[发明专利]一种骨科内固定系统用钛合金绳及其制备工艺

说明书

本发明涉及一种骨科内固定系统用钛合金绳制备工艺，所述工艺包括选料、热拉丝、冷拉丝、中间退火、配丝、捻股、合绳、退火、清洗和烘干步骤；所述配丝步骤，中心股中心丝比其他用丝直径粗5‑15%；所述退火步骤，通过送线装置将捻制的钛合金绳以1‑3 m/min的速度通过管式退火炉，炉温为450‑550℃，将退火后的钛合金绳从收线装置上倒脱下来，放入超声波清洗装置中，其中清洗液为10%‑20%硫酸加上80‑90%酒精，超声波清洗频率设置为25 KHZ‑40 KHZ，清洗时间为5‑10分钟。制成的钛合金绳具有高破断拉力及弯曲疲劳性能，且表面质量良好，适用于医疗领域。

技术领域

本发明涉及一种骨科内固定系统用钛合金绳制备工艺，属于有色金属丝绳制备技术领域。

背景技术

钛合金是外科植入物、矫形产品以及手术器械生产的主要原材料，在比强度、弹性模量、耐蚀性和耐腐蚀疲劳等特点上有明显的优势，在高端医疗行业的使用前景更加明朗。以多根纯钛或钛合金丝捻制而成的钛合金绳作为骨科手术时接骨板或克氏针的固定捆绑配件，在医用领域受到广泛使用。其重量较轻，只有钢丝绳的57%，并具有优异的力学性能及生物相容性，在人体环境下可长时间服役。

当下骨科内固定系统用钛合金绳多数依赖进口，一方面是因为国内细规格制绳丝的成材率不高，二是目前所捻制的钛合金绳破断拉力及弯曲疲劳性能较低，达不到进口产品等级。

现有的骨科内固定系统用钛合金绳，其各股的钛合金丝直径相同，合绳后收卷，然后将整卷绳进行退火处理，然后将在含HF和HNO₃的混合酸液中清洗。该种钛合金绳破断拉力低和弯曲疲劳性能不足，使用寿命有待提高，且采用HF和HNO₃进行酸洗，危化品使用量大，环保危害大。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景问题中提出的问题，提供一种骨科内固定系统用钛合金绳制备工艺，具有高破断拉力及弯曲疲劳性能，且表面质量良好，适用于医疗领域。

本发明的目的是这样实现的：一种骨科内固定系统用钛合金绳制备工艺，所述工艺包括如下步骤：

（1）选料：选择工业钛合金中的TC4-ELI盘条，具体成分范围为：Al 5.5-6.5，V3.5-4.5，杂质元素Fe≤0.25，C≤0.08，H≤0.012，O≤0.13，N≤0.012，其余为Ti。

（2）热拉丝：将符合上述成分范围的φ5.5 mm的盘条通过放线进入石墨乳槽进行涂层处理，再进入温度为600-800 ℃管式炉加热，出炉直接进入钛合金专用拉丝模具进行拉拔减径，拉拔速度可选择10-20 m/min，经过直径1500 mm卷筒后收线，每次拉拔减面率为15-25%，多次热拉拔直至直径减小为1.5 mm左右。

（3）冷拉丝：将热拉丝后φ1.5 mm左右的钛合金丝经放线后进入模盒中的钛合金专用拉丝模具，拉拔速度可选择5-15 m/min，所用润滑粉为石墨粉+MoS₂，经卷筒后收线，每次拉拔减面率10-15%，多次冷拉拔直至直径减小至符合要求。

（4）中间退火：上述冷拉丝过程中，当减面率累积到40 %以上时，通过送线装置将半成品以2-5 m/min的速度通过退火炉进行退火处理，炉温为700-800 ℃，炉内充氩气保护，出炉后空冷。

（5）配丝：将拉拔出的合格制绳丝按照中心股中心丝，中心股面丝，面股中心丝及面股面丝按对应所需长度回倒至工字轮，中心股中心丝和中心股面丝长度相同，面股中心丝及面股面丝为前两者的6倍，另外中心股中心丝需比其他用丝直径粗5-15 %。

（6）捻股：将中心股中心丝，中心股面丝共7根经过6*150型管式捻股机进行捻制合成中心股，控制中心股的捻距为成股直径的9-12倍，捻向选择为右捻，捻制速度选择为1000-1500转/min。同样将面股中心丝及面股面丝共7根经过管式捻股机进行捻制合成面股，控制面股的捻距为成股直径的9-12倍，捻向选择为左捻，捻制速度选择为1000-1500转/min。