【技术实现步骤摘要】
本申请涉及中熵合金增材制造，特别涉及一种微弧氧化处理强化增材制造中熵合金多孔结构的方法。
技术介绍
1、激光选区熔化成形技术可根据零件三维数模，利用金属粉末而无需任何工装夹具和模具，直接获得任意复杂形状的实体零件，特别适用于制造具有复杂结构、多孔结构的零件。多孔结构在医学上作为脊柱多孔植入物、牙科多孔种植体、实现与人体骨接近的弹性模量、促进骨组织向多孔结构内部生长迁移方面多有应用。铌、锆、钽、钛元素对人体无毒，耐腐蚀及生物相容性较好，有潜力成为口腔种植体的候选材料，且铌、锆、钽、钛形成的中熵合金多孔结构的种植体与传统种植体相比在降低应力屏蔽，促进骨组织向多孔结构内部生长迁移方面具有重要作用。
2、然而，铌、锆、钽、钛熔点相差较大，激光选区熔化成形过程中容易导致低熔点元素的气化或者高熔点元素的未熔合，最终导致成形的中熵合金偏离预设合金成分，导致打印失败；且激光选区熔化成形的铌、锆、钽、钛中熵合金多孔结构会存在表面质量差，粘粉难以去除，表面耐腐蚀性下降的问题，必须对其表面进行处理才能使用，而在众多表面处理技术中微弧氧化技术可以使多孔结构表面原位生长出相应的氧化陶瓷膜，以解决多孔结构表面耐腐性降低的问题。
技术实现思路
1、本申请的主要目的是提供一种微弧氧化处理强化增材制造中熵合金多孔结构的方法，旨在解决现有的中熵合金多孔结构难于打印成形且中熵合金多孔结构表面质量差的技术问题。
2、为实现上述目的，本申请提出了一种微弧氧化处理强化增材制造中熵合金多孔结构的方法，包
3、根据激光选区熔化成形方法，对中熵合金粉末进行打印成形，得到中熵合金多孔结构基体；
4、其中，所述中熵合金粉末包括以下组分：nb、zr、ta和ti；
5、所述打印成形过程中的参数包括：铺粉层厚为20μm～30μm，光斑直径为60μm，激光功率为150w～190w，扫描速度为860mm/s～1100mm/s，扫描间距为0.08mm～0.10mm，条带间距为-0.06mm～-0.08mm，路径偏移为0.03mm～0.04mm；
6、配置微弧氧化处理所需的电解液；
7、对所述中熵合金多孔结构基体表面进行微弧氧化处理，得到成品中熵合金多孔结构。
8、可选地，所述中熵合金粉末中各组分的量为：nb 8wt％～11wt％、zr10wt％～12wt％、ta 1wt％～2wt％以及ti余量。
9、可选地，所述中熵合金粉末的粒径为10μm～60μm，所述中熵合金粉末的霍尔流速＜32s/50g。
10、可选地，所述根据激光选区熔化成形方法，对中熵合金粉末进行打印成形，得到中熵合金多孔结构基体的步骤，包括：
11、根据待制备的中熵合金多孔结构的几何形状建立三维实体模型，得到中熵合金多孔结构零件模型；
12、将所述中熵合金多孔结构零件模型导入切片软件中进行切片分层，得到切片文件；
13、将所述切片文件导入激光选区熔化成形设备中，并设置打印成形的参数，对中熵合金粉末进行打印成形，得到中熵合金多孔结构基体。
14、可选地，所述根据待制备的中熵合金多孔结构的几何形状建立三维实体模型，得到中熵合金多孔结构零件模型的步骤中，所述中熵合金多孔结构的几何形状为杆状，所述中熵合金多孔结构的单元杆径通过以下关系式获得：
15、d＝w/k
16、其中，d为所述中熵合金多孔结构的单元杆径，0.2mm≤d≤0.5mm，k为系数，8≤k≤12，w为相临两杆间的最大距离。
17、可选地，所述对所述中熵合金多孔结构基体表面进行微弧氧化处理的步骤前，还包括：
18、将所述中熵合金多孔结构基体置于95％-98％的乙醇中并采用超声波进行清洗，所述超声波频率设置为25khz～50khz，所述超声波时间为10min～15min。
19、可选地，所述对所述中熵合金多孔结构基体表面进行微弧氧化处理，得到成品中熵合金多孔结构的步骤，包括：
20、将所述中熵合金多孔结构基体置于所述电解液中，通电，对所述中熵合金多孔结构基体表面进行微弧氧化处理，同时对所述电解液进行超声辅助，结束后，得到成品中熵合金多孔结构。
21、可选地，所述电解液的成分包括：磷酸钠25g/l～30g/l、二水醋酸钙10g/l～18g/l、硅酸钠2g/l～4g/l以及去离子水余量，所述电解液的ph值为9～11。
22、可选地，所述将所述中熵合金多孔结构基体置于所述电解液中，通电，对所述中熵合金多孔结构基体表面进行微弧氧化处理的步骤中，所述微弧氧化处理的参数，包括：
23、电流密度为5a/dm2～6a/dm2，脉冲频率为500hz～600hz，占空比为20％～30％，微弧氧化时间为300s～400s。
24、可选地，所述同时对所述电解液进行超声辅助的步骤中，所述超声辅助的参数，包括：
25、超声波频率设置为50khz～70khz，超声辅助时间为150s-200s。
