[发明专利]一种Ti基Ti-Fe-Y生物医用合金及其制备方法

权利要求书

1.一种Ti基Ti-Fe-Y生物医用合金，包括Ti元素、Fe元素和Y元素，其特征在于：

Ti基Ti-Fe-Y生物医用的成分通式为：[Ti₉Fe₄][Ti_1-xY_x]＝Ti_71.4-yFe_28.6Y_y，其中，x为原子个数，y为原子百分数，y＝x/14；y的取值范围为：0.5wt.％≤y≤5.0wt.％；

(1)当0.1at.％≤y＜2.0at.％，Ti-Fe-Y为三元亚共晶合金。

(2)当y＝2.0at.％，Ti-Fe-Y为三元共晶合金，其形成成分为Ti_69.4Fe_28.6Y₂。

(3)当2.0at.％＜y≤5.0at.％，Ti-Fe-Y为三元过共晶合金。

2.一种Ti基Ti-Fe-Y生物医用合金的制备方法，其特征在于以下步骤，

第一步，按成分备料

Ti基Ti-Fe-Y生物医用的成分通式为：[Ti₉Fe₄][Ti_1-xY_x]＝Ti_71.4-yFe_28.6Y_y，其中，x为原子个数，y为原子百分数，y＝x/14；y的取值范围为：0.5wt.％≤y≤5.0wt.％；按照成分中的原子百分比，转换成重量百分比，称取各组元的重量值，待用，Ti、Fe、Y原料的纯度要求为99％以上；

第二步，Ti基Ti-Fe-Y母合金的熔炼

将Ti、Fe、Y的混合料放在电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内，采用非自耗电弧熔炼法在氩气的保护下进行熔炼，首先抽真空至10-2Pa，然后充入氩气至气压为0.03±0.01MPa，熔炼电流密度的控制范围为150±10A/cm2，熔化后，再持续熔炼10秒钟，断电，让合金随铜坩埚冷却至室温，然后将其翻转，重新置于水冷铜坩埚内，进行第二次熔炼，如此反复熔炼至少3次，得到成分均匀的Ti-Fe-Y的母合金；

第三步，Ti基Ti-Fe-Y粉体材料的制备

将Ti-Fe-Y的母合金置于刚玉陶瓷罐球磨罐中；首先抽真空至10^-2Pa，然后在470r/min转速下，采用粒度为2mm的刚玉球球磨48小时；最后用200目数筛子筛选出粒度介入48～70μm的合金粉体，以其作为激光快速成形用粉体材料；

第四步，激光快速成形Ti基Ti-Fe-Y三元合金成形体

将Ti-Fe-Y粉体材料置于自动送粉装置中，然后采用同轴送粉法，氩气为送粉气体，氦气为惰性保护气体，在纯钛基板上进行Ti-Fe-Y合金的激光快速成形。优化的工艺参数为：激光线能量密度1.0-2.5kw/mm，扫描速度0.2-0.5m/min，送粉率1.0-5.0g/min，搭接率30％，送粉气体流量4.72liters/min，保护气体流量7.0liters/min。