CN102041410A - 多孔钛铌合金及其制备方法 - Google Patents

多孔钛铌合金及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102041410A
CN102041410A CN 201110004503 CN201110004503A CN102041410A CN 102041410 A CN102041410 A CN 102041410A CN 201110004503 CN201110004503 CN 201110004503 CN 201110004503 A CN201110004503 A CN 201110004503A CN 102041410 A CN102041410 A CN 102041410A
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
porous titanium
niobium alloy
titanium niobium
percent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN 201110004503
Other languages
English (en)
Inventor
周正存
熊健玉
杜洁
顾苏怡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Vocational University
Original Assignee
Suzhou Vocational University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Vocational University filed Critical Suzhou Vocational University
Priority to CN 201110004503 priority Critical patent/CN102041410A/zh
Publication of CN102041410A publication Critical patent/CN102041410A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

多孔钛铌合金及其制备方法，其钛铌合金，按重量百分比计，成分为Nb35%，余为Ti；其制备方法，其步骤为：（1）选Ti和Nb的纯度为99.9%，球形尿素作为发泡剂；（2）称取65%的Ti粉和35%Nb粉；（3）将称量好的原料粉装入球磨罐，充入氩气保护，然后混合均匀；（4）粉末混好后，取出粉末将其放进一个容器内，加入重量为Ti、Nb粉末重量25%~62.5%的尿素，混合均匀；（5）将第（4）步的混合粉料倒进模具中，用压力机在200MPa的压力下压制并保压5分钟；（6）取出压制的样品，将其放入烘箱在170℃保温2小时，然后将其放到真空烧结炉中，抽真空至10-5～10-6Torr，再加热至1200℃保温6小时进行烧结，冷却到室温即可取出，得到多孔钛铌合金，孔径为200～500μm，孔隙率在50～70%。

