CN108070773A - 一种医用钛镍基六元记忆合金 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种医用钛镍基六元记忆合金，医用钛镍基六元记忆合金至少包含Ti、Ni、Cu、Al、V、Si六种元素，其中，Ti元素的原子百分比为50％，Ni元素的原子百分比为40～45％，Cu元素的原子百分比为4～9％，Al元素的原子百分比为0.1～0.5％，V元素的原子百分比为0.5～1.0％，Si元素的原子百分比为0.1～0.3％；在现有TiNiCu和TiNiCuX系列合金的基础上，加入一定的Al和V元素以降低相变温度，加入微量的Si元素，细化晶粒提高塑性，使该合金拥有更低的使用温度区间和优良加工性能，同时该合金成本较低，性价比较高，满足工业上对体温温30℃左右窄滞后钛镍记忆合金的要求。

Description

一种医用钛镍基六元记忆合金
【技术领域】
本发明属于钛镍合金技术领域，具体涉及一种医用钛镍基六元记忆合金。
【背景技术】
TiNiCu形状记忆合金是在TiNi合金的基础上发展的，用Cu替代部分Ni元 素，使相变滞后明显变窄。由于当Cu含量在5at％以下，没有滞后效应；当Cu 含量10at％以上时，合金会变脆，可加工性能变差，所以已获得工业上应用的 TiNiCu合金其配比为Ti50Ni50-xCux，(原子百分比)其中X为5-10，相变滞后 (As-Ms)在4℃左右，但该合金的相变温度Af在70℃左右，市场上的TiNiCuCr 低温窄滞后记忆合金，由于Cr对人体具有毒害作用，且Cr对相变温度的降低较 严重，成分不易控制，无法满足医疗对体温窄滞后记忆合金的需求。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种医用钛镍基六元记忆合金，以解决现有记忆合金无 法满足医疗对体温窄滞后记忆合金需求的问题。
本发明采用以下技术方案：一种医用钛镍基六元记忆合金，医用钛镍基六元 记忆合金至少包含Ti、Ni、Cu、Al、V、Si六种元素，其中，Ti元素的原子百分 比为50％，Ni元素的原子百分比为40～45％，Cu元素的原子百分比为4～9％， Al元素的原子百分比为0.1～0.5％，V元素的原子百分比为0.5～1.0，Si元素的原 子百分比为0.1～0.3％。
进一步地，还包括杂质元素，杂质元素的原子百分比为≤0.60％。
进一步地，杂质元素包括碳、氮、氢、氧，且碳元素的原子百分比≤0.08％， 氮元素的原子百分比≤0.01％，氢元素的原子百分比0.01％，氧元素的原子百分比 ≤0.0.5％。
本发明的另一种技术方案，一种上述医用钛镍基六元记忆合金的制备方法， 将海绵钛、电解镍、电解铜、铝钒合金、铝硅按比例均匀配置成合金料，将合金 料在真空感应炉中熔炼，依次通过锻造、轧制、热处理制造成为合金材料。
本发明的有益效果是：在现有TiNiCu和TiNiCuX系列合金的基础上，加入 一定的Al和V元素以降低相变温度，加入微量的Si元素，细化晶粒提高塑性， 使该合金拥有更低的使用温度区间和优良加工性能，同时该合金成本较低，性价 比较高，满足工业上对体温30℃左右窄滞后钛镍记忆合金的要求。
【具体实施方式】
下面对本发明进行详细说明。
本发明公开了一种医用钛镍基六元记忆合金，在典型窄滞后Ti50Ni45Cu5形状 记忆合金的基础上，从可以降低马氏体相变温度的元素Fe，Al，Cr，Al、V， Mn，V，Nb中选择降温适中，易控制相变温度，Al和V元素，使Ti50Ni45Cu5窄滞后记忆合金的相变温度降低、使合金在保持窄滞后的基础上、适当降低相变 温度，满足工业产品在0-60℃的记忆产品的要求，同时加入微量的Si元素，细 化晶粒，提高加工性，使合金的加工性能接近二元钛镍记忆合金，具有体温相变 温度、窄滞后、优良加工性能。
