[发明专利]一种医用高强度钛合金TC4棒材的制备方法

说明书

一种医用高强度钛合金TC4棒材的制备方法，通过以下步骤完成：坯料准备，下料，开坯锻造，拉拔，热处理，矫直，磨光，抛光，清洗，检验，包装。本发明大幅提高了医用钛合金TC4棒材的机械性能，本发明加工出的钛合金TC4棒材抗拉强度度能达到1200MPa，远高于国家GB/T13810‑2007标准。观察其金相组织没有任何微孔裂痕。对于钛合金在医疗领域的更广泛应用有着深远意义。

技术领域

本发明属于金属材料加工领域，具体涉及一种医用高强度钛合金TC4棒材的制备方法。

背景技术

由于钛及钛合金自身的特点：轻质，弹性模量低，无磁性，无毒性，抗腐蚀性。钛合金材料已经成为世界各种医疗器械产品生产所需的主要原材料。临床骨科中的内固定、人造骨与关节的材料，必须选择抗拉强度，屈服强度以及疲劳强度高，韧性和延伸性好，对人体无毒，生物稳定性好，且耐腐蚀的材料。钛合金TC4材料的组成为Ti-6Al-4V，属于(α+β)型钛合金，具有良好的综合力学机械性能。医用高强度钛合金TC4棒材的制备对于临床骨科尤为重要。钛合金棒材加工中普遍会产生微孔，微孔会降低钛合金的力学性能，给钛合金用于医疗造成很大影响。现有的钛合金医用棒材的制备方法得到的钛合金TC4抗拉强度在1000MPa左右，性能一般达不到出口的标准。

发明内容

本发明的目的是提供一种医用高强度钛合金TC4棒材制备方法，解决了现有的钛合金TC4棒材容易产生微孔和机械性能不够高的现状。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案具体如下：

一种医用高强度钛合金TC4棒材的制备方法，包括：以钛合金TC4锭作为坯料，将钛合金TC4锭加热到930-1050℃，保温3-4小时，然后精锻得钛合金TC4棒材；再将钛合金TC4棒材放入电阻炉中加热到910℃，保温3小时，之后进行轧制，轧到直径10毫米，保证终轧温度680-700℃以上，得钛合金TC4丝材；之后进行修磨和多次变径拉拔再进行时效热处理和矫直处理。

作为优选的技术方案，所述变径拉拔具体包括：将钛合金TC4丝材通过拉丝炉，拉丝炉温度为700-750℃，进行多次变径拉拔后退火得直径1.0-5.0毫米的钛合金TC4丝材。

作为优选的技术方案，所述时效热处理具体包括：将直径1.0-5.0毫米的钛合金TC4丝材加热到500℃保温4小时。

作为优选的技术方案，所述矫直处理具体包括：将直径米钛合金TC4丝材在滑块调直机上进行调直，送丝速度每分钟1-4米，调直频率28.50。

作为优选的技术方案，所述矫直处理之后还包括：将矫直处理后的钛合金TC4丝材切成3米一根，再用无心磨床磨光表面，之后进行清洗和检测。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

本发明的方法可大幅提高医用钛合金TC4棒材的机械性能，本发明加工出的钛合金TC4棒材抗拉强度度能达到1200MPa远高于国家GB/T13810-2007标准。观察其金相组织没有任何微孔和裂痕。对于钛合金在医疗领域的更广泛应用有着深远意义。

附图说明

图1 本发明实施例2制备的钛合金TC4棒材500倍金相图。

图2 本发明实施例3制备的钛合金TC4棒材500倍金相图。

具体实施方式

一种医用高强度钛合金TC4棒材的制备方法，包括：

步骤1：坯料准备：

选择符合GB/T13810-2007标准的钛合金TC4锭作为坯料。

步骤2：开坯锻造：