一种增材制造镍钛合金的热处理方法及其应用技术

技术编号:39896619 阅读:5 留言:0更新日期:2023-12-30 13:10
本发明专利技术公开了一种增材制造镍钛合金的热处理方法及其应用,涉及金属材料热处理的技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种增材制造镍钛合金的热处理方法及其应用


[0001]本专利技术涉及金属材料热处理的
,尤其涉及一种增材制造镍钛合金的热处理方法及其应用


技术介绍

[0002]镍钛合金具有形状记忆效应

超弹性

低刚度

生物相容性

阻尼特性和耐蚀性等特性,被广泛应用于航空航天和医疗设备等领域

然而,由于镍钛合金的活泼性和回弹性,使得传统机械加工工艺制造镍钛合金制件,尤其是形状复杂的零部件存在困难

[0003]近年来,增材制造技术的快速发展为复杂零部件制造提供了新的成形技术路径

例如,选区激光熔化技术制造的镍钛合金自膨胀血管支架

口腔正畸丝

椎间融合器等

然后,需要指出的是,增材制造镍钛合金通常需要后续热处理,如固溶处理消除成形过程中产生的杂相,以期获得单相基体;时效处理获得第二相析出,以期获得较优的综合力学性能

此外,由于增材制造过程中不可避免的会产生内部孔隙和微裂纹,最终影响制件性能

因此,开发一种适合于增材制造镍钛合金制件的热处理方法,在消除内部缺陷的同时,实现材料微观组织的有效调控,对提高制件性能和提升制备效率具有重要意义


技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处而提供了一种增材制造镍钛合金的热处理方法及其应用

本专利技术的方法,不仅可以消除增材制造过程中产生的残余孔隙与微裂纹,且能有效调控材料组织性能,提高制备效率

[0005]为实现上述目的,本专利技术采取的技术方案为:
[0006]第一方面,本专利技术提供一种增材制造镍钛合金的热处理方法,包括以下步骤:
[0007](1)
将镍钛合金置于密闭容器中加热加压至温度为
900

1200℃
且密闭容器中的压力不低于
120MPa
;随后保温保压
120min
以上,最后以
100

1000℃/min
的冷却速度降温至
250

500℃

[0008](2)
对密闭容器中的镍钛合金保温保压
30

180min
,随后降至室温并取出镍钛合金;所述步骤
(1)
和步骤
(2)
中降温后密闭容器中的压力
≥80MPa。
[0009]本专利技术在密闭容器中同时完成增材制造镍钛合金材料的致密化和热处理

本专利技术通过在
900

1200℃
下对镍钛合金施加不少于
120MPa
均匀等静压力,保温保压不少于
120min
,有效消除材料在增材制造过程中的残余内部孔隙和微裂纹

与此同时,上述的高压固溶处理能够使增材制造过程中产生的杂相充分溶解于基体,从而获得均匀的单相基体组织,即
NiTi
相;并通过调节固溶处理结束时的冷却速率,调控镍钛合金内部第二相的析出

并且,本专利技术通过调节时效处理的温度和保温保压时长,进一步调控镍钛合金中第二相的提出和长大

此外,由于固溶处理和时效处理均在不低于
80MPa
气压下进行,镍钛合金能有效避免在热处理过程中的孔隙重新打开

本专利技术不仅能够有效提高镍钛合金材料的综合力学性能,还能将原来多步热处理合并进行,从而提高镍钛合金制件的生产效率

[0032]一种增材制造镍钛合金的热处理方法,包括以下步骤:
[0033](1)
高压固溶处理:将镍钛合金置于热等静压缸体中,在起始气压
30MPa
条件下,同时升温增压,加热至
900℃
,此时缸体气压为
120MPa
,保温保压
120min
,然后在不卸压的条件下以
100℃/min
的速度降温至
250℃

[0034](2)
高压时效处理:在温度为
250℃
,气压为
80MPa
下,保温保压
30min
,最后降至室温后取出镍钛合金,高压固溶和高压时效处理时,镍钛合金始终置于热等静压缸体内

[0035]根据图1和图2对比可知,镍钛合金材料经过本专利技术的方法处理后,镍钛合金的致密度提高,孔隙基本消除

[0036]实施例2[0037]一种增材制造镍钛合金的热处理方法,包括以下步骤:
[0038](1)
高压固溶处理:将镍钛合金置于热等静压缸体中,在起始气压
30MPa
条件下,同时升温增压,加热至
1200℃
,此时缸体气压为
120MPa
,保温保压
120min
,然后在不卸压的条件下以
1000℃/min
的速度降温至
500℃

[0039](2)
高压时效处理:在温度为
500℃
,气压为
80MPa
下,保温保压
180min
,最后降至室温后取出镍钛合金,高压固溶和高压时效处理时,镍钛合金始终置于热等静压缸体内

[0040]实施例3[0041]一种增材制造镍钛合金的热处理方法,包括以下步骤:
[0042](1)
高压固溶处理:将镍钛合金置于热等静压缸体中,在起始气压
30MPa
条件下,同时升温增压,加热至
1050℃
,此时缸体气压为
120MPa
,保温保压
180min
,然后在不卸压的条件下以
1000℃/min
的速度降温至
350℃

[0043](2)
高压时效处理:在温度为
350℃
,气压为
80MPa
下,保温保压
60min
,最后降至室温后取出镍钛合金,高压固溶和高压时效处理时,镍钛合金始终置于热等静压缸体内

[0044]实施例4[0045]一种增材制造镍钛合金的热处理方法,包括以下步骤:
[0046](1)
高压固溶处理:将镍钛合金置于热等静压缸体中,在起始气压
30MPa
条件下,同时升温增压,加热至
1200℃
,此时缸体气压为
150MPa
,保温保压
240min
,然后在不卸压的条件下以
1000℃/min
的速度降本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种增材制造镍钛合金的热处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)
将镍钛合金置于密闭容器中加热加压至温度为
900

1200℃
且密闭容器中的压力不低于
120MPa
;随后保温保压
120min
以上,最后以
100

1000℃/min
的冷却速度降温至
250

500℃

(2)
对密闭容器中的镍钛合金保温保压
30

180min
,随后降至室温并取出镍钛合金;所述步骤
(1)
和步骤
(2)
中降温后密闭容器的压力
≥80MPa。2.
如权利要求1所述的增材制造镍钛合金的热处理方法,其特征在于,所述步骤
(1)
中加热加压后的温度为
1050

1200℃
,密闭容器的气压为
120

150MPa。3.
如权利要求1所述的增材制造镍钛合金的热处理方法,其特征在于,所述步骤
(1)
中保温保压的时间为
180
...

【专利技术属性】
技术研发人员:施麒申正焱刘辛谭冲
申请(专利权)人:广东省科学院新材料研究所
类型:发明
国别省市:

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