[發明專利]一種醫用鎂合金細徑薄壁管材的溫態拉拔加工方法

有效

• 申請號: 200810150415.1
• 申請日: 2008-07-22
• 公開（公告）號: CN101322985A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 于振濤;杜明煥;皇甫強;尉北玲;劉春潮;袁思波;余森;賀新杰;劉少輝
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: B21C1/22
• 分類號: B21C1/22;B21C9/00;C23F1/22
• 代理公司: 西安創知專利事務所
• 代理人: 李子安

技術領域

本發明涉及一種合金管材的加工方法，具體涉及一種可用于血管內支架等的醫用鎂合金細徑薄壁管材的溫態拉拔加工方法。

背景技術

鎂合金的密度低，比強度、比剛度高，特別是具有生物相容性好、彈性模量低、在體內可以逐步降解并被人體有效吸收等特點，近年來越來越多的鎂合金材料被用于外科植入器械如接骨板、接骨螺釘等和內科介入器械如血管內支架等產品的開發與應用。但鎂合金在室溫下的塑性很差，其常規產品如板、棒、管、絲、鑄件等主要采用熱加工或鑄造等方式生產，而一些生物醫學等高科技領域所用的高質量的精細材料如細徑薄壁管材卻無法批量生產，只能被迫采用精密數控機械加工等方式，加工效率低、制造成本高。因此，鎂合金的高端材料的深、精加工已成為制約鎂合金在生物醫學工程等高科技領域應用與發展的瓶頸。

目前熱拉成形工藝主要針對W、Mo、Ti等室溫難變形、高溫抗氧化能力較好的難熔和稀有金屬管、絲材產品，常規加工溫度在600℃～1100℃之間。它首先要求拉拔力必須小于材料的屈服強度，否則拉出模孔后容易斷裂。但拉力太小則無法正常加工，同時摩擦阻力增大后也會影響材料的表面質量。選擇適當的潤滑劑，目的是有效降低摩擦阻力并有效保護或減小活性金屬的表面氧化。潤滑劑應與材料表面黏附牢固，因此待加工材表面需預先經過表面粗糙預處理，但加工完畢后材料表面潤滑劑應容易去除并達到光亮表面。鎂合金熔點低，非常活潑，表面易大氣氧化，和水等多數極性溶劑易發生腐蝕溶解，對小規格鎂合金線、絲、箔、管熱加工難以實現。而鎂合金室溫塑性較差，對醫用鎂合金細徑薄壁管材等此類精密細小的深、精加工產品也不宜實施冷加工成形。因此，有必要開發醫用鎂合金細徑薄壁管材的溫態拉拔技術并形成專利技術，目前未見國內外相關資料報道。

發明內容

本發明的目的在于針對目前采用機械加工方法生產鎂合金細徑薄壁管材存在低效率和高成本的明顯不足，提供一種工藝簡單、成本低且效率高的醫用鎂合金細徑薄壁管材的溫態拉拔加工方法。該方法結合鎂合金材料的材料特性，采用傳統拉拔設備，在較低溫度條件下，分別選用空芯和帶芯兩種溫態拉拔工藝，選擇和控制拉拔設備的工作參數、拉拔過程中的加工和表面潤滑工藝，使得醫用鎂合金能夠獲得足夠的加工塑性并有效控制材料表面氧化，使鎂合金細徑薄壁管材的溫態加工成形得以實現，進而得到滿足臨床應用的綜合力學性能優良、管材表面質量好且幾何尺寸精度較高尺寸的優質醫用鎂合金細徑薄壁管材。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種醫用鎂合金細徑薄壁管材的溫態拉拔加工方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

(1)鎂合金管坯外表面的預處理：將鎂合金管坯放入濃度為15～30％的弱極性有機酸溶液中侵蝕，所述弱極性有機酸溶液為酒石酸、苦味酸或檸檬酸溶液，侵蝕時間為10-60秒鐘，然后將侵蝕后的鎂合金管坯經無水乙醇清洗，烘干或風干后待用；

(2)鎂合金管坯外表面的潤滑處理：將步驟(1)中經過預處理的鎂合金管坯外表面均勻涂附MoS₂乳狀潤滑劑或石墨乳狀潤滑劑，鎂合金管管坯兩端用耐溫黏土漿料、石膏漿料或骨水泥漿料封堵，然后在溫度100-150℃烘箱中烘干或自然風干；

(3)用拉絲機和拉伸模對步驟(2)中經潤滑處理后的鎂合金管坯進行多道次空芯拉拔或帶芯拉拔，制成鎂合金細徑薄壁管材；拉拔過程中，每模道次加工率控制在6％～25％之間，拉伸速度為100～1000mm/分，加熱區溫度為200℃～400℃，拉伸模加熱溫度為150℃～300℃。

上述方法還包括對所述鎂合金細徑薄壁管材進行光亮酸洗工藝：用丙酮和乙醇的混合溶液對步驟(3)中的鎂合金細徑薄壁管材進行初步浸泡清洗，所述丙酮和乙醇的體積百分比為1∶1；然后用濃度為5～15％的草酸水溶液進行酸洗，酸洗處理時間為20～60秒。該光亮酸洗工藝能夠有效去除鎂合金表面污物和氧化膜，得到光亮的銀白色金屬光澤表面，且對管材尺寸精度影響微小。

所述濃度為5～15％的草酸水溶液中加有弱氧化劑H₂O₂，所述H₂O₂與濃度為5～15％的草酸水溶液的體積百分比為1∶1000。

上述步驟(2)中鎂合金管管坯兩端用耐溫黏土漿料、石膏漿料或骨水泥漿料封堵前，從鎂合金管管坯尾部插入彈簧鋼制長芯桿。