CN101701330B - 一种医用钛合金小规格棒材的热处理方法 - Google Patents
一种医用钛合金小规格棒材的热处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101701330B CN101701330B CN 200910310715 CN200910310715A CN101701330B CN 101701330 B CN101701330 B CN 101701330B CN 200910310715 CN200910310715 CN 200910310715 CN 200910310715 A CN200910310715 A CN 200910310715A CN 101701330 B CN101701330 B CN 101701330B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- titanium alloy
- temperature
- stove
- sized bar
- alloy small
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Abstract
本发明公开了一种医用钛合金小规格棒材的热处理方法,在氩气保护气氛下,当热处理炉的炉温为620℃-640℃时,将规格在Φ6.0mm至Φ13mm的TC20钛合金小规格棒材轧制态毛坯放入炉中心部位,装炉时间控制在1min内;以2℃/min的加热速度将温度升至650℃-790℃,然后开始保温,在保温过程中,保持炉温波动在±10℃范围内,保温时间为30min-60min,然后出炉,出炉时温度下降在20℃以内,出炉后采用风扇空气冷却到室温,风扇的风速控制在10m/s。本发明的方法解决了Φ6-Φ13小规格TC20钛合金棒材的组织均匀性和力学性能稳定性问题,适用于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于有色金属加工技术领域,涉及一种医用钛合金小规格棒材的热处理方法。
背景技术
TC20钛合金的成分为Ti-6Al-7Nb,由瑞士Sulzer医学技术公司开发,并于1985年开始临床应用。作为第二代医用钛合金,与第一代Ti-6Al-4V合金相比采用细胞适应性好的Nb元素代替有毒的V元素,很大程度上提高了该合金在人体环境中的安全性。由于TC20钛合金不但具有良好的生物和力学相容性,而且具有与Ti-6Al-4V合金相似的力学性能。近年来,该合金被广泛地应用在医疗领域,成为外科植入物用器件的首选材料,如脊椎矫形器件、接骨螺钉、髓内钉等。
目前,由于对TC20钛合金小规格棒材仍存在技术和工艺上的不成熟,制得的棒材组织不均匀,从而引起成品力学性能的不稳定,影响了该合金小规格棒材在制备成医用器材的时候强度以及延伸率等力学性能。在批量化生产时,降低了生产效率,限制了该合金的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种医用钛合金小规格棒材的热处理方法,解决了小规格TC20钛合金棒材组织不均匀和力学性能不稳定的问题。
本发明所采用的技术方案是,医用钛合金小规格棒材的热处理方法,具体按照以下步骤进行:
在氩气保护气氛下,当热处理炉的炉温为620℃-640℃时,将规格在Φ6.0mm-Φ13mm的TC20钛合金小规格棒材轧制态毛坯放入炉中心部位,装炉时间控制在1min内;以2℃/min的加热速度将温度升至650℃-790℃,然后开始保温,在保温过程中,保持炉温波动在±10℃范围内,保温时间为30min-60min,然后出炉,出炉时温度下降保持在20℃以内,出炉后采用风扇空气冷却到室温,风扇的风速控制在10m/s。
采用本发明热处理方法处理的规格在Φ6.0mm至Φ13mm范围内的TC20钛合金棒材各项性能指标均满足使用标准要求,适用于生产组织性能均匀性良好、批次稳定性佳的TC20钛合金小规格棒材,并且具有优异的同炉批次组织和力学性能均匀性和不同炉批次的批次稳定性,适用于工业化批量稳定生产。
附图说明
图1是采用本发明实施例1处理后的TC20钛合金小规格棒材的高倍组织照片,其中,a是边缘处组织照片,b是二分之一半径处组织照片,c是中心处照片;
图2是采用本发明实施例2处理后的TC20钛合金小规格棒材的高倍组织照片,其中,a是边缘处组织照片,b是二分之一半径处组织照片,c是中心处照片;
图3是采用本发明实施例3处理后的TC20钛合金小规格棒材的高倍组织照片,其中,a是边缘处组织照片,b是二分之一半径处组织照片,c是中心处照片;
图4是采用本发明实施例4处理后的TC20钛合金小规格棒材的高倍组织照片,其中,a是边缘处组织照片,b是二分之一半径处组织照片,c是中心处照片。
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。
本发明的医用钛合金小规格棒材的热处理方法的过程为,加热、上料、保温、出炉、空冷到室温,其具体按以下步骤进行:
在氩气保护气氛下,当热处理炉的炉温为620℃640℃时,将规格在Φ6.0mm-Φ13mm的TC20钛合金小规格棒材轧制态毛坯放入炉中心部位,装炉时间控制在1min内;以2℃/min的加热速度将温度升至650℃-790℃,然后开始保温,在保温过程中,保持炉温波动在±10℃范围内,保温时间为30min-60min,然后出炉,出炉时温度下降在20℃以内,出炉后采用风扇空气冷却到室温,风扇的风速控制在10m/s。
