一、引言
通过上篇推文，大家都熟悉了钛及钛合金的诸多优势，比如：
比强度高；
弹性模量低，钛合金产品植入人体后，利于骨骼的生长；
高温及低温性能优异；
钛合金的耐腐蚀性能强；
生物相容性好。
但是，钛合金的部分性能则十分特殊。钛在常温下性能十分稳定，表面会形成一层致密的氧化膜。但钛合金在高温时，它可以与空气中的氧气进行化学反应而氧化。
二、钛合金的氧化
3D打印钛合金零件中的氧主要来自三个方面：
钛合金粉末的中原本就含有的氧元素
3D打印过程中，零件和粉末吸收打印仓内的氧气
钛合金零件在退火过程中表面氧化
以上三个方面都会导致钛合金零件中的氧含量增高。
3D打印钛合金零件中氧含量增高后，到底会产生什么样的影响？通过一组钛合金氧化后测试的数据简单对比。
TC4钛合金的强度，塑性与氧含量的关系
从上图中可以看到，随着钛合金中氧含量的提升，钛合金的强度会提高，但塑性会降低。而这样的性能上的变化又会给钛合金的产品带来多大的影响呢？塑韧性对于钛合金的卡环而言，体现了卡环在受到外力时发生变形的角度大小，材料的塑性越好，则钛合金的卡环在受到外力时所能掰到的角度越大。
使用氧含量高的钛合金粉末或钛合金退火被氧化，这样的支架卡环会给口腔技师及临床医生带来两个问题：1. 卡环硬而难掰，就位难以调节；2. 卡环容易断，不敢过多的调整。
三、钛合金粉末的选择和存放
对于钛合金3D打印而言，控制粉末中的氧含量主要有以下2点：
钛合金粉末的选择
钛合金粉末的存放（吸尘器，筛粉，存储罐及3D打印机中）
钛合金粉末的选择
优先选择使用含氧量低的粉末。粉末本身含氧量低的话，可以保证打印件具有很好的韧性，同时可以保证粉末在打印很多次不断吸氧以后，粉末本身的氧含量仍然在标准范围以下。目前TC4钛合金有两种：
1.TC4标准钛合金
2.TC4 ELI 低氧含量钛合金
如下表所示
金沙js3833生产的TC4钛合金粉末（型号DPR-M02），严格执行TC4 ELI标准，粉末氧含量控制在极低的水平，确保客户打印的钛合金零件具有很好的韧性，并支持客户循环打印更多次。
金沙js3833同时提供TA1纯钛粉（型号DPR-M04），其中不含铝和钒等合金元素，同时氧含量更低，使TA1打印的零件具有更好的韧性，满足客户对卡环韧性的极致需要。
钛合金粉末的存放
钛合金粉末应存储在密闭的粉末罐内，要严格控制好存储环境的温度与湿度。如果钛合金粉末存储在开放的环境中，在室温下，空气中的水分会粘到每一个粉末的表面，粉末吸附的水量与表面积成正比。比如10公斤钛粉的表面积至少有200平方米。足以见得钛合金粉末能够吸收多少水分。所以需要严格控制钛合金的粉末存储条件！
钛合金的存放
【金沙js3833建议】
1. 将钛粉储存在3D打印机中如果长期不使用，需要充保护气；
2. 操作粉末，戴手套，不要用手接触粉末；
3. 不要让钛合金粉末存储在开放的空间。如果以散装形式保存，使用时钛合金的粉末所需的干燥的时间应该更长；
4. 在所有处理粉末的区域保持尽可能低的湿度。环节的温度控制在20-25℃，小于40%相对湿度。存储环境建议使用除湿器；
5. 如果粉末储存在机器外，请将其保存在密闭容器中。
四、钛合金件的退火
打印过程我们只需要在打印过程中全程通氩气保护，并保证氧含量在0.1%即可。
最后要做的就是控制钛合金件的退
火。
钛合金的表面氧化状态与温度的高低有紧密的联系，随着氧化温度的变化，钛合金的表面会呈现出不同的颜色，这是因为不同温度时，钛合金的表面氧化物会有所不同。
TC4钛合金不同氧化态程度出
为了保证TC4钛合金具有很好的韧性，热处理工艺也是必须要严格控制的，加热到800-850℃保温2小时，可以使TC4钛合金支架具有很好的韧性。为了避免TC4钛合金在800度的高温发生氧化，应当：
1. 使用管式真空炉或气氛炉进行退火。使用管式真空炉时，真空值应低于5Pa以下。金沙js3833提供金属管式真空炉，具有加热速度快，冷却速度快，真空度高的特点，可以实现钛合金的高温快速退火而不氧化的目的。
金沙js3833不建议采用气氛炉，使用气氛炉给TC4退火需要全程通氩气，整体成本偏高。
2. 控制工件出炉的温度。退火后确保炉内温度在150℃以下的温度再将工件从炉子里面拿出来，在这之前，不要关闭氩气也不要关闭真空泵放气。 如果零件表面变成金黄色或者浅蓝色，说明工件在退火或出炉时氧化，应对退火过程进行检查，排查是保温过程出现问题还是冷却过程出现问题。
钛合金支架热处理后，表面氧化和无氧化对比
金属管式真空炉