[发明专利]一种生物材料3D打印机喷头合金粉末及制备方法

权利要求书

1.一种生物材料3D打印机喷头合金粉末，其特征在于，所述粉末由下列组分组成：Al3.5-4.5wt％，Zr 1.0-1.4wt％，Cr2.5-3.5wt％，Mn13-15wt％，Si19-21wt％，Fe1.8-2.2wt％，Cu2.2-2.4wt％，Ce0.1-0.2wt％，余量为Ti和不可避免的杂质；所述粉末为球形形貌，粒径D₅₀为80-90μm，粒径D90为180-200μm；所述粉末的松状密度为3.25-3.35g/cm³，所述粉末流动性为12-18s/50g。

2.如权利要求1所述的一种生物材料3D打印机喷头合金粉末，其特征在于，所述粉末由下列组分组成：Al3.8-4.2wt％，Zr 1.1-1.3wt％，Cr2.8-3.2wt％，Mn13.5-14.5wt％，Si19.5-20.5wt％，Fe1.9-2.1wt％，Cu2.25-2.35wt％，Ce0.12-0.18wt％，余量为Ti和不可避免的杂质。

3.如权利要求2所述的一种生物材料3D打印机喷头合金粉末，其特征在于，所述粉末由下列组分组成：Al4.0wt％，Zr 1.2wt％，Cr3.0wt％，Mn14wt％，Si20wt％，Fe2.0wt％，Cu2.3wt％，Ce0.15wt％，余量为Ti和不可避免的杂质。

4.如权利要求1所述的一种生物材料3D打印机喷头合金粉末，其特征在于，所述粉末为球形形貌，粒径D₅₀为85μm，粒径D90为190μm；所述粉末的松状密度为3.3g/cm³，所述粉末流动性为15s/50g。

5.一种如权利要求1所述的生物材料3D打印机喷头合金粉末的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

S1：备料：准备海绵钛，金属铬，金属锰，金属铜，钛铝锆铁中间合金，钛硅中间合金和钛铈中间合金；并按照上述成分设计进行重量配比；将称取的原材料在模具中进行压制圆柱形坯料，并放入电阻炉中加热除潮；

S2：熔炼：采用水冷铜坩埚真空感应炉熔炼，将压制好坯料放入坩埚中，对熔炼炉进行抽真空，真空度达到2-5×10^-3Pa，然后向炉中充入氩气，在氩气压力为10-20Pa保护下进行熔炼，熔炼功率为190-200kw，熔炼三次后进行氩气保护浇注成圆柱锭，圆柱锭直径为Φ30-40mm；

S3：电极棒加工：将圆柱锭切除冒口后表面去除氧化皮，然后进行锻造处理，锻造成直径Φ30-40mm，然后焊接至600-800mm的长度，并一端加工为45度的圆锥，最后表面进行打磨抛光处理，粗糙度控制为Ra3.2-Ra6.3；

S4：雾化制粉：将电极棒清洗干净，圆锥形尖端竖直向下安装在电极感应熔炼室的电极控制系统上，对感应熔炼室、雾化室和粉末收集装置抽真空后充入氩气，压力为2-8Pa；电极棒旋转速度为14-20r/min；感应熔炼功率达到120-140KW；当电极棒圆锥形尖端有液滴流动时，保持电极棒自转的同时，使电极棒向下运动速度为300-500μm/s；开启气雾化，喷嘴雾化气压为9-11MPa，然后收集雾化粉末；

步骤5，粉末筛分与包装：将得到的粉末过80目标准筛，取筛下粉末进行真空包装。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，其中，所述S3中锻造成直径Φ35mm，然后焊接至800mm的长度的电极棒。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，其中，所述S4中电极棒旋转速度为18r/min，电极棒向下运动速度为400μm/s；喷嘴雾化气压为10MPa。