中航迈特成功研发3D打印TiNi记忆合金粉末材料

TiNi形状记忆合金凭借其特异的形状记忆效应与超弹性、高阻尼性、高耐腐蚀性、优良的生物相容性等特点，成为备受关注的新型功能材料。然而TiNi合金的高熔点、高活性及较差的机加工性能差严重制约了合金的性能提高和应用推广。

3D打印作为一种计算机辅助成型的精密制造技术，通过计算模拟、连续沉积或铺粉扫描熔化的方式，实现从金属粉末原材料到复杂结构的近净成形。该项技术的出现为制备形状复杂的TiNi记忆合金结构件开辟了崭新的途径。

球形TiNi合金粉末是3D打印TiNi合金结构件的原材料，也是该项技术的关键突破点。国内市场常见的TiNi合金粉末形状不规则、夹杂严重，很难满足3D打印对粉末原材料高纯度、高流动性、高球形度的要求。

北京中航迈特公司在现有球形钛合金粉末制备技术的基础上，采用自主研发设计的真空电极感应气雾化制粉炉（如图1所示），成功研制出球形度高、流动性好、非金属夹杂物少的高纯球形TiNi记忆合金粉末，率先实现≤53μm细粉收得率的技术突破，填补国内球形TiNi记忆合金粉末研制的空白。

图1 电极感应雾化装置制粉原理示意图

粉末形貌如图2（a）所示，可以看出，粉末颗粒形状呈球形或近球形，颗粒之间基本无粘连且卫星颗粒极少。单个粉末颗粒形貌如图2（b）所示，由于气雾化过程冷却速率高，制备出粉末的组织均匀。图3为电极感应气雾化制备球形TiNi合金粉末的X射线衍射图谱，从图中可以看出，合金粉末均为TiNi相（B2有序相）。这表明电极感应雾化制备的TiNi合金粉末洁净度高，并且成分均一。经气体含量检测，15-53μmTiNi粉末的氧含量为371ppm，氮含量为35ppm。

图2 电极感应气雾化制备TiNi合金粉末SEM图.（a）粉末形貌；（b）单个颗粒粉末形貌

图3 TiNi合金粉末XRD衍射图谱

在成功制备出高球形、高洁净度、组织成分均匀的合金粉末基础上，研发团队进一步优化TiNi合金粉末雾化工艺，提高粉末综合性能，实现量化生产，在满足国内需求同时出口欧美。在高端钛基粉末材料研发和应用方面，可以与欧美企业同台竞技。

该型球形TiNi合金粉末同时适用于3D打印送粉工艺和铺粉工艺，使3D打印个性化人体介入医疗器械（如心血管支架、脊柱内固定物）制造成为可能。在此项技术的基础上，中国迈特将再接再厉，积极响应“十三五”科技创新计划，不断实现医疗器械3D打印专用粉末材料的突破，助力我国医疗卫生事业的发展。

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公众号：amcpowder或中航迈特粉冶科技

中航迈特粉冶科技（北京）有限公司成立于2014年2月，位于北京市中关村永丰高新技术产业基地，是一家以航空航天金属粉末材料及零部件研发制造为基础，以专业3D打印金属制粉装备及工艺技术开发为目标的高新技术企业。公司投资建成国内技术水平最高、综合实力最强、产业规模亚洲最大的球形金属粉末材料及装备研发生产基地，具备年产制粉炉设备45台套、高品质球形金属粉末材料800吨能力。