26、本申请基于中熵合金多孔结构所含的金属元素熔点相差较大，难以打印成形的问题，通过调控打印成形过程中的参数，使中熵合金多孔结构成分中的高熔点元素和低熔点元素能够在激光选区熔化成形过程中熔合，从而达到预设的中熵合金的成分，解决了中熵合金多孔结构因所含金属元素熔点相差较大，难以打印成形的问题；再采用微弧氧化法对中熵合金多孔结构基体进行表面处理，可以使中熵合金多孔结构基体表面原位生长出相应的氧化陶瓷膜，所得氧化膜与中熵合金多孔结构基体间的结合力强，膜厚范围较宽且可控，形成的中熵合金多孔结构具有耐腐蚀、生物相容性好的特点，且本申请的中熵合金成分为铌、锆、钽、钛，而钛的耐腐蚀性较好，再加入铌、锆、钽后，可进一步增强中熵合金多孔结构的耐腐蚀性能。因而本申请不仅解决了中熵合金多孔结构难打印的问题，还通过微弧氧化处理强化了增材制造中熵合金多孔结构的表面耐腐蚀性，可去除多孔结构表面的粘粉，提高多孔结构表面的质量。
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1.一种微弧氧化处理强化增材制造中熵合金多孔结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的微弧氧化处理强化增材制造中熵合金多孔结构的方法，其特征在于，所述中熵合金粉末中各组分的量为：Nb 8wt％～11wt％、Zr 10wt％～12wt％、Ta1wt％～2wt％以及Ti余量。
3.根据权利要求1所述的微弧氧化处理强化增材制造中熵合金多孔结构的方法，其特征在于，所述中熵合金粉末的粒径为10μm～60μm，所述中熵合金粉末的霍尔流速＜32s/50g。
4.根据权利要求1所述的微弧氧化处理强化增材制造中熵合金多孔结构的方法，其特征在于，所述根据激光选区熔化成形方法，对中熵合金粉末进行打印成形，得到中熵合金多孔结构基体的步骤，包括：
5.根据权利要求4所述的微弧氧化处理强化增材制造中熵合金多孔结构的方法，其特征在于，所述根据待制备的中熵合金多孔结构的几何形状建立三维实体模型，得到中熵合金多孔结构零件模型的步骤中，所述中熵合金多孔结构的几何形状为杆状，所述中熵合金多孔结构的单元杆径通过以下关系式获得：
6.根据权
7.根据权利要求1所述的微弧氧化处理强化增材制造中熵合金多孔结构的方法，其特征在于，所述对所述中熵合金多孔结构基体表面进行微弧氧化处理，得到成品中熵合金多孔结构的步骤，包括：
8.根据权利要求1所述的微弧氧化处理强化增材制造中熵合金多孔结构的方法，其特征在于，所述电解液的成分包括：磷酸钠25g/L～30g/L、二水醋酸钙10g/L～18g/L、硅酸钠2g/L～4g/L以及去离子水余量，所述电解液的pH值为9～11。
9.根据权利要求7所述的微弧氧化处理强化增材制造中熵合金多孔结构的方法，其特征在于，所述将所述中熵合金多孔结构基体置于所述电解液中，通电，对所述中熵合金多孔结构基体表面进行微弧氧化处理的步骤中，所述微弧氧化处理的参数，包括：
10.根据权利要求7所述的微弧氧化处理强化增材制造中熵合金多孔结构的方法，其特征在于，所述同时对所述电解液进行超声辅助的步骤中，所述超声辅助的参数，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种微弧氧化处理强化增材制造中熵合金多孔结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的微弧氧化处理强化增材制造中熵合金多孔结构的方法，其特征在于，所述中熵合金粉末中各组分的量为：nb 8wt％～11wt％、zr 10wt％～12wt％、ta1wt％～2wt％以及ti余量。
3.根据权利要求1所述的微弧氧化处理强化增材制造中熵合金多孔结构的方法，其特征在于，所述中熵合金粉末的粒径为10μm～60μm，所述中熵合金粉末的霍尔流速＜32s/50g。
4.根据权利要求1所述的微弧氧化处理强化增材制造中熵合金多孔结构的方法，其特征在于，所述根据激光选区熔化成形方法，对中熵合金粉末进行打印成形，得到中熵合金多孔结构基体的步骤，包括：
5.根据权利要求4所述的微弧氧化处理强化增材制造中熵合金多孔结构的方法，其特征在于，所述根据待制备的中熵合金多孔结构的几何形状建立三维实体模型，得到中熵合金多孔结构零件模型的步骤中，所述中熵合金多孔结构的几何形状为杆状，所述中熵合金多孔结构的单元杆径通过以下关系式获得：
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜东方，李忠利，李京筱，胡津，胡雅清，杨茗潇，吴代建，费国胜，
申请(专利权)人：四川工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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