[发明专利]用于制造克氏针的医用Ti‑6Al‑7Nb合金丝的制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于有色金属加工技术领域，特别是钛合金的制备。

背景技术

Ti-6Al-7Nb合金是目前人体植入物应用广泛且很有前途的合金。其强度高具有优良的耐腐蚀性、生物相容性，对人体基本无害，还具有塑性强、研磨性优良等优点。正是由于常规人体植入用Ti-6Al-4V合金中的V潜在有害影响，促使了不含V的生物用Ti合金的开发，应孕出了Ti-6Al-7Nb合金。该合金特点是用Nb代替V，其力学性能与Ti-6Al-4V相当，平面断裂韧性比Ti-6Al-4V高约10%，在国外临床得到了大量应用，大有取代Ti-6Al-4V合金的趋势。

目前，医用Ti-6Al-7Nb克氏针用途的合金丝材生产及研究未见报导，国内临床应用全靠进口，且价格相对较为昂贵。由于这种用途的丝材抗拉强度一般要求在1200-1300MPa以上，合金制备较难实现。

发明内容

本发明目的是发明一种用于制造克氏针的医用Ti-6Al-7Nb合金丝生产工艺，以满足医用克氏针制造。

用于制造克氏针的医用Ti-6Al-7Nb合金丝生产工艺，其特征是按照如下步骤实施：

（1）、熔炼铸锭

选用“0”级专用海绵钛为原料，以纯Al豆，纯Nb板条为合金元素，按Ti-6Al-7Nb牌号的名誉合金成分配料，压制电极组焊，经真空自耗电弧炉三次熔炼成ϕ370*Lmm合金铸锭；

（2）、开坯锻造

铸锭经电炉加热至β相区，保温使之完全烧透，使得热传导速度达到0.6-0.7mm/min，并在不低于2500吨油压机下锻造成方块，表面缺陷修磨，再锻造至不大于ϕ80*Lmm的圆棒坯；

（3）、热轧制

ϕ80*Lmm圆棒坯在电炉加热至α+β两相区，热轧制至不大于ϕ45mm棒坯切断，表面缺陷修磨，再轧制至不大于ϕ9.5*Lmm的棒丝坯；

（4）、热拉伸

棒丝坯经电炉加热，经多模次拉拔至Φ4.0mm以下规格的丝材；

（5）、中间退火

丝材经650℃/30min大气退火，以消除应力，改善其综合性能；

（6）、矫直切断，磨光

矫直切断在五模调直机上进行，并按要求的长度切断；磨光在无芯磨床上进行；

（7）、成品热处理

丝材经真空510-530℃/4-8h弥散强化，达到制作克氏针的人体医用钛合金材料高强度的性能要求，即Rm：1200-1300Mpa;A:8%左右；

（8）、检查入库包装。

步骤（2）锻造时通过三鐓三拔大变形至200*200mm方块，圆棒坯变形量需大于60%。

步骤（4）加热温度为相变点以下温度，即880-920度；拉拔道次为8-10道次，且道次变形量5-15%。

本发明提供的制造工艺所制造的钛合金材料Rm：1200-1300Mpa;A:8%左右，达到了制作克氏针的高强度的性能要求。

附图说明

图1a为本发明Φ45mmTi-6Al-7Nb合金棒材加工态显微组织照片；

图1b为本发明Φ45mmTi-6Al-7Nb合金棒材心部加工态显微组织照片；

图2a为本发明Φ3.0mm Ti-6Al-7Nb合金丝材经过450℃（4h-8h）热处理后的室温力学性能对比图；

图2b为本发明Φ3.0mm Ti-6Al-7Nb合金丝材经过480℃（4h-8h）热处理后的室温力学性能对比图；

图2c为本发明Φ3.0mm Ti-6Al-7Nb合金丝材经过510℃（4h-8h）热处理后的室温力学性能对比图；

图2d为本发明Φ3.0mm Ti-6Al-7Nb合金丝材经过530℃（4h-8h）热处理后的室温力学性能对比图；

图2e为本发明Φ3.0mm Ti-6Al-7Nb合金丝材经过550℃（4h-8h）热处理后的室温力学性能对比图。

具体实施方式

用于制造克氏针的医用Ti-6Al-7Nb合金丝生产工艺，其按照如下步骤实施：

（1）、熔炼铸锭

选用“0”级专用海绵钛为原料，以纯Al豆，纯Nb板条为合金元素，按Ti-6Al-7Nb牌号的名誉合金成分配料，压制电极组焊，经真空自耗电弧炉三次熔炼成ϕ370*Lmm合金铸锭；

（2）、开坯锻造