[發明專利]一種優質外科植入物TC4ELI鈦合金薄板的加工方法

有效

• 申請號: 201510040067.2
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN104668303B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 李渤渤;李洋;賈祥亞;劉喜波;劉茵琪;王樹軍;鈔潤澤;盧志江
• 申請（專利權）人: 洛陽雙瑞精鑄鈦業有限公司
• 主分類號: B21C37/02
• 分類號: B21C37/02;C22F1/18
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所41112
• 代理人: 陸君

【技術領域】

本發明涉及一種TC4ELI鈦合金薄板的加工方法，具體涉及一種優質外科植入物TC4ELI鈦合金薄板的加工方法。

【背景技術】

已知的，鈦合金具有密度小、強度高、韌性好、彈性模量低、耐腐蝕、生物相容性好等優點，在外科植入物醫用領域應用廣泛，TC4ELI鈦合金因具有較好的強度及耐磨性能，是外科植入物鈦合金重要產品之一，?TC4ELI鈦合金薄板是接骨板、弧形板、夾板等制品重要原材料供應形式，GB/T?13810《外科植入物用鈦及鈦合金加工材》要求外科植入物TC4ELI薄板織滿足A1～?A9級，越接近A1級組織越細小、均勻，等軸性越佳，其制品綜合性能及使用壽命越好，但現有技術一般僅能獲得A4～A9級組織，批量生產穩定獲得A1～A2級組織較為困難，隨著外科植入物生產商及患者對TC4ELI產品組織要求越來越嚴格，A4～A9級組織已不能滿足高端市場及患者需求，因此如何獲得A1～A2級組織是生產優質外科植入物TC4ELI鈦合金薄板、滿足高端市場需求的關鍵。

【發明內容】

為克服背景技術中存在的不足，本發明提供了一種優質外科植入物TC4ELI鈦合金薄板的加工方法，本發明可大批量穩定生產獲得A1～A2級組織，且綜合力學性能優異，本發明采用全過程工藝設計理念，通過綜合控制原材料板坯鍛造工藝、板材軋制工藝及熱處理工藝，將TC4ELI薄板組織穩定控制在A1～A2級，滿足了高端市場及患者的需求。

為實現如上所述的發明目的，本發明采用如下所述的技術方案：

一種優質外科植入物TC4ELI鈦合金薄板的加工方法，具體操作步驟如下：

一、鑄錠熔煉：

首先選用零級小顆粒海綿鈦、鋁釩中間合金、鋁豆及二氧化鈦粉進行配料及壓制電極，然后進行電極組焊，將組焊后的電極進行熔煉，然后將鑄錠冒口切除并進行扒皮，鑄錠氧含量質量分數控制在0.07～0.12%；

二、板坯制作：

接上步，鈦合金β轉變溫度定義為Tβ，鑄錠需經過兩火次β鍛造，以使粗大鑄態組織得到充分破碎，其中第一火次β鍛造坯料加熱溫度為Tβ+(40～180)℃，第二火次β鍛造坯料加熱溫度在第一火次加熱溫度基礎上降低20～100℃，但應高于Tβ，每火次β鍛造應進行兩次或以上墩拔處理，火次總變形量控制在120～300%，毛坯經整形及銑面后成為軋制可用板坯，板坯超聲波探傷檢驗不低于GB/T5193-2007標準A級；

三、一火軋制：

接上步，一火坯料加熱溫度為Tβ+(10～20)℃，保溫時間以1.6±0.2min/mm計算，一火道次變形率在5～25%之間，一火軋程變形率控制為40～85%，經6～12道次軋至一火目標厚度；

四、中間修磨：

接上步，一火板經扒皮、拋光修磨見金屬色，并去除表面裂紋、壓入等缺陷，修磨方向垂直于一火軋制方向；

五、二火軋制：

接上步，二火軋制方向垂直于一火軋制方向，二火坯料加熱溫度為Tβ-(20～60)℃，保溫時間以1.3±0.2min/mm計算，二火道次變形率在5～20%之間，二火軋程變形率控制為40～75%，經4～8道次軋至目標厚度，根據成品目標厚度不同，當需要進行三火軋制時，軋制方向應與二火軋制方向平行，坯料加熱溫度低于二火20～40℃，其它工藝參數與二火軋制相同，火次間需進行表面處理，去除表面缺陷；

六、半成品熱處理：

接上步，對熱軋半成品進行退火軟化熱處理，退火溫度750～820℃，保溫時間30～60min，保溫結束后出爐空冷，半成品熱處理后，進行堿酸洗或噴砂酸洗及修磨處理，去除表面氧化皮及缺陷；

七、冷軋：

接上步，經軟化熱處理及表面處理的熱軋坯料經過1次或以上冷軋軋程，加工至0.8～4.75mm成品薄板厚度，每軋程冷軋道次變形率≤8%、軋程總變形率控制在10～30%之間，軋程之間進行半成品熱處理及表面處理，處理方法同第六步；

八、成品熱處理：

接上步，采用大氣氣氛進行成品退火熱處理，退火板材可疊放裝爐，但疊放總厚度應≤20mm，退火板材裝爐溫度≤700℃，在裝爐溫度下預熱30～60min后，升溫至Tβ-(60～160)℃退火溫度進行保溫，保溫時間為20～60min，保溫結束后慢冷至≤700℃，慢冷冷卻速率≤2℃/min，然后出爐空冷，若大氣退火后鈦板板形不良，則在≤650℃溫度下進行壓矯形退火；

九、表面處理：

接上步，采用堿酸洗、噴砂酸洗或砂光方法進行表面處理，去除表面氧化層及缺陷。