[发明专利]一种人体植入物钛合金棒材的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钛合金技术领域，尤其涉及一种人体植入物钛合金棒材的制备方法。

背景技术

人体植入物纯钛经过几年的应用，得到了市场的认可和好评，单随着更深入的研究，发现纯钛对于一些受力较大的损伤部位已经满足不了所需的强度要求，需要更高强度的金属来满足需要。钛合金具有强度高、耐腐蚀性能好等特点被广泛应用于各个领域，本发明提供一种适用于人体植入的钛合金棒材的制备方法。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种人体植入物钛合金棒材的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种人体植入物钛合金棒材的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，混料：将原料放入加热机内进行加热，且加热时其通过搅拌加热的方式进行加热，然后静置5~10分钟；

步骤二，锻造：将预加热的原料，在高真空电弧加热炉中熔炼，熔炼后，浇铸成锭坯；然后采用快锻机进行开坯锻造，开坯锻造的始锻温度200~300℃；锻坯的截面形状为正方形；

步骤三，镦拔锻造：利用自由锻设备对初级锻坯进行镦拔锻造，水冷后得到中间锻坯；所述镦拔锻造分为三段温度锻造，第一段镦拔锻造的温度为130~150℃，第二段镦拔锻造的温度均为 30~50℃，第三段镦拔锻造的温度均为 -25~-15℃；

步骤四，精锻造：利用精锻机对步骤三中的锻坯进行精密锻造，空冷后得到精锻棒坯；

步骤五，成型：将步骤四中的精锻棒坯进行轧制，其轧制成圆柱形棒材，其截面直径为20~25mm；

步骤六，将步骤五中的棒材进行矫直，然后按照尺寸进行裁剪，裁剪完成后进行退火处理；

步骤七，精加工：将退火的棒材通过车床进行精加工，其加工后的截面直径为10~15mm；

步骤八，采用碱爆、喷砂后酸洗的方式进行表面处理，即可。

优选的，所述的步骤一中，所述的人体植入物钛合金棒材的各种化学组分为：铁：2~4%、铬：0.3~0.6%、镓：0.5~0.9%、锡：0.2~0.6%、铝：1~2%、钴：0.1~0.3%、硼：0.1~0.4%、铈：0.12~0.18%、锂0.15~0.22%、余量为钛。

作为优选，所述步骤二中高真空电弧加热炉中熔炼的温度为140~180℃。

作为优选，所述步骤六中棒材矫直采用矫直机进行多点定位式矫直。

钛合金是以钛元素为基础加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体：钛是同素异构体，熔点为1668℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α~钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β~钛。利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及组分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金；而现有的钛合金棒材在使用时其强度低，且制备方法复杂，浪费时间。

本发明的有益之处在于：本发明制备的钛合金棒材，性能优异，适合大批量生产，加工精度高不开裂，加工效率高，为人体植入物棒材提供了非常好的材料选择。

具体实施方式

实施例1

一种人体植入物钛合金棒材的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，混料：将原料放入加热机内进行加热，且加热时其通过搅拌加热的方式进行加热，然后静置8分钟；

步骤二，锻造：将预加热的原料，在高真空电弧加热炉中熔炼，熔炼后，浇铸成锭坯；然后采用快锻机进行开坯锻造，开坯锻造的始锻温度220℃；锻坯的截面形状为正方形；

步骤三，镦拔锻造：利用自由锻设备对初级锻坯进行镦拔锻造，水冷后得到中间锻坯；所述镦拔锻造分为三段温度锻造，第一段镦拔锻造的温度为135℃，第二段镦拔锻造的温度均为 45℃，第三段镦拔锻造的温度均为 -18℃；

步骤四，精锻造：利用精锻机对步骤三中的锻坯进行精密锻造，空冷后得到精锻棒坯；

步骤五，成型：将步骤四中的精锻棒坯进行轧制，其轧制成圆柱形棒材，其截面直径为20~25mm；

步骤六，将步骤五中的棒材进行矫直，然后按照尺寸进行裁剪，裁剪完成后进行退火处理；

步骤七，精加工：将退火的棒材通过车床进行精加工，其加工后的截面直径为10~15mm；

步骤八，采用碱爆、喷砂后酸洗的方式进行表面处理，即可。

所述的步骤一中，所述的人体植入物钛合金棒材的各种化学组分为：铁：2.8%、铬：0.5%、镓：0.6%、锡：0.4%、铝：1.8%、钴：0.25%、硼：0.28%、铈：0.15%、锂0.17%、余量为钛。