[發(fā)明專利]一種Ti-25Nb合金薄板的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210545359.8
• 申請(qǐng)日: 2012-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN102978439A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于蘭蘭;毛小南;雷文光;張鵬省;侯智敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號(hào): C22C14/00
• 分類號(hào): C22C14/00;C22C1/03;C21D8/02;C22F1/18
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鈦合金制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Ti-25Nb合金薄板的制備方法。

背景技術(shù)

金屬材料是最早用于臨床的生物醫(yī)用材料，可用于傳統(tǒng)的人體硬組織（包括人體軀干中所有的骨骼和牙齒）缺損、創(chuàng)傷、骨科、牙科疾病等的各種修復(fù)，矯形及內(nèi)、外固定治療等。目前，用于外科植入物和矯形器械的醫(yī)用金屬材料主要為醫(yī)用不銹鋼、鈷基合金和鈦合金3大系列，它們?cè)谡麄€(gè)生物材料產(chǎn)品市場所占份額為40%左右。而鈦合金由于比重小、比強(qiáng)度高、彈性模量低、耐腐蝕以及優(yōu)良的生物相容性和加工成形性，且資源豐富，近年來已發(fā)展成為較理想的生物醫(yī)用功能結(jié)構(gòu)材料。在生物醫(yī)用鈦合金中，Ti-Nb合金具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）Nb元素?zé)o毒無害，相對(duì)于Ti-V合金、Ti-Al合金，Ti-Nb合金有較高的生物安全性；（2）Nb是安全且性價(jià)比較高的β相穩(wěn)定型元素之一，Ti-Nb合金是開發(fā)低彈性模量醫(yī)用β型鈦合金的主要候選材料；（3）含有適量Nb的Ti-Nb合金具有形狀記憶效應(yīng)，在牙科骨科矯形與介入醫(yī)療領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用意義。

目前，未見關(guān)于Ti-25Nb合金薄板制備方法的報(bào)道，因此開發(fā)一種Ti-25Nb合金薄板的制備方法勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種Ti-25Nb合金薄板的制備方法。該方法采用Ti-Nb中間合金為原料制備Ti-25Nb合金薄板，通過進(jìn)行開坯鍛造、板坯鍛造以及軋制過程的工藝優(yōu)化，制備的Ti-25Nb合金薄板無夾雜，無成分偏析，組織成分更加均勻；且采用該方法制備的Ti-25Nb合金薄板平直度高，表面光潔，無裂紋、起皮、分層壓折等缺陷。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種Ti-25Nb合金薄板的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、將海綿鈦和Ti-47Nb中間合金混合壓制成自耗電極，然后將所述自耗電極置于真空自耗電弧熔煉爐中進(jìn)行兩次真空自耗電弧熔煉，得到Ti-25Nb合金鑄錠；所述Ti-25Nb合金鑄錠的截面為直徑為160mm的圓形；

步驟二、將步驟一中所述Ti-25Nb合金鑄錠經(jīng)第一表面修磨處理后進(jìn)行開坯鍛造，空冷后進(jìn)行第二表面修磨處理，得到第一鍛坯；所述第一鍛坯的截面為邊長為110mm～120mm的方形；所述開坯鍛造分1～2火次完成，每火次開坯鍛造的變形量均不小于80%，且每火次開坯鍛造前均對(duì)Ti-25Nb合金鑄錠進(jìn)行第一階段加熱處理，所述第一階段加熱處理的溫度為1140℃～1160℃；

步驟三、將步驟二中所述第一鍛坯進(jìn)行板坯鍛造，空冷后進(jìn)行第三表面修磨處理，得到厚度為30mm～40mm的第二鍛坯；所述板坯鍛造分1～2火次完成，每火次板坯鍛造的變形量均不小于40%，且每火次板坯鍛造前均對(duì)第一鍛坯進(jìn)行第二階段加熱處理，所述第二階段加熱處理的溫度為1090℃～1100℃；

步驟四、將步驟三中所述第二鍛坯剪切下料后進(jìn)行一火次熱軋，空冷后得到軋制板坯；所述熱軋的總變形量為80%～90%，且熱軋前對(duì)第二鍛坯進(jìn)行第三階段加熱處理，所述第三階段加熱處理的溫度為940～960℃；

步驟五、將步驟四中所述軋制板坯依次進(jìn)行第一淬火、第一噴丸和第一酸洗處理；

步驟六、將步驟五中經(jīng)第一酸洗處理后的軋制板坯進(jìn)行冷軋，并在冷軋過程中進(jìn)行中間處理，最終得到厚度為0.3mm～1mm的Ti-25Nb合金薄板；所述中間處理是指對(duì)冷軋后的軋制板坯依次進(jìn)行除油、第二淬火、第二噴丸和第二酸洗處理，所述冷軋過程中進(jìn)行中間處理的具體制度為：當(dāng)冷軋的變形量達(dá)到45%～55%時(shí)，對(duì)冷軋后的軋制板坯進(jìn)行第一次中間處理，中間處理為多次時(shí)，保持相鄰兩次中間處理之間的冷軋變形量為45%～55%。

上述的一種Ti-25Nb合金薄板的制備方法，其特征在于，步驟一中兩次真空自耗電弧熔煉的具體制度為：第一次真空自耗電弧熔煉的熔煉電流為2000A～2200A，電弧電壓為29V～30V，真空度不大于13Pa；第二次真空自耗電弧熔煉的熔煉電流為3200A～3400A，電弧電壓為30V～31V，真空度不大于6Pa。

上述的一種Ti-25Nb合金薄板的制備方法，其特征在于，步驟二中所述第一階段加熱處理的時(shí)間t₁滿足：（0.5δ₁+20）≤t₁≤（0.5δ₁+40），其中δ₁為所述Ti-25Nb合金鑄錠的直徑值，δ₁的單位為mm，t₁的單位為min。