Description

多孔钛铌合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及钛铌合金的制备技术。
背景技术
多孔金属材料具有低密度、低模量、高强度/密度比等优点，因此在一些领域得到了广泛的应用。钛及其合金作为人体骨骼替代材料已经在生物学上有比较成熟的应用，但钛及其合金存在密度大，模量高等不足，还有一些钛合金（像Ti-Ni合金等）含有对人体有害的元素，因此，需要开发密度低、模量低、无毒的钛合金。多孔Ti-Nb合金是一种可用于人体骨骼替代材料的低密度、低模量的无毒合金。目前有各种各样的方法制备多孔金属合金，粉末冶金法就是其中之一，这种方法的特点是适合于制备孔隙率高、孔分布均匀的、结构较复杂以及成分稳定的部件。因此，对于作为人体替代材料的这种高要求的多孔钛铌合金比较适合用粉末冶金方法制备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粉末冶金法制备多孔钛铌合金工艺过程。
本发明是一种多孔钛铌合金及其制备方法。本发明的多孔钛铌合金，按重量百分比计，其成分为Nb35%，余为Ti 。
多孔钛铌合金的制备方法，其步骤为：
（1） 选Ti和Nb的纯度为99.9%，Ti和Nb的粒度分别是45目和325
目，球形尿素作为发泡剂，粒度为200～500μm；
（2）按质量百分比，称取65%的Ti粉和35%Nb粉；
（3）将称量好的原料粉装入球磨罐，充入氩气保护，然后在球磨机中混合
均匀，球磨时间为40分钟，转速为110r/min，球料比为10:1；
（4）粉末混好后，等球磨罐温度接近室温时，取出粉末将其放进一个容器
内，加入重量为Ti、Nb粉末重量25%~62.5%的尿素，混合均匀；
（5）将第（4）步的混合粉料倒进模具中，用压力机在200MPa的压力下
压制并保压5分钟；
（6）取出压制的样品，将其放入烘箱在170oC保温2小时，让尿素挥发，
然后将其放到真空烧结炉中，真空炉抽真空至10-5～10-6Torr，再加热至1200oC保温6小时进行烧结，冷却到室温即可取出，得到多孔钛铌合金，孔径为200～500μm，孔隙率在50～70%。
本发明的有益效果是：本发明的粉末冶金法制备的多孔钛铌合金使用的发泡剂尿素能在比较低的温度下挥发，去除比较容易，并能通过调节尿素的形状、大小和加入量在一定范围内控制孔的形状、大小和孔隙率以及孔分布均匀性。对于烧结温度较高和易氧化的钛铌合金能在孔洞预先形成（压坯没有支撑体）的情况下通过高真空烧结得到烧结质量好的多孔钛铌合金。
具体实施方式：
本发明的多孔钛铌合金，按重量百分比计，其成分为Nb35%，余为Ti 。
多孔钛铌合金的制备方法，其步骤为：
（1） 选Ti和Nb的纯度为99.9%，Ti和Nb的粒度分别是45目和325
目，球形尿素作为发泡剂，粒度为200～500μm；
（2）按质量百分比，称取65%的Ti粉和35%Nb粉；
（3）将称量好的原料粉装入球磨罐，充入氩气保护，然后在球磨机中混合
均匀，球磨时间为40分钟，转速为110r/min，球料比为10:1；
（4）粉末混好后，等球磨罐温度接近室温时，取出粉末将其放进一个容器
内，加入重量为Ti、Nb粉末重量25%~62.5%的尿素，混合均匀；
（5）将第（4）步的混合粉料倒进模具中，用压力机在200MPa的压力下
压制并保压5分钟；
（6）取出压制的样品，将其放入烘箱在170oC保温2小时，让尿素挥发，
然后将其放到真空烧结炉中，真空炉抽真空至10-5～10-6Torr，再加热至1200oC保温6小时进行烧结，冷却到室温即可取出，得到多孔钛铌合金，孔径为200～500μm，孔隙率在50～70%。
本发明用粉末冶金法制备了多孔钛铌合金，并对不同孔隙率的该成分合金的烧结样品进行了孔隙率、力学性能测试,测试结果见表1：
表 1 孔隙率与力学性能（压缩试验）的关系
Figure 2011100045032100002DEST_PATH_IMAGE001
下面结合具体的实施例进一步展开本发明。
实施例1: 制备孔隙率约50%的多孔钛铌合金。
（1）制备总重120g的混合粉末。用电子称称取4份质量相同的Ti粉19.5g
和Nb粉10.5g分别装入4个球磨罐中,再按球粉比放入适量的钢球, 球磨罐盖好密封后充入氩气；
（2）将4个球磨罐放在球磨机中转动40分钟，转速为110r/min，待其冷
却后，取出粉末；
（3）在混好的120g混合粉末中加入30g尿素，再加入少量乙醇人工搅拌
均匀；
（4）称取3g第（3）步操作获得的含尿素的混合粉末倒入模具中，用压力
机在200Mpa的压力下压制并保压5分钟后，从模具中取出样品，在模具中加隔片后一次压制可制备多个样品，样品的大小约为Ø15×5（mm）；
（5）把制备好的样品放入烘箱（烘箱放在通风橱里）中在170oC保温2
小时，让尿素挥发，得到含孔洞的样品；
（6）将含孔洞的样品放入真空烧结炉中，真空炉抽真空至10-5～10-6Torr，
再加热到1200oC保温6小时进行烧结，炉子温度冷却到室温后，从烧结炉中取出样品就可获得烧结状态的多孔钛铌合金，孔隙率约为50%，其弹性模量5.5GPa，在力学性能试验机上测出的压缩应力-应变曲线上的平台应力为205Mpa。
实施例2: 制备孔隙率约70%的多孔钛铌合金。
（1）制备总重120g的混合粉末。用电子称称取4份质量相同的Ti粉19.5g
和Nb粉10.5g分别装入4个球磨罐中,再按球粉比放入适量的钢球, 球磨罐盖好密封后充入氩气；
（2）将4个球磨罐放在球磨机中转动40分钟，转速为110r/min，待其冷
却后，取出粉末；
（3）在混好的120g混合粉末中加入75g尿素，再加入少量乙醇人工搅拌
均匀；
（4）称取3g第（3）步操作获得的含尿素的混合粉末倒入模具中，用压力
机在200Mpa的压力下压制并保压5分钟后，从模具中取出样品，在模具中加隔片后一次压制可制备多个样品，样品的大小约为Ø15×5（mm）；
（5）把制备好的样品放入烘箱（烘箱放在通风橱里）中在170oC保温2
小时，让尿素挥发，得到含孔洞的样品；
（6）将含孔洞的样品放入真空烧结炉中，真空炉抽真空至10-5～10-6Torr，
再加热到1200oC保温6小时进行烧结，炉子温度冷却到室温后，从烧结炉中取出样品就可获得烧结状态的多孔Ti-35Nb合金，孔隙率约为70%，其弹性模量1.6GPa，在力学性能试验机上测出的压缩应力-应变曲线上的平台应力为55Mpa。

