一種高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材的制備方法，具體為：首先選取橫向組織優于ETTC2A5級的Ti6Al7Nb鈦合金棒坯，置于箱式電阻爐中，在相變點以下加熱，保溫，軋制；然后將棒坯去除氧化皮、冷連軋為多棱絲材；對多棱絲材進行規圓，并矯直、磨光，即得到高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材。本發明專利技術方法選取合適的坯料加工工藝來改善材料成形性，通過成品加工方式和變形量的配合來控制絲材的組織性能，采用本發明專利技術方法制備得到高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材，比常規熱拉拔工藝得到的絲材組織均勻，強度高，各項性能均可達到髓內針等高強高韌外科植入物用Ti6Al7Nb絲材的要求。

【技術實現步驟摘要】
一種高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材的制備方法
本專利技術屬于鈦合金材料加工
，具體涉及一種高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材的制備方法。
技術介紹
Ti6Al7Nb鈦合金具有低的密度、合適的強度、優良的生物相容性、耐腐蝕性、可加工性，且不含有害元素“V”等特點，被用來加工髓內針，骨釘、關節柄等人體植入件，在生物醫用材料領域廣泛使用。GB/T、ISO和ASTM等標準對外科植入物用Ti6Al7Nb鈦合金的性能規定：退火態和熱加工態絲棒材，抗拉強度≥900MPa，屈服強度≥800MPa，延伸率≥10％，斷面收縮率≥25％。Ti6Al7Nb鈦合金工藝性能不佳，易開裂，采用常規的制備方法很難穩定生產出強度高、塑性適中的絲材，尤其是用來加工髓內針等零件的高強高韌絲材。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材的制備方法，解決了現有方法難以穩定生產出具有高強度、良好塑性的Ti6Al7Nb鈦合金絲材的問題。本專利技術所采用的技術方案是，一種高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材的制備方法，具體按照以下步驟實施：步驟1，棒坯軋制：選取橫向組織優于ETTC2A5級的Ti6Al7Nb鈦合金棒坯，置于箱式電阻爐中，在相變點以下加熱，保溫，軋制；步驟2，制備多棱絲材：將經步驟1軋制的棒坯采用無心車車削，100％去除氧化皮，然后在室溫下冷連軋，得到多棱絲材；步驟3，絲材規圓：將步驟2得到的多棱絲材，在室溫下規圓拉拔為圓形絲材；步驟4，絲材矯直精整：對步驟4得到的圓形絲材進行矯直、磨光，即得到高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材。本專利技術的特點還在于，步驟1中加熱溫度為相變點以下10℃～50℃，保溫時間至少為min。步驟1中軋制道次為14～18道次，道次變形量為10％～25％，累積變形量不小于95.5％。步驟2中去除氧化皮后棒坯的絲材同棒差≤0.08mm，表面粗糙度Ra≤1.6μm。步驟2中冷連軋至少5道次，道次變形量為10％～11％，冷連軋累積變形量≥40％。步驟3中采用多道次規圓拉拔，道次變形量≤6％，累積變形量≥10％。步驟4中矯直在室溫下進行。本專利技術的有益效果是，本專利技術一種高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材的制備方法，選取合適的坯料加工工藝來改善材料成形性，通過成品加工方式和變形量的配合來控制絲材的組織性能，采用本專利技術方法制備得到高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材，比常規熱拉拔工藝得到的絲材組織均勻，強度高，各項性能均可達到髓內針等高強高韌外科植入物用Ti6Al7Nb絲材的要求。附圖說明圖1是本專利技術制備得到的高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材的各項力學性能圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術進行詳細說明。本專利技術一種高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材的制備方法，具體按照以下步驟實施：步驟1，選取橫向組織優于ETTC2A5級的Ti6Al7Nb鈦合金棒坯，置于箱式電阻爐中，在相變點以下10℃～50℃加熱，爐內保溫至少min(R坯為坯料直徑/mm)后開始軋制，軋制道次為14～18道次，道次變形量為10％～25％，累積變形量不小于95.5％。步驟2，對經步驟1軋制的棒坯采用100％無心車削去除氧化皮，絲材同棒差≤0.08mm，表面粗糙度Ra≤1.6μm，室溫下冷連軋至少5道次，道次變形量為10％～11％，冷連軋累積變形量≥40％，得到多棱絲材；步驟3，將多棱絲材在室溫下進行多道次規圓拉拔變形，拉絲模具為圓形輥模，道次變形量≤6％，累積變形量≥10％，得到圓形絲材；對圓形絲材冷矯直，磨光，即得到高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材。