[发明专利]一种Ti6Al7Nb钛合金细晶丝材的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钛合金材料加工技术领域，具体涉及一种Ti6Al7Nb钛合金细晶丝材的制备方法。

背景技术

Ti6Al7Nb钛合金具有低的密度、合适的强度和高的疲劳强度以及优良的生物相容性、耐腐蚀性、可加工性等特点，被作为生物医用材料广泛使用。

传统热加工工艺认为：Ti6Al7Nb钛合金铸锭经开坯锻造，铸态组织破碎后，在940℃±30℃加热，轧制火次变形量控制在50％～70％，可得到等轴α+β转变组织，满足ETTC2标准图谱的A1-A9级。

GB/T、ISO和ASTM等标准对外科植入物用Ti6Al7Nb钛合金的显微组织规定：为α+β组织，且应符合ETTC2标准图谱的A1-A9级。部分医疗器械厂商要求Φ2～Φ8mmTi6Al7Nb钛合金棒丝材的组织评级达到ETTC2标准图谱A1-A2级。外科植入物用Ti6Al7Nb棒丝材的显微组织要求尽可能细小均匀，以保证医疗器械产品的使用寿命。Ti6Al7Nb钛合金因变形抗力大，工艺性能不佳，采用常规的制备方法很难稳定生产出组织细小、性能稳定的丝材，尤其是批量生产时难度更大。

发明内容

本发明的目的是提供一种Ti6Al7Nb钛合金细晶丝材的制备方法，解决了现有方法难以稳定生产出组织细小、性能稳定的Ti6Al7Nb钛合金细晶丝材的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种Ti6Al7Nb钛合金细晶丝材的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1，坯料加工：

选取纵、横向组织均匀的Ti6Al7Nb钛合金锻坯，置于箱式电阻炉中，在相变点附近高温加热，采用一火多道次将锻坯轧制为拉拔坯料；

步骤2，热拉拔：

在相变点以下对步骤1得到的拉拔坯料采用管式电阻炉通过式加热，并进行多道次热拉拔；

步骤3，热处理：

对经步骤2热拉拔后的坯料进行热处理，然后矫直磨光，即得到Ti6Al7Nb钛合金细晶丝材。

本发明的特点还在于，

步骤1中加热温度为相变点以下10℃～35℃，保温时间为90min～150min。

步骤1中轧制道次为25～31道次，每道次变形量为10％～25％。

步骤1中轧制后锻坯的单火次变形量为97％～99％。

步骤2中加热温度为相变点以下30℃～60℃。

步骤2中热拉拔道次为5～25道次，每道次变形量为7％～25％。

步骤2中拉拔后坯料的累积变形量为70％～98％。

步骤3中热处理温度为750℃～800℃，保温时间为1h～3h。

本发明的有益效果是，本发明通过加热温度以及变形量来控制棒丝材的组织，采用本发明方法制备得到Ti6Al7Nb钛合金细晶丝材，比常规轧制工艺得到的横向组织均匀得多，并且晶粒细小，满足ETTC2评级图A1-A2级，各项性能也达到了外科植入物用Ti6Al7Nb棒丝材的标准要求。

附图说明

图1是本发明制备得到的后Ti6Al7Nb钛合金细晶丝材的横向组织高倍图；

图2是本发明制备得到的后Ti6Al7Nb钛合金细晶丝材的各项力学性能图。

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Ti6Al7Nb钛合金细晶丝材的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1，选取规格为纵、横向组织均匀的Ti6Al7Nb钛合金锻坯，置于箱式电阻炉中在相变点以下10℃～35℃加热，炉内保温时间为90min～150min，采用25～31道次轧制，单火次变形量97％～99％，每道次变形量为10％～25％；

步骤2，将经步骤1轧制得到的棒坯在管式炉中加热，加热温度选择在相变点以下30℃～60℃，加热方式为通过式加热，采用5～25道次热拉拔，累积变形量70％～95％，每道次变形量为7％～25％；

步骤3，将经步骤2热拉拔的坯料在750℃～800℃下热处理1h～3h，矫直磨光，即得到Ti6Al7Nb钛合金细晶丝材。

图1是采用本发明方法制备得到的Ti6Al7Nb钛合金细晶丝材的横向组织高倍图，从图中可以看出丝材的横向组织均匀。图2是本发明方法制备得到的Ti6Al7Nb钛合金细晶丝材的各项力学性能图，从图中可以看出其各项力学性能都达到了标准要求。

实施例1