Claims (3)

1.多孔钛铌合金，按重量百分比计，其成分为Nb35%，余为Ti 。
2.根据权利要求1所述的多孔钛铌合金，其特征在于该合金的孔径为200～
500μm，孔隙率在50～70%。
3.多孔钛铌合金的制备方法，其步骤为：
（1） 选Ti和Nb的纯度为99.9%，Ti和Nb的粒度分别是45目和325
目，球形尿素作为发泡剂，粒度为200～500μm；
（2）按重量百分比，称取65%的Ti粉和35%Nb粉；
（3）将称量好的原料粉装入球磨罐，充入氩气保护，然后在球磨机中混合
均匀，球磨时间为40分钟，转速为110r/min，球料比为10:1；
（4）粉末混好后，等球磨罐温度接近室温时，取出粉末将其放进一个容器
内，加入重量为Ti、Nb粉末重量25%~62.5%的尿素，混合均匀；
（5）将第（4）步的混合粉料倒进模具中，用压力机在200MPa的压力下
压制并保压5分钟；
（6）取出压制的样品，将其放入烘箱在170℃保温2小时，让尿素挥发，
然后将其放到真空烧结炉中，真空炉抽真空至10-5～10-6Torr，再加热至1200℃保温6小时进行烧结，冷却到室温即可取出，得到多孔钛铌合金，孔径为200～500μm，孔隙率在50～70%。
CN 201110004503 2011-01-11 2011-01-11 多孔钛铌合金及其制备方法 Pending CN102041410A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110004503 CN102041410A (zh) 2011-01-11 2011-01-11 多孔钛铌合金及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110004503 CN102041410A (zh) 2011-01-11 2011-01-11 多孔钛铌合金及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102041410A true CN102041410A (zh) 2011-05-04

