【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于激光增材制造，具体涉及到一种基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料及其制备方法。
技术介绍
1、梯度材料是一种性质在空间中逐渐变化，形成梯度效应，在不同位置上具有不同材料性质的特性。梯度材料具有独特的性能和广泛的适用性，可以满足极其苛刻的性能要求，已被广泛应用于石油、天然气和化学工业、核电、海洋等极端环境。对于建筑材料、航空航天领域等需要同时满足高强度和延展性的应用行业，制备镍基合金梯度材料具有重要意义。
2、传统的制造方法在制作梯度材料时存在一些限制和挑战。例如，气相沉积技术、粉末冶金和离心铸造等方法通常难以直接制造复杂的梯度结构。这些方法需要通过其他加工或者焊接等工艺来实现最终的形状，从而增加了生产工艺的复杂性和生产过程的耗时。相比之下，激光近净成形技术作为一种新兴的制造方法，能够克服传统方法的一些限制。激光近净成形技术利用激光束对材料进行精准控制和加热，使得金属粉末能够在短时间内迅速熔化凝固。通过计算机系统生成数控工作台的运动轨迹，并将金属粉末直接注入到激光束所形成的熔池中，通过逐层叠加的方式制造出梯度材料结构。然而，相对于其他合金，镍钛合金具有相对较低的刚度，即其弹性模量较低。这可能导致在承受外部力或挠曲时出现较大的变形，限制了其在需要高刚度和形状稳定性的应用中的应用。因此，针对不同合金材料的性质，合理控制激光近净成形过程中的工艺参数变得尤为重要。此外，由于在制备过程中受热效应较大，镍原子和钛原子容易发生损耗，导致成分不均匀，使合金内部产生未熔融、气泡等缺陷，同时也会产生niti2、ni3ti4
3、本专利技术基于激光近净成型技术制备的镍钛合金梯度材料，提出一种该制备技术的工艺方法，提高镍钛合金材料的力学性能和形状记忆效应，增加其形变回复率，应用于航空航天、机械工程和建筑材料等行业中。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
3、因此，本专利技术的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料。
4、为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料，其包括：镍钛合金梯度材料包括两层，单层为ni1～99ti1～99，双层为ni1～99ti1～99。
5、作为本专利技术所述基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料的一种优选方案，其中：镍钛合金梯度材料包括两层，单层为ni1～99ti1～99，双层为ni1～99ti1～99。
6、本专利技术的另一个目的是提供一种基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料的制备方法。
7、为了解决上述技术问题，提供一种基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料的制备方法，其包括如下步骤：
8、准备材料：选择ni、ti材料作为打印材料；
9、清洗：准备镍钛基板，砂纸打磨后清洗表面；
10、激光近净成型：在惰性气体气氛下，称取镍、钛粉末，在设定好的激光速率下，制得单双层成分不同的镍钛合金；
11、后处理：制得的镍钛合金进行高温和降温处理制得镍钛合金梯度材料；
12、所述激光近净成型中，所述单层为ni1～99ti1～99，双层为ni1～99ti1～99。
13、作为本专利技术所述基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料的制备方法的一种优选方案，其中：激光近净成型中，单层为ni40～60ti40～60，双层为ni40～55ti45～60。
14、作为本专利技术所述基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料的制备方法的一种优选方案，其中：激光近净成型中，制得的双层合金粒径分别为0.2～0.28mm。
15、作为本专利技术所述基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料的制备方法的一种优选方案，其中：准备材料中，所述ni、ti的平均粒径为43～78μm。
16、作为本专利技术所述基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料的制备方法的一种优选方案，其中：激光近净成型中，激光扫描速率为400～800mm/min。
17、作为本专利技术所述基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料的制备方法的一种优选方案，其中：激光近净成型中，激光近净成型中，单层激光功率为300～370w，双层激光功率为300～400w。
18、作为本专利技术所述基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料的制备方法的一种优选方案，其中：后处理中，所述温度为400～1000℃。
19、本专利技术有益效果：
20、1)本专利技术以镍粉和钛粉为原料，均为高质量的粉末，球形度高，粒径分布均匀，有利于获得具有良好性能的复合产物。
21、2)激光近净成形技术采用密闭惰性气氛环境，可以有效抑制niti制备过程中c、o杂质的形成。本专利技术所提供的方法制备得到的镍钛形状记忆合金构件致密度高，表面几乎无氧化，无孔洞、裂纹等明显缺陷。
22、3)本专利技术所提供的的工艺方法，通过对激光功率的调控，可以有效控制镍钛合金内部析出相的尺寸和分布，获得分布在晶界附近和晶体内部的析出相，从而提高镍钛合金的力学性能。
23、4)本专利技术制备的镍钛梯度材料，结合了两种材料的显著特性，具有优良的延伸率和可恢复性能，适合需要在一个组件中受外界因素实现可控形变特性的工程应用。
24、5)本专利技术所提供的热处理工艺方法操作简单，条件易于控制，通过热处理工艺消除镍钛形状记忆合金内应力，使得热处理后的镍钛合金构件强度高，应变大，其力学稳定特性得到显著提升。
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1.一种基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料，其特征在于：所述镍钛合金梯度材料包括两层，单层为Ni1～99Ti1～99，双层为Ni1～99Ti1～99。
2.根据权利要求1所述的基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料，其特征在于：所述镍钛合金梯度材料包括两层，单层为Ni40～60Ti40～60，双层为Ni40～58Ti42～60。
3.一种基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料的制备方法，其特征在于：所述激光近净成型中，所述单层为Ni40～60Ti40～60，双层为Ni40～58Ti42～60。
5.根据权利要求3或5所述的基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料的制备方法，其特征在于：所述激光近净成型中，制得的双层合金粒径分别为0.2～0.28mm。
6.根据权利要求3所述的基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料的制备方法，其特征在于：所述准备材料中，所述Ni、Ti的平均粒径为43～78μm。
7.根据权利
8.根据权利要求3所述的基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料的制备方法，其特征在于：所述激光近净成型中，所述激光近净成型中，所述单层激光功率为300～370W，双层激光功率为300～400W。
9.根据权利要求3所述的基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料的制备方法，其特征在于：所述后处理中，所述温度为400～1000℃。
...【技术特征摘要】
1.一种基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料，其特征在于：所述镍钛合金梯度材料包括两层，单层为ni1～99ti1～99，双层为ni1～99ti1～99。
2.根据权利要求1所述的基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料，其特征在于：所述镍钛合金梯度材料包括两层，单层为ni40～60ti40～60，双层为ni40～58ti42～60。
3.一种基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料的制备方法，其特征在于：所述激光近净成型中，所述单层为ni40～60ti40～60，双层为ni40～58ti42～60。
5.根据权利要求3或5所述的基于激光近净成形技术的镍钛合金梯度材料的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈斐，鲁嘉琪，张驰，郭文，黄志锋，沈强，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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