[发明专利]一种人体植入物钛合金弧形板的加工方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属加工技术领域，具体涉及一种人体植入物钛合金弧形板的加工方法。

背景技术

人体植入物纯钛弧形板经过几年的应用，得到了市场的认可和好评，但随着更深入研究，发现纯钛弧形板对于一些受力较大的损伤部位已满足不了所需的强度要求，需要更高强度的弧形板来满足。钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点被广泛用于各个领域，因此钛合金弧形板可以有效改善纯钛弧形板强度不足的缺点，为人体植入物接骨板提供更广泛的材料选择。然而现有加工纯钛弧形板的方法不适用于加工钛合金弧形板，目前还没有适合大批量生产加工人体植入物钛合金弧形板的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种人体植入物钛合金弧形板的加工方法，制得的钛合金弧形板性能优良且加工精度高，适合大批量生产加工。

本发明所采用的技术方案是：一种人体植入物钛合金弧形板的加工方法，具体包括以下步骤：

步骤1，原料准备

选取TC4、TC20钛合金作为坯料；

步骤2，轧制

将步骤1的坯料依次进行规方－加热－平轧－竖轧1－加热－压弯1－竖轧2－加热－压弯2－竖轧3－成品轧制，得到轧制后的坯料；

步骤3，机械矫直

将步骤2得到的轧制后的坯料进行机械矫直处理，得到机械矫直后的坯料；

步骤4，热处理与热张力矫直

将步骤3得到的机械矫直后的坯料放在箱式炉中，采用大气退火，空气冷却，进行热张力矫直，得到成型坯料；

步骤5，表面处理

将步骤4得到的成型坯料采用碱爆、喷砂后酸洗的方式进行表面处理，即得。

本发明的特点还在于，

步骤1中钛合金符合国标GB/T13810-2007，粗糙度Ra≤3.2μm，表面无肉眼可见的缺陷，凹坑要光滑过渡，直径规格为Φ8mm-Φ20mm。

步骤2中规方采用冷加工方式，道次加工率为3%-8%，加工率控制在10%-30%；加热采用电接触加热，并采用红外线温控系统，加热温度为800℃-900℃；平轧道次加工率为10%-30%；竖轧1加工率为5%-30%；压弯1道次加工率为10%-20%；竖轧2道次加工率为3%-20%；压弯2道次加工率为10%-20%；竖轧3道次加工率为3%-20%；成品轧制道次加工率为2%-8%。

步骤3中机械矫直处理采用至少5辊矫直，辊径50mm-150mm，矫直辊硬度35-60HRC，弯曲度≤10mm/m。

步骤4中大气退火的温度为700℃-850℃，时间为0.5-3h。

步骤4中热张力矫直采用电接触液压矫直机矫直，压强为1.0MPa-4.0MPa，矫直温度为600℃-700℃，矫直长度为2.0m-4.0m。

步骤5中碱爆温度为450℃-600℃。

步骤5中喷砂为干喷或水喷，沙砾粒径为350μm-550μm，喷头与物料的距离为100mm-200mm。

步骤5中酸洗采用的酸液由HF、HNO₃和H₂O组成，体积比为HF:HNO₃:H₂O=1:3:5。

本发明的有益效果是：本发明一种人体植入物钛合金弧形板的加工方法，制得的钛合金弧形板性能优良、适合大批量生产加工，加工精度高且不开裂，加工效率高，有效改善纯钛弧形板强度不足的缺点，为人体植入物接骨板提供更广泛的材料选择条件。

附图说明

图1是本发明实施例1制得的TC4弧形板的金相照片；

图2是本发明实施例2制得的TC20弧形板的金相照片；

图3是本发明实施例3制得的TC4弧形板的金相照片；

图4是本发明实施例4制得的TC20弧形板的金相照片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种人体植入物钛合金弧形板的加工方法，具体包括以下步骤：

步骤1，原料准备

选取直径规格为Φ8mm-Φ20mm的TC4、TC20钛合金作为坯料，符合国标GB/T13810-2007，粗糙度Ra≤3.2μm，表面无肉眼可见的裂纹、磨削纹、折叠等缺陷，凹坑要光滑过渡；直径根据产品的规格和加工率40%-70%确定；

步骤2，轧制

将步骤1得到的坯料依次进行规方－加热－平轧－竖轧1－加热－压弯1－竖轧2－加热－压弯2－竖轧3－成品轧制，得到轧制后的坯料；