状记忆效应和超弹性，它在临床上是很好的植入材料。但是在长期植入时，有毒性镍离子释放，且植入体表面的耐腐蚀性能力和耐摩擦磨损能力下降。这些问题，导致镍钛合金在生物医用材料的应用受到了一定程度的限制。生物医用材料的表面性质和质量通常对材料的生物相容性具有一定性的影响，而理想的表面涂层应具有特殊的表面结构和性质，和基底较强的结合强度，具有优异的力学相容性和生物相容性。很多年来，不乏优秀的科学工作者在这些问题上付出诸多努力，但是既要兼备镍钛合金本身的优秀性能，并解决其应用缺陷问题，又要考虑制备成本，这就给科研工作者带来了不少挑战。近年来，不停有人提出，具有一定铌含量的Ti-Nb合金同样具有形状记忆效应和超弹性，并且具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带Ti-Nb合金涂层的钛合金；其特征在于：以钛合金基体材料；所述Ti-Nb涂层附着在基体上；所述基体为富镍的形状记忆合金，为奥氏体相；所述Ti-Nb涂层中不含Ni原子，且所述涂层的微观结构中含有(Ti,Nb)相，所述(Ti,Nb)相为β-Ti结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种带Ti-Nb合金涂层的钛合金；其特征在于：以钛合金基体材料；所述Ti-Nb涂层附着在基体上；所述基体为富镍的形状记忆合金，为奥氏体相；所述Ti-Nb涂层中不含Ni原子，且所述涂层的微观结构中含有(Ti,Nb)相，所述(Ti,Nb)相为β-Ti结构。


2.根据权利要求1所述的一种带Ti-Nb合金涂层的钛合金；其特征在于：所述Ti-Nb涂层中Nb的原子比例为15-35％、优选为20-30％、进一步优选为23％；余量为Ti。


3.根据权利要求1所述的一种带Ti-Nb合金涂层的钛合金；其特征在于：所述钛合金为镍钛合金。


4.根据权利要求1所述的一种带Ti-Nb合金涂层的钛合金；其特征在于：涂层与基体材料结合界面致密平整，呈冶金结合，涂层表面光滑、致密；所述涂层的硬度为470±12.5HV；涂层的未搭接区域的尺寸小于等于3um，搭接区的晶粒的尺寸大于3um且小于等于10um。


5.根据权利要求1所述的一种带Ti-Nb合金涂层的钛合金；其特征在于：所述单层熔覆涂层的厚度为1.0-1.5毫米。


6.一种如权利要求1-5任意一项所述带Ti-Nb涂层的钛合金的制备方法；其特征在于：以表面清洁干燥的钛合金作为基体材料；以Ti、Nb元素混合粉末为原料；通过激光熔覆，将Ti、Nb元素混合粉末涂覆于基体材料上，得到产品；激光熔覆时，控制激光功率为250-450...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宏，胡洁，黄千里，刘咏，梁陆新，朱铁，刘文涛，杨雨铖，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43