CN101660068A - 一种多孔Ti-15Mo合金的粉末烧结方法 - Google Patents
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Abstract
一种多孔Ti－15Mo合金的粉末烧结方法，是按88.55∶15的配比取TiH2和Mo粉末混匀，再加入0－40％的碳酸氢铵，并放入混料器中混合24－48小时，再通过模具压成设定形状，然后放入真空烧结炉中，收≤50℃/分钟的速度加热至780－820℃，保温1－2小时制成坯料，将该坯料加热至1050－1150℃，保温4－8小时完成烧结，经冷却即得。Ti－15Mo合金孔隙度为7.9－68.5％，平均孔隙尺寸为12－206μm。本发明工艺简单，节能效果好，造孔质量好，孔隙度达到7.9－68.5％，平均孔隙尺寸为12－206μm。
Description
技术领域
本发明属于多孔Ti-15Mo合金的制备技术，特别属于多孔Ti-15Mo合金的粉末烧结技术。
背景技术
目前，多孔金属材料由于具有较好的力学性能、独特的孔隙结构、阻尼性能等特点而用于生物材料、过滤净化材料、装饰吸声等领域。
其中，多孔钛钼合金具有优良的生物相容性；力学性能与人体骨组织相匹配；独特的孔隙结构有利于体液和营养物质的输送与传递，并有利于骨组织的长入与牢固的固定；可控的孔隙尺寸和孔隙度满足人体骨组织的孔隙特性要求。
因此，多孔Ti-15Mo合金可用于人体硬组织如骨骼、牙根等的替换与修复，是理想的硬组织替代材料。同时，该合金可用于过滤净化等其他领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多孔Ti-15Mo合金的粉末烧结方法。
采用的技术方案是：
一种多孔Ti-15Mo合金的粉末烧结方法，包括以下步骤：
1、取TiH2粉末备用，平均粒度≤80μm；
2、取Mo粉末备用，平均粒度≤150μm；
3、取造孔剂碳酸氢铵粉末备用，平均粒度为20-500μm；
4、取上述TiH2粉和Mo粉，按质量比为88.55∶15.00的配比配制TiH2和Mo混合物，然后加入TiH2和Mo质量之和的0-40％的碳酸氢铵，再将配制好的TiH2、Mo和碳酸氢铵的混合物放入混料器中混合24-48小时；
5、将上述混匀的TiH2、Mo和碳酸氢铵粉末放入模具内，压制成设定形状的生坯(如Ф10×20mm)备用；
6、将上述生坯放入真空烧结炉中，以≤50℃/分钟的速度加热至180-220℃，保温1-2小时，使造孔剂完全分解：
NH4HCO3＝NH3↑+CO2↑+H2O↑
生成的气体由真空系统排出生坯和炉腔，在造孔剂的位置于坯料内生成孔隙。
而后将坯料以≤50℃/分钟的速度加热至780-820℃保温1-2小时，以便氢化钛粉末完全分解：
TiH2＝Ti+H2↑
生成的气体由真空系统排出生坯和炉腔，为保护性气氛。
然后将坯料继续加热至(1050-1150)℃保温4-8小时完成烧结：金属钛和钼粉末在高温和真空条件下烧结是个物理扩散过程，随着烧结过程的进行，β相逐渐成为主相，最后冷却即可得到多孔Ti-15Mo合金，其孔隙度为7.9-68.5％，平均孔隙尺寸为12-206μm。
真空烧结炉(10-1Pa≤真空度≤10-3Pa)。
本发明工艺简单，节能效果好，造孔质量好，孔隙度达到7.9-68.5％，平均孔隙尺寸为12206μm。
具体实施方式
实施例一
先按质量比TiH2∶Mo＝88.55∶15.00配比商用TiH2(平均粒度为14μm)和Mo(平均粒度为24μm)粉末，并在混料器中混合，然后在100MPa压力下压制成Ф10mm×20mm的坯料。随后放入真空烧结炉(真空度为10-1Pa)中以≤50℃/分钟的速度加热至180-220℃保温1小时，以≤50℃/分钟的速度加热至780-820℃保温1小时，最后以≤50℃/分钟的速度加热至1080-1120℃保温5小时，冷却得到多孔Ti-15Mo合金，其孔隙度为7.9％，平均孔隙尺寸为12μm。
实施例二
先按一定质量比TiH2∶Mo＝88.55∶15.00配比商用TiH2(平均粒度为14μm)和Mo(平均粒度为24μm)粉末，而后在两种金属粉末中加入质量比为20％的造孔剂碳酸氢铵(平均粒度为104μm)粉末，并在混料器中混合，然后在100MPa压力下压制成Φ10mm×20mm的坯料。随后放入真空烧结炉(真空度为10-1Pa)中以≤50℃/分钟的速度加热至180-220℃保温1小时，以≤50℃/分钟的速度加热至780-820℃保温1小时，最后以≤50℃/分钟的速度加热至1080-1120℃保温5小时，冷却得到多孔Ti-15Mo合金，其孔隙度为37.6％，平均孔隙尺寸为143μm。
实施例三