该医用钛镍基六元记忆合金至少包含Ti、Ni、Cu、Al、V、Si六种元素，其 中，Ti元素的原子百分比为50％，Ni元素的原子百分比为40～45％，Cu元素的 原子百分比为4～9％，Al元素的原子百分比为0.1～0.5％，V元素的原子百分比为 0.5～1.0，Si元素的原子百分比为0.1～0.3％。
通过Al、V替代Ni可以降低相变温度，Si可以细化晶粒，会大大提高金属 间化合物的可加工性。
还包括杂质元素，杂质元素的原子百分比为≤0.60％。杂质元素包括碳、氮、 氢、氧，且碳元素的原子百分比≤0.08％，氮元素的原子百分比≤0.01％，氢元素的 原子百分比0.01％，氧元素的原子百分比≤0.0.5％。
本发明的另一种技术方案，一种上述医用钛镍基六元记忆合金的制备方法， 将海绵钛、电解镍、电解铜、铝钒合金、铝硅按比例均匀配置成合金料，将合金 料在真空感应炉中熔炼，依次通过锻造、轧制、热处理制造成为合金材料。
本发明的医用钛镍基六元记忆合金的应用可以是板、棒、丝材，以及用这些 材料制备的元件。
实施例1：
采用0级海绵钛Ti、1级电解镍，电解铜，铝钒合金、铝硅合金为原料，经 过感应熔炼后制得合金铸锭，合金锭的原子百分比为：Ti:50％,Ni:42％， Cu:6.2％,Al：0.3％，V:0.80％，Si:0.2％，余量为杂质。铸锭在850℃下进行开坯 锻造，锻成□50mm左右的方棒(即横截面边长为50mm的方棒)，然后在880℃ 下经过多道次轧制成Φ8±0.5mm的线材，最后根据使用要求，拉拔至Φ0.50mm， 矫直处理制得本发明的合金丝材。
测得合金30℃拉伸力学性能参数为：
拉伸强度Rm＝760MPa；屈服强度Rp0.2＝310MPa；延伸率A5＝30.0％；面缩 率Z＝40.0％；
拉伸强度Rm＝770MPa；屈服强度Rp0.2＝350MPa；延伸率A5＝30.0％；面缩 率Z＝43.0％；
800℃*15min/水冷固溶处理后相变温度为：
Mf＝-5℃；Ms＝11℃；As＝15℃；Af＝35℃，相变滞后为4度，延伸率30.0％， 实现了设计要求。

Claims (4)

1.一种医用钛镍基六元记忆合金，其特征在于，所述医用钛镍基六元记忆合金至少包含Ti、Ni、Cu、Al、V、Si六种元素，其中，Ti元素的原子百分比为50％，Ni元素的原子百分比为40～45％，Cu元素的原子百分比为4～9％，Al元素的原子百分比为0.1～0.5％，V元素的原子百分比为0.5～1.0％，Si元素的原子百分比为0.1～0.3％。
2.如权利要求1所述的一种医用钛镍基六元记忆合金，其特征在于，还包括杂质元素，所述杂质元素的原子百分比为≤0.60％。
3.如权利要求2所述的一种医用钛镍基六元记忆合金，其特征在于，所述杂质元素包括碳、氮、氢、氧，且所述碳元素的原子百分比≤0.08％，氮元素的原子百分比≤0.01％，氢元素的原子百分比0.01％，氧元素的原子百分比≤0.0.5％。
4.如权利要求1-3任一所述的医用钛镍基六元记忆合金的制备方法，其特征在于，将海绵钛、电解镍、电解铜、铝钒合金、铝硅按比例均匀配置成合金料，将所述合金料在真空感应炉中熔炼，依次通过锻造、轧制、热处理制造成为合金材料。
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