[發明專利]一種醫用鈦合金棒材

在審

• 申請號: 201510476616.0
• 申請日: 2015-08-06
• 公開（公告）號: CN105031719A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 呂振超;曹向陽;郭艷幸;丁锏
• 申請（專利權）人: 河南省洛陽正骨醫院（河南省骨科醫院）
• 主分類號: A61L27/06
• 分類號: A61L27/06;A61L27/30;A61K6/04;A61K6/02
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

1.一種醫用鈦合金棒材，其特征在于：所述鈦合金棒材包括鈦合金棒材本體和其外部的包覆涂層，所述的鈦合金棒材本體的化學組成為：鋯9.5％，鈮16.8％，鐵：1.58%，鉻：0.72%，鎵：0.88%，錫：0.28%，鉿0.06％，鉭1.6％，鋁：1.3%，釩：0.27%，硼：0.145%，鈰：0.166%，余量為鈦；所述外部包覆涂層的組成為：氧化鈦：60-80份，金屬銀：0.1-1份；硅灰石：15-20份；氧化銀：0.1-0.5份；硼化鈦：2-4份；

所述鈦合金棒材由以下步驟制得： (1)錠坯制備：所述錠坯的化學組成為：鋯9.5％，鈮16.8％，鐵：1.58%，鉻：0.72%，鎵：0.88%，錫：0.28%，鉿0.06％，鉭1.6％，鋁：1.3%，釩：0.27%，硼：0.145%，鈰：0.166%，余量為鈦； 按合金成分質量百分比配料，在高真空電弧加熱爐中熔煉，充分攪拌，澆鑄成錠坯，將錠坯在真空爐內加Ar氣保護進行熱處理，將錠坯以200-250℃/小時升溫至920-940℃，保溫6-10小時，然后以120-150℃/小時降溫到550-580℃，保溫2-6小時，接著以80-90℃/小時降溫到280-320℃，保溫2-5小時，繼續以50-65℃/小時降溫到180-190℃，保溫2-5小時，然后隨爐冷卻到室溫； (2)鍛造成型 表面涂覆：在錠坯表面涂覆一層以氮化硼為主要成分的涂層防止高溫加工時氧化并增加潤滑； 用1000噸油壓機將步驟錠坯在900-1000℃保溫1-2小時，采用自由鍛，終鍛溫度660-720℃，反復多次后鍛成邊長為200-300mm的方坯料； 將邊長為200-300mm的方坯料冷卻到室溫，修磨表面缺陷后的坯料加熱到900-950℃鐓粗和拔長變形3-6次，終鍛溫度770-810℃，道次變形量20-45％，總變形量累計70-130％； 然后鍛坯冷卻到室溫，修磨表面缺陷后，加熱到700-740℃鐓粗和拔長鍛造3-6次，道次變形量15-30％，累計總變形量55-110％； 將鐓拔鍛造的鍛坯冷卻到室溫，修磨表面缺陷后，再加熱到相680-720℃鐓粗和拔長鍛造2-3次，道次變形量40-50％；并在最后一次拔長鍛造時倒棱、滾圓； 將鐓拔鍛造的鍛坯冷卻到室溫，修磨表面缺陷后，再加熱到相變點以下730-740℃倒棱、滾圓、拔長鍛造到直徑為Ф40-Ф80mm的棒材； (3)熱處理將棒材在箱式電阻爐中進行固溶處理，固溶溫度為860-900℃，固溶時間為15-45min，固溶后進行水淬，然后進行分級時效處理：將水淬后的棒材在真空爐內加Ar氣保護加熱到450-480℃，保溫2-3h，然后隨爐冷卻到280-310℃，保溫3-4h，接著隨爐冷卻到180-220℃，保溫5-6h，然后用水冷卻；

其外部的包覆涂層由以下步驟制得：將步驟(3)制得的鈦合金棒材接著進行以下步驟：(4)表面預處理：水洗：將熱處理后的鈦合金棒材先在溫度為90-100℃的熱水中進行清洗，然后用室溫的流動冷水進行清洗；噴砂：用壓縮空氣吹干鈦合金棒材，然后吹噴石英砂，去除機加痕跡，增加粗糙度；堿洗：將鈦合金棒材浸漬于溫度在350-550℃的堿熔融液中、浸漬時間為30-60min，所述堿熔融液由重量百分比為70～80％氫氧化鈉和20～30％硝酸鈉混合組成；酸洗：對棒材表面進行酸洗處理，浸漬在溫度為40-50℃酸洗液中15-45min，其中：酸洗液組成為（重量）：采取98％濃硫酸20-30份，36.5％的HCl 6-8份，雙烷基咪唑啉季銨鹽1-2份，乙二胺1-3份，水30-60份；鈍化處理：將酸洗后的鈦合金棒材浸漬于溫度在90～150℃，濃度為150～200g/l的硝酸鈉，15-45g/l的氟化鈉的水溶液中，控制溶液中Fe3+濃度＜20g/l，浸漬時間為15-20min； (5)表面涂層噴涂：涂層噴涂原料為(重量份)：氧化鈦粉：60-80份，金屬銀粉：0.1-1份；硅灰石粉：15-20份；氧化銀粉：0.1-0.5份；硼化鈦粉：2-4份；將上述涂層噴涂原料混合后采用大氣等離子體噴涂工藝，噴涂于鈦合金棒材上，等離子體噴涂工藝參數為電弧等離子體氣體Ar的流量為15-30標準升/分鐘，電弧等離子體氣體H2的流量為15-20標準升/分鐘，粉末載氣Ar的流量為0.5-2.5標準升/分鐘，噴涂距離為40-60mm，送粉速率為5-10g/min，噴涂電流為450-600A，噴涂厚度為0.5-3mm；噴涂后將鈦合金棒材在真空爐內加Ar氣保護進行熱處理，首先，將其加熱到550-650℃，保溫1-2小時，然后隨爐冷卻到150-200℃，保溫24-48小時，然后隨爐冷卻。