现有的制造TC20小规格棒材的热处理方法为在大气气氛中,将炉温升至800℃,然后保温30min,出炉后空冷。该工艺步骤中未限制热处理的气氛,由于TC20钛合金棒材在高温大气中易氧化,使成品率降低;并且对TC20钛合金小规格棒材的加热温度过高,会引起组织的长大。同时,装炉位置、装炉时间、升温速度和炉温的波动范围对TC20小规格棒材的温度均匀性会产生影响,如果温度不均匀会导致棒材各部分再结晶程度的不同,从而引起组织不均匀和力学性能不均匀;对于降温速度的控制原工艺中采用空冷,由于冷却速度慢会引起TC20钛合金棒材组织的长大和二次再结晶,使组织均匀性降低。TC20钛合金棒材保温时间过短,再结晶不充分,组织均匀性也会变差;TC20钛合金棒材保温时间过长,引起组织的异常长大,也会使组织均匀性变差和力学性能不稳定。
实施例1
在氩气气氛下,当炉温达到640℃时将规格为Φ12mm的TC20钛合金棒材放入炉中心部位,装炉时间1min,以2℃/min的加热速度将炉温升到730℃时开始保温,保持炉温波动在±8℃范围内,保温时间为30min,出炉时温度降为718℃,出炉后采用风扇空冷到室温,风速控制在10m/s。
实施例2
在氩气气氛下,当炉温达到630℃时将规格为Φ13mm的TC20钛合金棒材放入炉中心部位,装炉时间55s,以2℃/min的加热速度将炉温升到790℃时开始保温,保持炉温波动在±10℃范围内,保温时间为60min,出炉时温度降为775℃,出炉后采用风扇空冷到室温,风速控制在10m/s。
实施例3
在氩气气氛下,当炉温达到620℃时将规格为Φ8mm的TC20钛合金棒材放入炉中心部位,装炉时间57s,以2℃/min的加热速度将炉温升到700℃时开始保温,保持炉温波动在±9℃范围内,保温时间为40min,出炉时温度降为687℃,出炉后采用风扇空冷到室温,风速控制在10m/s。
实施例4
在氩气气氛下,当炉温达到620℃时将规格为Φ6mm的TC20钛合金棒材放入炉中心部位,装炉时间53s,以2℃/min的加热速度将炉温升到650℃时开始保温,保持炉温波动在±7℃范围内,保温时间为50min,出炉时温度降为632℃,出炉后采用风扇空冷到室温,风速控制在10m/s。
采用实施例1-实施例4热处理过后的TC20钛合金小规格棒材的高倍组织照片如图1所示,可以看出棒材的组织均匀性很好。
表1是采用上述实施例1-实施例4制得的小规格棒材的机械性能与传统方法制得的棒材机械性能对比表。其中采用现有传统工艺的步骤为在大气气氛中,将炉温升至800℃,然后保温30min,出炉后空冷。表1当中A/%为断面收缩率、Z为延伸率、Rm为抗拉强度、Rp0.2为屈服强度。
表1使用本发明方法与传统方法制得的小规格棒材机械性能对比表
通过表1得出的机械性能参数可知,使用本发明方法热处理工艺后的TC20钛合金小规格棒材的机械性能相比于传统工艺有所提高,并且性能的稳定性较好。
Claims (1)
1.一种医用钛合金小规格棒材的热处理方法,对钛合金小规格棒材进行热处理再进行冷却,其特征在于:按以下步骤进行:
在氩气气氛下,当热处理炉的炉温为620℃-640℃时,将规格在Φ6.0mm至Φ13mm的TC20钛合金小规格棒材轧制态毛坯放入炉中心部位,装炉时间控制在1min内;以2℃/min的加热速度将温度升至650℃-790℃,然后开始保温,在保温过程中,保持炉温波动在±10℃范围内,保温时间为30min-60min,然后出炉,出炉时温度下降保持在20℃以内,出炉后采用风扇空气冷却到室温,风扇的风速控制在10m/s。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 200910310715 CN101701330B (zh) | 2009-12-01 | 2009-12-01 | 一种医用钛合金小规格棒材的热处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 200910310715 CN101701330B (zh) | 2009-12-01 | 2009-12-01 | 一种医用钛合金小规格棒材的热处理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101701330A CN101701330A (zh) | 2010-05-05 |
CN101701330B true CN101701330B (zh) | 2011-02-02 |
Family
ID=42156254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 200910310715 Active CN101701330B (zh) | 2009-12-01 | 2009-12-01 | 一种医用钛合金小规格棒材的热处理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101701330B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103692151B (zh) * | 2012-09-28 | 2016-02-24 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 钛聚焦环的制造方法 |