Family

ID=43907956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110004503 Pending CN102041410A (zh) 2011-01-11 2011-01-11 多孔钛铌合金及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102041410A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102703757A (zh) * 2012-05-18 2012-10-03 宁夏东方钽业股份有限公司 一种耐腐蚀的钛铌合金以及由其制备板材和管材的方法
CN103131883A (zh) * 2013-03-04 2013-06-05 重庆大学 一种用于皮质骨的泡沫钛制备方法
CN103447533A (zh) * 2013-09-28 2013-12-18 重庆大学 一种制备开孔泡沫钛的方法
CN106853529A (zh) * 2016-12-09 2017-06-16 沈阳理工大学 一种多孔TiNb合金的制备方法
CN110284020A (zh) * 2019-07-08 2019-09-27 东南大学 一种耐腐蚀高塑性钛基复合材料及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5169597A (en) * 1989-12-21 1992-12-08 Davidson James A Biocompatible low modulus titanium alloy for medical implants
CN101003873A (zh) * 2007-01-19 2007-07-25 上海交通大学医学院附属第九人民医院 低弹性模量β型Ti－Nb－Zr合金、制备方法及应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5169597A (en) * 1989-12-21 1992-12-08 Davidson James A Biocompatible low modulus titanium alloy for medical implants
CN101003873A (zh) * 2007-01-19 2007-07-25 上海交通大学医学院附属第九人民医院 低弹性模量β型Ti－Nb－Zr合金、制备方法及应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《现代制造工程》 20071130 吴倩等 粉末冶金法制备多孔Ni-Ti合金的烧结过程研究 第65-67页 1-3 , 第11期 2 *
《粉末冶金技术》 20090831 牛文娟等 泡沫钛及其合金制备方法研究进展 第301-304页 2-3 第27卷, 第4期 2 *
《陕西科技大学学报》 20080630 赵明威等 "碳酸氢铵介质法"制备生物用多孔钛钼合金的研究 第53-56页 3 第26卷, 第3期 2 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102703757A (zh) * 2012-05-18 2012-10-03 宁夏东方钽业股份有限公司 一种耐腐蚀的钛铌合金以及由其制备板材和管材的方法
CN103131883A (zh) * 2013-03-04 2013-06-05 重庆大学 一种用于皮质骨的泡沫钛制备方法
CN103131883B (zh) * 2013-03-04 2015-03-25 重庆大学 一种用于皮质骨的泡沫钛制备方法
CN103447533A (zh) * 2013-09-28 2013-12-18 重庆大学 一种制备开孔泡沫钛的方法
CN103447533B (zh) * 2013-09-28 2015-04-01 重庆大学 一种制备开孔泡沫钛的方法
CN106853529A (zh) * 2016-12-09 2017-06-16 沈阳理工大学 一种多孔TiNb合金的制备方法
CN110284020A (zh) * 2019-07-08 2019-09-27 东南大学 一种耐腐蚀高塑性钛基复合材料及其制备方法
CN110284020B (zh) * 2019-07-08 2021-04-27 东南大学 一种耐腐蚀高塑性钛基复合材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107841654B (zh) 一种增材制造用含硼钛合金粉末及其制备方法
CN106086567B (zh) 一种高钪含量铝钪合金及其制备方法
CN102041410A (zh) 多孔钛铌合金及其制备方法
AU603229B2 (en) Process for reducing the dispersion of values of mechanical characteristics of tungsten-nickel-iron alloys
CN110541104B (zh) 一种低密度双相高熵合金材料及其制备方法
CN102534275A (zh) 具有近零膨胀特性的TiNi合金基复合材料及其制备方法
CN102061431A (zh) 一种钨铜复合材料及其制备方法
CN101857925B (zh) 超细晶镍铝合金的制备方法
JPH0689365B2 (ja) 粉末冶金用アトマイズ予合金鋼粉
CN102168200A (zh) 一种高密度铱合金坯及其制备方法
Liu et al. Metal injection moulding of aluminium alloy 6061 with tin
CN109338196B (zh) Ti(C，N)基金属陶瓷及其制备方法和应用
CN113430439B (zh) 一种高强韧活性钨合金的相分布均匀性控制方法
CN109518021A (zh) 一种高强度铁钴镍合金的制备方法
CN111560540A (zh) 可降解的医用植入材料锌硅系列合金及其制备方法
CN113798488B (zh) 铝基粉末冶金材料及其制备方法
CN106676358A (zh) 纳米钾泡分布的w‑k/w‑k‑y合金及其制备方法
CN102796908A (zh) 一种多孔钽医用植入材料的制备方法
Mwamba et al. The use of titanium hydride in blending and mechanical alloying of Ti-Al alloys
CN113913669A (zh) 一种含p高强不锈钢制品的制备方法
CN109852901B (zh) 一种高比重合金钢及其制备方法
CN112609106A (zh) 一种Zr-Ti-Nb合金及其制备方法
CN108396174B (zh) Ti-22Al-25Nb/Al2O3复合材料的制备方法
CN102304638A (zh) 一种空隙率可严格控制的小孔径泡沫铝的制备工艺
CN109248690A (zh) 一种用于无色宝石级金刚石生长的冷压金属触媒的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110504