[發(fā)明專利]純鈦及鈦合金超細絲制備工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710615738.2
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107685079B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦高梧;任玉平;王利卿;李松
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學
• 主分類號: B21C1/02
• 分類號: B21C1/02;B21C1/12;B21C9/00;C22F1/18
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 趙嬛嬛

本發(fā)明提供了一種純鈦及鈦合金超細絲的制備工藝，包括以下步驟：(1)將純Ti或Ti合金線坯經(jīng)1～20個拉絲模具進行第一輪拉拔，控制拉拔速度在10～40m/min，單個拉絲模具的變形量在5～15％，拉拔過程采用石墨乳或調(diào)質(zhì)潤滑油作為潤滑劑；當累積變形量≤60％時，進行步驟(2)～(3)；當累積變形量＞60％時，完成步驟(2)后即可得到的純鈦及鈦合金超細絲；(2)將拉拔變形后的絲材進行第一次中間退火處理，控制退火條件；(3)將第一次中間退火后的絲材返回至進行步驟(1)，直至得到的純鈦及鈦合金超細絲。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬絲材加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種純鈦及鈦合金超細絲制備工藝。

背景技術(shù)

鈦(Ti)及鈦合金具有比強度高，耐蝕性好，生物相容性良好，無磁性，對超聲波的阻抗較小等一系列優(yōu)良的特性。鑒于以上特點使得鈦及鈦合金在航空航天、船舶、汽車工業(yè)、生物醫(yī)療、石油化工、建筑等領(lǐng)域均得到廣泛應(yīng)用。而且，鈦及鈦合金以絲材形式的應(yīng)用也越來越廣泛，例如鉚釘、彈簧、鈦絲編織的過濾網(wǎng)、手術(shù)縫合線及捆綁線等等。目前，鈦及鈦合金絲材大多如專利CN101716715B、CN102451862A、CN102477502A及CN103480685A公開的工藝方法制備得到，即通過熔煉、多道次墩拔鍛造、大變形量熱軋、控溫熱拉拔、去應(yīng)力退火、室溫拉拔(固定模拉拔、輥模拉拔)、中間退火、矯直及磨削等工序制備。但是上述工藝得到的鈦及鈦合金絲材直徑均在1mm以上。而且由于鈦不易附著潤滑劑導(dǎo)致加工過程中易粘著模具，所以拉拔過程中通常需要進行表面處理，在鈦及鈦合金絲材表面形成潤滑層；或者通過輥模拉拔的方式將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦以避免粘模的現(xiàn)象。但是針對直徑在0.1mm到1mm之間的細絲以及直徑在0.1mm以下的超細絲而言通過上述工藝及設(shè)備制備很難實現(xiàn)，而且表面處理及表面清洗過程難以控制，導(dǎo)致絲材表面質(zhì)量無法保證。所以鈦及鈦合金超細絲制備工藝的開發(fā)對于進一步擴展鈦及鈦合金在更精細領(lǐng)域如生物體微小組織修復(fù)、高精過濾、植入多孔材料等方面具有重要價值。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種純鈦及鈦合金超細絲的制備工藝，可獲得不同外形尺寸、力學性能優(yōu)異的超細絲材。本發(fā)明的技術(shù)方案為：

本發(fā)明提供了一種純鈦及鈦合金超細絲的制備工藝，包括以下步驟：

(1)將純Ti或Ti合金線坯經(jīng)1～20個拉絲模具進行第一輪拉拔，控制拉拔速度在10～40m/min，單個拉絲模具的變形量在5～15％，拉拔過程采用石墨乳或調(diào)質(zhì)潤滑油作為潤滑劑；當累積變形量≤60％時，進行步驟(2)～(3)；當累積變形量>60％時，完成步驟(2)后即可得到的純鈦及鈦合金超細絲；

(2)將拉拔變形后的絲材進行第一次中間退火處理，控制真空度為1×10^-3Pa，退火溫度為500～650℃，退火時間為10～20min；

(3)將第一次中間退火后的絲材返回至進行步驟(1)，直至得到的純鈦及鈦合金超細絲。

根據(jù)本發(fā)明所制備的純鈦超細絲，優(yōu)選地，拉拔態(tài)純Ti絲材的拉伸屈服強度為750～900MPa，抗拉強度為850～1000MPa，延伸率為2～8％；退火態(tài)純Ti絲材的拉伸屈服強度為400～600MPa，抗拉強度為550～800MPa，延伸率為7～15％。

所述拉拔態(tài)純Ti絲材是指經(jīng)過拉拔變形后的絲材，包括第一輪拉拔變形及多輪拉拔變形后的絲材；所述退火態(tài)純Ti絲材是指經(jīng)過中間退火后的絲材，包括第一次中間退火、多次中間退火后的絲材以及最終的純鈦超細絲，并且經(jīng)最后一次退火后的絲材性能等同于最終的純鈦超細絲性能。

本發(fā)明的有益效果為：

1.本發(fā)明通過室溫拉拔與中間退火制備直徑在之間的純Ti及Ti合金超細絲，同時對絲材力學性能可進行大范圍的調(diào)整。

2.本發(fā)明中所設(shè)計的制備工藝利用石墨乳或調(diào)制潤滑油作為潤滑劑，不需要對絲材進行額外的表面處理、酸洗、堿洗等過程，操作簡單。