CN103045979B (zh) * | 2012-12-28 | 2015-09-30 | 国电锅炉压力容器检验中心 | 一种在ta1组织中制备孪晶的方法 |
CN105803365A (zh) * | 2016-04-11 | 2016-07-27 | 西安赛特思迈钛业有限公司 | 一种提高tc4钛合金组织均匀性的方法 |
EP3938553A4 (en) * | 2019-03-16 | 2022-11-30 | Praxis Powder Technology, Inc. | MICROSTRUCTURAL IMPROVEMENTS OF TITANIUM ALLOYS |
CN113579133B (zh) * | 2020-04-30 | 2023-07-18 | 宝武特种冶金有限公司 | 一种钛合金组织均匀控制的自由锻造方法 |
-
2009
- 2009-12-01 CN CN 200910310715 patent/CN101701330B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101701330A (zh) | 2010-05-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101701330B (zh) | 一种医用钛合金小规格棒材的热处理方法 | |
CN107034383B (zh) | 一种含Si高强低模β-型钛合金及其制备方法与应用 | |
CN109746445A (zh) | 一种适用于4d打印镍钛形状记忆合金的加工方法 | |
Liu et al. | Mechanical properties and cytocompatibility of oxygen-modified β-type Ti–Cr alloys for spinal fixation devices | |
CN105177480B (zh) | 一种热处理制备具有混合组织的bt25y钛合金的方法 | |
CN109234656A (zh) | 一种提高亚稳β钛合金强度的预变形热处理工艺 | |
CN106180193B (zh) | 一种医用β钛合金薄板材的轧制加工方法 | |
WO2010047874A3 (en) | Solution heat treatment and overage heat treatment for titanium components | |
CN114574794A (zh) | 一种超高塑性的医用β钛合金复合结构材料的制备工艺 | |
CN102766829A (zh) | 生物医用可控降解CaZn基非晶合金 | |
CN102002658B (zh) | 冷轧钛卷的退火工艺 | |
CN104745995A (zh) | Tc4钛合金多层次组织细化工艺方法 | |
CN112210736A (zh) | 一种近β钛合金显微组织及显微硬度调控的热处理方法 | |
CN117286440A (zh) | 一种增材制造镍钛合金的热处理方法及其应用 | |
CN104741412A (zh) | 一种新型铜镍钛牙弓丝的生产制备工艺 | |
CN107326313A (zh) | 一种调整α‑β两相钛合金组织的热处理方法 | |
CN110616391B (zh) | 一种高塑性医用tc4钛合金棒材加工方法 | |
CN110551956A (zh) | 一种tc4钛合金的加工方法 | |
CN116460235A (zh) | 一种制备异构等轴组织钛合金锻件的高温-深冷复合锻造方法 | |
CN109338261A (zh) | 一种大型激光熔化成形tc11钛合金结构件防变形热处理工艺 | |
CN110042335B (zh) | 一种用于得到低含锆量钛锆合金完全再结晶组织的处理工艺 | |
Popov et al. | Effect of heat treatment and plastic deformation on the structure and elastic modulus of a biocompatible alloy based on zirconium and titanium | |
CN112593171B (zh) | 兼具高强韧性和优异骨整合性能的细晶纯钛及其制备方法 | |
CN108754370B (zh) | 一种tc4-dt钛合金的热处理方法 | |
CN112972061A (zh) | 一种新型抗感染的骨膜牵张装置及应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 710018 Shaanxi Province Economic and Technological Development Zone Xi'an Mingguang Road No. 12 Patentee after: Western Superconducting Technologies Co., Ltd. Address before: 710018 Shaanxi province Xi'an Mingguang Road Economic Development Zone No. 12 Patentee before: Western Superconducting Technologies Co., Ltd. |