先按一定质量比TiH2∶Mo＝88.55∶15.00配比商用TiH2(平均粒度为14μm)和Mo(平均粒度为24μm)粉末，而后在两种金属粉末中加入质量比为40％的造孔剂碳酸氢铵(平均粒度为104μm)粉末，并在混料器中混合，然后在100MPa压力下压制成Ф10mm×20mm的坯料。随后放入真空烧结炉(真空度为10-1Pa)中以≤50℃/分钟的速度加热至180-220℃保温1小时，以≤50℃/分钟的速度加热至780-820℃保温1小时，最后以≤50℃/分钟的速度加热至1080-1120℃保温5小时，冷却得到多孔Ti-15Mo合金，其孔隙度为68.5％，平均孔隙尺寸为206μm。
Claims (4)
1、一种多孔Ti-15Mo合金的粉末烧结方法，其特征在于包括以下步骤：
1)取TiH2粉末备用，平均粒度≤80μm；
2)取Mo粉末备用，平均粒度≤150μm；
3)取造孔剂碳酸氢铵粉末备用，平均粒度为20-500μm；
4)取上述TiH2粉和Mo粉，按质量比为88.55∶15.00的配比配制TiH2和Mo混合物，然后加入TiH2和Mo质量之和的0-40％的碳酸氢铵，再将配制好的TiH2、Mo和碳酸氢铵的混合物放入混料器中混合24-48小时；
5)将上述混匀的TiH2、Mo和碳酸氢铵粉末放入模具内，压制成设定形状的生坯备用；
6)将上述生坯放入真空烧结炉中，以≤50℃/分钟的速度加热至180-220℃，保温1-2小时，使造孔剂完全分解，生成的气体由真空系统排出生坯和炉腔，在造孔剂的位置于坯料内生成孔隙；
而后将坯料以≤50℃/分钟的速度加热至780-820℃，保温1-2小时，以便氢化钛粉末完全分解，生成的气体由真空系统排出生坯和炉腔，为保护性气氛；
然后将坯料继续加热至1050-1150℃，保温4-8小时完成烧结：金属钛和钼粉末在高温和真空条件下烧结是个物理扩散过程，随着烧结过程的进行，β相逐渐成为主相，最后冷却即可得到多孔Ti-15Mo合金，其孔隙度为7.9-68.5％，平均孔隙尺寸为12-206μm，真空烧结炉10-1Pa≤真空度≤10-3Pa。
2、根据权利要求1所述的一种多孔Ti-15Mo合金的粉末烧结方法，其特征在于：先按质量比为TiH2∶Mo＝88.55∶15.00的比例配制TiH2和Mo混合粉末，TiH2粉平均粒度为14μm，Mo粉平均粒度为24μm；将配制好的TiH2和Mo粉末放入混料器中混合，然后在100MPa压力下压制成Φ10mm×20mm的坯料，随后放入真空烧结炉中以≤50℃/分钟的速度加热至180-220℃，保温1小时，以≤50℃/分钟的速度加热至780-820℃，保温1小时，最后以≤50℃/分钟的速度加热至1080-1120℃，保温5小时，冷却得到多孔Ti-15Mo合金，其孔隙度为7.9％，平均孔隙尺寸为12μm，真空烧结炉的真空度为10-1Pa。
3、根据权利要求1所述的一种多孔Ti-15Mo合金的粉末烧结方法，其特征在于：先按质量比为TiH2∶Mo＝88.55∶15.00的比例配制TiH2和Mo混合粉末，TiH2粉平均粒度为14μm，Mo粉平均粒度为24μm；将配制好的TiH2和Mo粉加入质量比为20％的造孔剂碳酸氢铵粉末，并在混料器中混合，然后在100MPa压力下压制成Φ10mm×20mm的坯料，随后放入真空烧结炉中以≤50℃/分钟的速度加热至180-220℃，保温1小时，再以≤50℃/分钟的速度加热至780-820℃，保温1小时，最后以≤50℃/分钟的速度加热至1080-1120℃，保温5小时，冷却得到多孔Ti-15Mo合金，其孔隙度为37.6％，平均孔隙尺寸为143μm，碳酸氢铵平均粒度为104μm，真空烧结炉真空度为10-1Pa。
4、根据权利要求1所述的一种多孔Ti-15Mo合金的粉末烧结方法，其特征在于：先按一定质量比TiH2∶Mo＝88.55∶15.00配比配制TiH2和Mo的混合粉末，而后在两种金属粉末中加入质量比为40％的碳酸氢铵粉末，并在混料器中混合，然后在100MPa压力下压制成Φ10mm×20mm的坯料；随后放入真空烧结炉中以≤50℃/分钟的速度加热至180-220℃，保温1小时，再以≤50℃/分钟的速度加热至780-820℃，保温1小时，最后以≤50℃/分钟的速度加热至1080-1120℃，保温5小时，冷却得到多孔Ti-15Mo合金，其孔隙度为68.5％，平均孔隙尺寸为206μm；TiH2平均粒度为14μm，Mo平均粒度为24μm，碳酸氢铵平均粒度为104μm，真空烧结炉的真空度为10-1Pa。
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2009
- 2009-09-23 CN CN200910187549A patent/CN101660068A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
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