[发明专利]一种高强塑匹配的钛合金克氏针丝材的制备方法

说明书

本发明属于医疗用钛合金材料加工技术领域，具体涉及一种高强塑匹配的钛合金克氏针丝材的制备方法。钛合金的化学成分及质量百分比为：Al 5.8%～6.2%，V 3.8%～4.2%，Fe 0.15～0.2%，O 0.08～0.13%，C≤0.05%，H≤0.005%，N≤0.01%，余量为Ti；首先通过熔炼、锻造、轧制工序获得圆棒坯料，然后采用低高低的热变形处理工艺及低温加工变形工艺的复合加工制造方法，最后采用去应力退火和无心磨削的加工方式制备出成品丝材。本发明可以生产出高强塑性的医疗产品用Ti‑6Al‑4V合金髓内针丝材，为制造骨科医疗器械髓内针产品提供合格原材料。

技术领域

本发明属于医疗用钛合金材料加工技术领域，具体涉及一种高强塑匹配的钛合金克氏针丝材的制备方法，特别适于医疗产品用Ti-6Al-4V合金髓内针丝材。

背景技术

钛合金（如：Ti-6Al-4V合金）具有优异的生物相容性、耐腐蚀性能、且无磁性、无毒，被广泛用于医用领域。对于短小骨折或撕脱骨折等应力不大的骨折固定，一般采用细丝制作的医疗产品进行固定，但是要求该产品的具有较高强度，从而保证产品在使用过程中不至于发生变形。而目前国内大多采用成分控制或者冷拉拔的方式来提高钛合金强度，但是材料的塑性会极大的降低。

发明内容

上述Ti-6Al-4V合金的成分需要严格控制在低间隙的标范围内，造成丝材的力学性能受到限制。本发明所解决的技术问题在于提供一种高强塑匹配的钛合金克氏针丝材的制备方法，为了解决Ti-6Al-4V合金克氏针丝材在生产医疗产品时的高强度和低塑性的问题。

本发明采用的技术方案是：

一种高强塑匹配的钛合金克氏针丝材的制备方法，钛合金克氏针丝材的化学成分及质量百分比为：Al元素5.8%～6.2%，V元素3.8%～4.2%，Fe元素0.15～0.2%，O元素0.08～0.13%，C元素≤0.05%，H元素≤0.005%，N元素≤0.01%，余量为Ti；

首先通过熔炼、锻造、轧制工序获得圆棒坯料，然后采用低高低的热变形处理工艺及低温加工变形工艺的复合加工制造方法，最后采用去应力退火和无心磨削的加工方式制备出成品丝材。

所述的高强塑匹配的钛合金克氏针丝材的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、采用真空自耗熔炼制备出钛合金铸锭；

步骤二、采用快锻机、精锻机进行锻造；

步骤三、采用横列式轧机进行轧制；

步骤四、采用低高低的热变形处理工艺；

步骤五、采用滑块矫直机进行丝材的矫直处理；

步骤六、对丝材进行去应力退火工艺；

步骤七、对丝材进行无心磨削，制备出成品规格丝材。

所述的高强塑匹配的钛合金克氏针丝材的制备方法，步骤一中，要求采用海绵钛、金属Al、中间合金AlV、金属Fe、化合物TiO₂，按照钛合金成分配料，采用真空自耗三次熔炼，获得钛合金铸锭。

所述的高强塑匹配的钛合金克氏针丝材的制备方法，步骤二中，要求在1050℃～1150℃进行开坯锻造，在900℃～1000℃进行精锻，保温时间控制在1.5～8小时，每火次变形量控制在40%～80%。

所述的高强塑匹配的钛合金克氏针丝材的制备方法，步骤三中，控制轧制温度为880～930℃，保温时间1～2小时，控制每道次变形量在15%以内。