[发明专利]一种金属髋臼外杯闭式锻造模具及锻造方法

说明书

本发明提供了一种金属髋臼外杯闭式锻造模具，其能解决现有金属髋臼外杯均采用开式模锻工艺制造，存在工序繁杂、制造周期长、材料利用率较低、易产生充型缺陷、锻造设备调整难度大、生产成本高的问题。其包括冲头和阴模，阴模上开有上下贯通的模膛，模膛包括由上至下依次同轴连通的导向筒、型腔和挤压口，型腔的形状与髋臼外杯的外形相适应；冲头的底面上设有由上至下同轴设置的导向部和成型部，导向部与导向筒间隙配合，成型部的形状与髋臼外杯的内形相适应。同时本发明还提供了一种金属髋臼外杯闭式锻造方法。

技术领域

本发明涉及人工关节加工制造领域，具体为一种金属髋臼外杯闭式锻造模具及锻造方法。

背景技术

金属髋臼外杯为人工关节植入物，用于人体髋关节发生损伤或病变后进行骨科置换手术时植入人体髋关节的替换物，植入患者体内在一定程度上恢复髋关节的生理功能，缓解疼痛，改善患者的运动需求，提高生活质量。

目前同类金属髋臼外杯均采用开式模锻工艺制造，其锻造过程会产生较大的飞边，需要后期通过激光切边和铣飞边等工序将飞边去除，工序繁杂，制造周期长，原材料消耗较大，材料利用率较低，易产生充型缺陷，且采用开式模锻时髋臼外杯的内球面与外球面易产生错移现象，增加了锻造设备调整的难度，还要设计专门的错移检测工具检测错移量，增加了工装测具的投入成本，错移量较大时造成工件不合格，产生浪费，生产成本较高。

发明内容

针对现有金属髋臼外杯均采用开式模锻工艺制造，存在工序繁杂、制造周期长、材料利用率较低、易产生充型缺陷、锻造设备调整难度大、生产成本高的技术问题，本发明提供了一种金属髋臼外杯闭式锻造模具及锻造方法，其能实现金属髋臼外杯的闭式锻造，工步少、生产效率高、材料利用率高、避免产生充型缺陷、锻造设备调整简单、生产成本低。

其技术方案是这样的：

一种金属髋臼外杯闭式锻造模具，其特征在于：其包括冲头和阴模，所述阴模上开有上下贯通的模膛，所述模膛包括由上至下依次同轴连通的导向筒、型腔和挤压口，所述型腔的形状与髋臼外杯的外形相适应；所述冲头的底面上设有由上至下同轴设置的导向部和成型部，所述导向部与所述导向筒间隙配合，所述成型部的形状与髋臼外杯的内形相适应。

其进一步特征在于：

所述导向筒的顶部沿周向加工有倒角。

所述导向部与所述导向筒的配合间隙为单面0.1mm~0.5mm。

所述阴模的导向拔模角为0.1°~1°。

所述导向筒高度为20mm~40mm。

所述挤压口的直径为3mm~15mm，长度为5mm~30mm。

一种金属髋臼外杯闭式锻造方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤1、下料，根据髋臼外杯体积计算所需棒料长度和直径，将医用钛合金棒料下料，并在棒料上下端面倒圆角，且圆角半径3mm~10mm，完成下料；

步骤2、喷涂，在棒料表面喷涂防氧化涂层；

步骤3、终锻成型，将上述锻造模具安装到电动螺旋压力机上，将步骤2中的棒料放入电炉中加热至钛合金锻造工艺温度，使棒料热透，再转入所述锻造模具中终锻成型获得终锻件。

其进一步特征在于：

步骤2中喷涂防氧化涂层工艺为，将棒料加热至150℃~250℃后直接喷涂玻璃-陶瓷防氧化涂层，涂层厚度为0.02mm~0.20mm。

棒料为Ti6Al4V合金，步骤3中将棒料放入电炉内加热至900℃~970℃，保温时间为10min~30min，取出立即放入预先喷好模具润滑剂的所述阴模中进行终锻成型。

所述模膛及所述冲头的预置热胀系数为1.0~1.1。