[发明专利]一种椎弓根螺钉用钛合金棒材的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钛合金棒材加工技术领域，具体涉及一种椎弓根螺钉用钛合金棒材的制备方法。

背景技术

目前，国内外脊柱椎弓根螺钉用材质主要采用钛合金(Ti₆Al₄V)棒材制备，规格在Φ13mm～Φ15mm之间。由于其独特的结构设计及脊柱外科手术过程的需要，螺钉产品在棒材加工过程中采用U型槽开口的方式，而现有技术制备的钛合金棒材内应力过大，采用U型槽开口方式会破坏棒材的应力平衡，使得开口切边后呈现收缩状态，对椎弓根螺钉产品的精度造成破坏，在临床手术中带来较多的麻烦。

发明内容

本发明的目的是提供一种椎弓根螺钉用钛合金棒材的制备方法，解决了现有技术制备的钛合金棒材内应力过大使椎弓根螺钉U型槽口应力不平衡造成缩口的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种椎弓根螺钉用钛合金棒材的制备方法，首先采用直线拉拔机将原轧条坯料进行规圆粗矫直，然后通过扒皮机将坯料表面缺陷去除干净，同时在出料口进行定尺下断操作，再采用立式电热矫直的方式进行矫直，最后通过无心磨削处理为成品棒材。

具体包括以下步骤：

步骤1：使用直线拉拔机在870℃～920℃的温度下对钛合金轧条坯料进行规圆粗矫直，得到坯棒；

步骤2：使用扒皮机对步骤1得到的坯棒进行扒皮，将表面缺陷去除干净，同时在出料口进行定尺下断，得到扒皮后的棒材；

步骤3：使用立式电热矫直机对步骤2得到的扒皮后的棒材进行矫直，矫直的电流为1500～1670A，利用电流加热30～45s，间隔10～25s，再续加热20～35s，得到矫直后的棒材；

步骤4：采用无心磨床对步骤3得到的矫直后的棒材进行多道次磨削，得到成品棒材。

本发明的特点还在于，

步骤1中直线拉拔机速度控制在5～6m/min。

步骤2中扒皮机的运行速度为2～3m/min。

步骤2中定尺下断的长度为3000～3050mm。

步骤3中矫直的压强为0.005～0.3MPa。

步骤4中道次磨削量为0.01～0.05mm，总加工余量为0.2～0.25mm。

本发明的有益效果是：本发明一种椎弓根螺钉用钛合金棒材的制备方法，采用直线拉拔机对轧条坯料进行规圆粗矫直处理，代替传统的两辊或多辊矫直滚圆的方式，避免因粗矫直而引入残余应力，利用立式矫直的方式去除因传统两辊或多辊精矫直产生的残余应力，解决了现有技术制备的钛合金棒材内应力过大使椎弓根螺钉U型槽口应力不平衡造成缩口的问题，且制备方法简单，适合批量化生产加工。

附图说明

图1是本发明椎弓根螺钉用钛合金棒材的制备方法工艺流程图；

图2是传统椎弓根螺钉用钛合金棒材的制备方法工程流程图；

图3是本发明椎弓根螺钉的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种椎弓根螺钉用钛合金棒材的制备方法，如图1所示，具体包括以下步骤：

步骤1：使用直线拉拔机在870℃～920℃的温度下对钛合金轧条坯料进行规圆粗矫直，拉拔机孔模为拉拔机速度控制在5～6m/min，得到坯棒；

步骤2：使用扒皮机对步骤1得到的坯棒进行扒皮，扒皮机的运行速度为2～3m/min，将表面缺陷去除干净，同时在出料口进行定尺下断，下断的长度为3000～3050mm，得到扒皮后的棒材；

步骤3：使用立式电热矫直机对步骤2得到的扒皮后的棒材进行矫直，压强为0.005～0.3MPa，矫直电流为1500～1670A，利用电流加热30～45s，间隔10～25s，再加热20～35s，得到矫直后的棒材；

步骤4：采用无心磨床对步骤3得到的矫直后的棒材进行多道次磨削，道次磨削量为0.01～0.05mm，总加工余量为0.2～0.25mm，并采用超声波探伤的方式进行100％探伤检验，得到成品棒材。