激光选区熔化-激光表面织构混合制造高性能医用金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种激光选区熔化

【技术实现步骤摘要】
激光选区熔化
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激光表面织构混合制造高性能医用金属的方法


[0001]本专利技术属于激光增材制造(3D打印)
，特别是涉及一种激光选区熔化
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激光表面织构混合制造高性能医用金属的方法。

技术介绍

[0002]含铜不锈钢和含铜钛合金具有广谱抗菌性能和良好的生物相容性能，作为植入体已在医疗卫生领域展开了广泛的应用。但是，铜离子在金属表面析出会破坏钝化膜的完整性，大大降低了其耐蚀性能，从而极大地限制了其在医用植入体方面的应用。目前，通常采用表面处理技术提高含铜不锈钢和含铜钛合金的耐腐蚀性能，包括离子注入、电镀涂层和气相沉积等。然而，高能轰击的离子可能会对材料表面的形貌特征产生不利影响，这可能会导致植入体力学性能和机械性能降低，同时，植入体经过表面处理后抗菌耐久性差，在服役过程中涂层易被磨蚀，丧失对金属基体的保护作用。
[0003]一般而言，铜离子在金属表面溶出可以起到抗菌作用，但降低了植入体的耐腐蚀性能，故抗菌性和耐蚀性存在着相互矛盾的关系。对于含铜金属材料抗菌性和耐腐蚀性难以兼顾，并且阻碍植入体科学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光选区熔化
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激光表面织构混合制造高性能医用金属的方法，其特征在于，所述方法包括：将含铜抗菌不锈钢和含铜抗菌钛合金零件CAD模型分层切片，根据切片轮廓信息生成一系列激光选区熔化成形二维扫描轨迹；将含铜抗菌不锈钢粉末和含铜抗菌钛合金粉末作为激光选区熔化的成形粉末；所述含铜抗菌不锈钢粉末由纯铜粉末和316L不锈钢粉末组成，所述含铜抗菌钛合金粉末由纯铜粉末和钛合金粉末组成；将成形粉末放入激光选区熔化成形室的装料斗内；成形室被抽成真空，并充入氩气；将表面经过除锈与喷砂处理的316L不锈钢和TC4钛合金基材加热到100～200℃；根据生成的二维扫描轨迹，采用激光选区熔化的方法逐点、逐线、逐层堆积成三维多孔的含铜抗菌不锈钢和含铜抗菌钛合金；将激光选区熔化成形含铜抗菌不锈钢和含铜抗菌钛合金经表面打磨与抛光处理后，在无水乙醇中超声清洗10～20分钟，干燥处理，为激光表面织构处理做准备；调节飞秒激光器能量密度，使用一组平行的光栅路径，在含铜抗菌不锈钢和含铜抗菌钛合金表面进行扫描，生成亲水微结构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含铜抗菌不锈钢粉末由纯铜粉末和316L不锈钢粉末组成，其中，纯铜粉在含铜不锈钢粉末内的质量百分含量为0.5～7.5％，316L不锈钢粉末的化学成分为：Cr 17.52wt.％、Ni 12.27wt.％、Mo 0.74wt.％、C 0.04wt.％、Si 1.03wt.％、O 0.05wt.％、B 0.68wt.％、余量为Fe；所述含铜抗菌钛合金粉末由纯铜粉末和钛合金粉末组成，其中，纯铜粉在含铜钛合金粉末内的质量百分含量为0.5～9％，钛合金粉末为TC4或Ti2448，TC4钛合金粉末的化学成分为：Al 6.01wt.％、V 3.97wt.％、Fe 0.02wt.％、C 0.01wt.％、N 0.001wt.％、O 0.03wt.％、H 0.001wt.％、余量为Ti，Ti2448钛合金的化学成分为：Nb 23.2wt.％、Zr 3.85wt.％、Sn 8.1wt.％、O 0.15wt.％、N<0.005wt.％、余量为Ti。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述纯铜粉末粒度为20～30μm，所述316L不锈钢粉末粒度为30～48μm，所述钛合金粉末的粒度为20～50μm。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用激光选区熔化方法，设置的工艺参数为：激光器波长为1060nm，激光功率为50～10...

【专利技术属性】
技术研发人员：周圣丰，张文财，刘莹，杨俊杰，李卫，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：