[发明专利]一种高精度细径薄壁镍钛合金管材的制备方法

说明书

本发明公开了一种高精度细径薄壁镍钛合金管材的制备方法，包括：一、管坯制备；二、管坯温轧，得到半成品管材；三、管材冷拉拔，得到成品管材。本发明采用温轧获得半成品管材，温轧过程能够从根本上解决镍钛合金变形困难的问题，改善了材料的塑性加工性能，轧制出的管材表面质量好，无开裂缺陷，相较于冷加工方法能显著减少轧制过程中中间退火次数，有利于提高生产效率，降低生产成本；解决了镍钛合金冷加工塑性差的问题，获得的管材表面质量和尺寸精度较好，且成品率高，成本较低，适合大批量工业化生产。

技术领域

本发明属于金属材料加工技术领域，具体涉及一种高精度细径薄壁镍钛合金管材的制备方法。

背景技术

镍钛合金是近几十年来发展起来的一种用量最大、用途最广的形状记忆合金。与传统医用金属材料(如不锈钢和钛合金等)相比，镍钛合金因其具有独特的形状记忆效应和超弹性、较好的耐蚀性和耐磨性以及优异的力学性能，在口腔、骨科、心脑血管和肝胆胸外等领域得到广泛应用。

直径2mm～3mm(允差±0.02mm)、壁厚0.2mm～0.3mm(允差±0.02mm)的高精度细径薄壁镍钛合金管材具有较高的强度和径向支撑力、特殊的形状恢复能力，在微创手术器械上尤其是介入内腔支架方面有着广泛的应用。但是镍钛合金在室温下的变形抗力较大，加工硬化速率快，塑性变形能力差，管材在冷变形过程中易于开裂，因此该类合金管材的成形问题一直是塑性加工领域的难点。

目前国内生产镍钛合金管材主要采用冷加工结合多道次退火的方法，该方法生产效率低，生产成本高。如参考文献(胡捷，刘力.钛镍形状记忆合金毛细管加工工艺研究[J].新技术新工艺，2006，6：51-52.)采用的工艺过程如下：真空熔炼、锻造、中温静液挤压管坯、冷轧、冷拉拔、热处理。但是由于合金加工硬化速率极快，管材在冷轧过程中内外表面容易出现大量横裂纹，尤以内表面最为明显，常导致轧制管材断裂。

有部分专利采用热加工方法制备镍钛合金管材。中国专利CN103394532B采用感应加热实现镍钛合金管材连续热拉拔，但是感应加热过程中会导致管材加热不均匀。中国专利CN1686627A将芯棒插入镍钛合金管坯中，然后采用连续热拉拔对组合体拉拔，最后将芯棒取出，获得合金薄壁管材。热拉拔方法虽然能够提高镍钛合金塑性，但是该方法制备的管材内部和表面为热加工状态，其管材精度和质量不高，难以满足植入支架对管材尺寸和精度的要求。此外，目前镍钛合金管材热拉拔工艺中均需将芯棒插入镍钛合金管坯中，之后对组合体进行拉拔，拉拔结束后还需将芯棒取出，不仅增加了生产流程，而且还可能对管材化学成分造成污染，且管材内表面质量不佳。

目前，世界上仅有美国和法国少数几家公司能够实现该类管材产业化，国内现有技术生产工序多而繁琐，生产成本高，不具备大批量生产高精度细径薄壁镍钛合金管材的能力，该类管材目前仍需大量进口。因此，积极开展高精度细径薄壁镍钛合金管材生产加工的新工艺，降低生产成本、提高生产效率，具有重大意义和广阔的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种高精度细径薄壁镍钛合金管材的制备方法。该方法解决了镍钛合金冷加工塑性差的问题，获得的管材表面质量和尺寸精度较好，且成品率高，成本较低，适合大批量工业化生产。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高精度细径薄壁镍钛合金管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、管坯制备：将镍钛合金棒材扒皮后钻孔，制备出外径≤30mm，壁厚≤5mm的管坯；

步骤二、管坯表面润滑：采用氢气火焰加热枪对步骤一中所述管坯表面加热，使其表面温度达到700℃～800℃，以除去表面多余油脂，然后置于大气中自然冷却；待管坯表面温度降300℃～400℃，在管坯内外表面均匀涂抹石墨乳润滑剂，再置于大气中自然风干待用；

步骤三、管坯温轧：将步骤二中风干后的管坯穿入轧机芯棒中，将管坯加热至500℃～700℃后开始轧制，得到半成品管材；