[发明专利]一种冷加工态钴基合金棒丝材的制备方法

说明书

本发明属于钴基高温合金材料加工技术领域，具体涉及一种冷加工态钴基合金棒丝材的制备方法，特别适于冷加工态CoCrWNi合金棒丝材。该合金的化学成分按质量百分比为：Cr19.0%～21.0%，W14.0%～16.0%，Ni9.0%～11.0%，C0.05%～0.15%，Mn1.00%～2.00%，Si≤0.40%，P≤0.04%，S≤0.03%，Fe≤3.00%，余量为Co。本发明首先通过真空感应熔炼和电渣重熔获得合金铸锭，然后进行均匀化退火处理、连续多火次高温锻造、高温退火处理、冷变形、矫直和表面加工等工序，生产出合格的CoCrWNi合金棒丝材，为制造医疗器械提供合格原材料。

技术领域

本发明属于钴基高温合金材料加工技术领域，具体涉及一种冷加工态钴基合金棒丝材的制备方法，特别适于冷加工态CoCrWNi合金棒丝材。

背景技术

钴基合金因具有优异的生物相容性、耐腐蚀性能、抗磨损性能和疲劳性能，被广泛用于医用领域。目前，在骨科医疗器械中最常用的钴基合金是CoCrMo合金（名义成分为Co-28Cr-6Mo），但是该合金高温加工变形时变形抗力大，加工窗口较窄，导致加工困难，成本高，成材率低。

为了解决现有CoCrMo合金存在的热加工性能偏差的难题，材料学家开展了多种钴基合金的研制。其中，CoCrWNi合金（名义成分为Co-20Cr-15W-10Ni）的热加工性能优异，甚至能够进行冷变形，制备出的材料既拥有较高的强度，还具有较高的塑性和抗疲劳性能，已经被用来加工各种医疗器械。

目前，国内关于CoCrWNi合金的研究报道较少，市场上更无成熟的变形态棒丝材供给，导致国内医疗行业用变形态CoCrWNi合金棒丝材均从国外直接采购，采购周期长，无法满足国内医疗器械的生产需求，影响相关产品的推广应用。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种冷加工态CoCrWNi合金棒丝材的制备方法，生产出满足ASTM F90要求的CoCrWNi合金棒丝材，满足国内医疗器械市场的需求。

本发明采用的技术方案是：

一种冷加工态钴基合金棒丝材的制备方法，钴基合金的化学成分按质量百分比为：Cr 19.0%～21.0%，W 14.0%～16.0%，Ni 9.0%～11.0%，C 0.05%～0.15%，Mn 1.00%～2.00%，Si≤0.40%，P≤0.04%，S≤0.03%，Fe≤3.00%，余量为Co；

该方法包括以下步骤：

步骤一、采用真空感应熔炼和电渣重熔制备出符合化学成分要求的钴基合金铸锭；

步骤二、对钴基合金铸锭进行均匀化退火处理；

步骤三、对均匀化退火处理的钴基合金铸锭进行开坯锻造；

步骤四、进行连续高温锻造，制备出钴基合金棒坯或丝坯；

步骤五、进行高温退火处理；

步骤六、进行连续冷变形加工；

步骤七、对冷变形加工的棒坯或丝坯进行矫直；

步骤八、对矫直的棒坯或丝坯进行车削加工或无心磨削，制备出成品棒材或丝材。

所述的冷加工态钴基合金棒丝材的制备方法，步骤一中，要求采用金属Co、金属Cr、金属W、金属Ni、金属Fe、金属Mn、单质Si和单质C，按照钴基合金成分配料，采用真空感应熔炼和电渣重熔工艺制备出成品铸锭。

所述的冷加工态钴基合金棒丝材的制备方法，步骤二中，选用均匀化退火处理制度为1100～1200℃，保温5～20小时，空冷至室温。