圖1是采用本專利技術方法制備得到的高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材的各項力學性能圖。數據顯示，本專利技術方法制備得到的絲材抗拉強度≥1250MPa，屈服強度≥1020MPa，延伸率≥10％，斷面收縮率≥35％，普通絲材的技術指標為抗拉強度≥900MPa，屈服強度≥800MPa，延伸率≥10％，斷面收縮率≥25％，可以看出，本專利技術方法制備得到的絲材抗拉強度遠遠高于普通絲材，塑性與之相當。實施例1步驟1，選取規格為Φ45mm，橫向組織符合ETTC2A5級的Ti6Al7Nb鈦合金棒坯，實測相變點為1010℃，置于箱式電阻爐中，在1000℃下加熱，爐內保溫55min后開始軋制，采用14道次軋制，道次變形量為10％～18％，軋至Φ9.5mm(累積變形量95.5％)；步驟2，將步驟1軋制得到的棒坯利用無心車車削表面至Φ8mm，100％去除氧化皮，控制絲材同棒差為0.05mm，表面粗糙度Ra實測1.6μm，室溫下冷連軋，軋制道次為6道次，道次變形量為10％～11％，冷連軋至5.74mm(累積變形量為48％)，得到多棱絲材；步驟3，將冷連軋后5.74mm多棱絲材在室溫下經多道次圓形輥模拉拔至Φ5.4mm，道次變形量為1％～4％，累積變形量為11％；絲材冷矯直，磨光，即得到高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材。實施例2步驟1，選取規格為Φ52mm，橫向組織符合ETTC2A4級的Ti6Al7Nb鈦合金棒坯，實測相變點為1005℃，置于箱式電阻爐中在980℃下加熱，爐內保溫60min后開始軋制，采用18道次軋制，道次變形量為15％～25％，軋至Φ6.5mm(累積變形量98.5％)；步驟2，將步驟1軋制得到的棒坯利用無心車車削表面至Φ4.8mm，100％去除氧化皮，控制絲材同棒差為0.06mm，表面粗糙度Ra實測1.2μm，室溫下冷連軋，軋制道次為5道次，道次變形量為10％～11％，冷連軋至3.68mm(累積變形量為40％)，得到多棱絲材；步驟3，將冷連軋后3.68mm多棱絲材在室溫下經多道次圓形輥模拉拔至Φ3.4mm，道次變形量為4％～6％，累積變形量為14％；絲材冷矯直，磨光，即得到高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材。實施例3步驟1，選取規格為Φ50mm，橫向組織符合ETTC2A5級的Ti6Al7Nb鈦合金棒坯，實測相變點為1010℃，置于箱式電阻爐中，在960℃下加熱，爐內保溫60min后開始軋制，采用16道次軋制，道次變形量為12％～22％，軋至Φ7.5mm(累積變形量97.5％)；步驟2，將經步驟1軋制得到的棒坯利用無心車車削表面至Φ6mm，100％去除氧化皮，控制絲材同棒差為0.08mm，表面粗糙度Ra實測1.4μm，室溫下冷連軋，軋制道次為5道次，道次變形量為10％～11％，冷連軋至4.59mm(累積變形量為42％)，得到多棱絲材；步驟3，將冷連軋后4.59mm多棱絲材在室溫下經多道次圓形輥模拉拔至Φ4.35mm，道次變形量為2％～5％，累積變形量為10％；絲材冷矯直，磨光，即得到高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：步驟1，棒坯軋制：選取橫向組織優于ETTC2A5級的Ti6Al7Nb鈦合金棒坯，置于箱式電阻爐中，在相變點以下加熱，保溫，軋制；步驟2，制備多棱絲材：將經步驟1軋制的棒坯采用無心車車削，100％去除氧化皮，然后在室溫下冷連軋，得到多棱絲材；步驟3，絲材規圓：將步驟2得到的多棱絲材，在室溫下規圓拉拔為圓形絲材；步驟4，絲材矯直精整：對步驟4得到的圓形絲材進行矯直、磨光，即得到高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材。

【技術特征摘要】
1.一種高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：步驟1，棒坯軋制：選取橫向組織優于ETTC2A5級的Ti6Al7Nb鈦合金棒坯，置于箱式電阻爐中，在相變點以下加熱，保溫，軋制；步驟2，制備多棱絲材：將經步驟1軋制的棒坯采用無心車車削，100％去除氧化皮，然后在室溫下冷連軋，得到多棱絲材；步驟3，絲材規圓：將步驟2得到的多棱絲材，在室溫下規圓拉拔為圓形絲材；步驟4，絲材矯直精整：對步驟4得到的圓形絲材進行矯直、磨光，即得到高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材。2.根據權利要求1所述的一種高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材的制備方法，其特征在于，所述步驟1中加熱溫度為相變點以下10℃～50℃，保溫時間至少為3.根據權利要求1所述的一種高強Ti6Al7Nb鈦合金絲材的制備方法...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱燕麗，李英浩，楊輝，侯峰起，張鵬，和永崗，賴運金，羅文忠，雷錦文，
申請(專利權)人：西部超導材料科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：陜西,61