CN115555529A - CoCr基合金管坯及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及合金加工技术领域，尤其是涉及一种CoCr基合金管坯及其制备方法。CoCr基合金管坯的制备方法，包括如下步骤：对高温精炼处理后的CoCr基合金液进行底吹氩，去除夹杂物，然后进行真空水平连铸，得到连铸坯；再进行打孔成型，得到CoCr基合金管坯；其中，所述底吹氩中，氩气气泡直径为3～6mm；氩气流量Q满足：d_max＝0.35(Q²/g)^0.2。本发明采用真空水平连铸底铸技术进行高温熔体的净化处理，并在冶炼过程中辅以底吹氩，使夹杂物获得充分上浮及捕获，净化后的合金液在水冷结晶器中连续铸造成型为高纯母合金连铸坯，最终通过机加工打孔进行高品质CoCr基合金管坯的制备。

Description

CoCr基合金管坯及其制备方法

技术领域

本发明涉及合金加工技术领域，尤其是涉及一种CoCr基合金管坯及其制备方法。

背景技术

CoCr基合金是一种临床上常用的医用金属材料，由于具有较好的生物相容性及耐蚀性能，更适合制备体内承载条件严苛的长期植入体，比如：心血管支架、膝关节和髋关节替换假体等。其中用于心血管支架的CoCr基合金无缝管，使用规格通常为外径

壁厚0.05～0.3mm，规格细小，夹杂物的存在对其性能影响较普通无缝管产品更为突出，往往大于50μm夹杂物的存在即可导致管壁形成过程出现穿透性缺陷，局部应力集中造成制管失败，而夹杂物往往来源于所采用的母合金管坯，且贯穿于产品制备生命周期始终，严重恶化最终产品的使用性能。因此，在外科植入医用CoCr基合金的使用标准中，如ASTM F90、ISO 5832-5对夹杂物含量均有明确的规定：按照夹杂物评级标准ASTM E45，医用CoCr基合金中不同类型非金属夹杂物含量均不得大于0级。同时，由于CoCr基合金中夹杂物种类主要为CrN、Cr₂O₃及SiO₂等，而且这些夹杂物的生成温度较低，析出温度约在1100～1200℃之间，低温条件下由于合金液粘度高，夹杂物上浮困难，又进一步地增大了高纯CoCr基合金管坯制备难度。因此，为提高合金的纯净度，近年来在纯净化冶炼方面开发了多项新技术，包括：双联/三联冶炼工艺、EBCHR电子束冷床炉技术、CaO/Y₂O₃新型坩埚熔炼技术等，但存在操作工艺复杂、制备成本高的问题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的一个目的在于提供CoCr基合金管坯的制备方法，以解决现有技术中存在的高纯CoCr基合金管坯制坯困难等技术问题。

本发明的另一目的在于提供CoCr基合金管坯，可用于后续心血管支架用无缝管的成品加工。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

CoCr基合金管坯的制备方法，包括如下步骤：

对高温精炼处理后的CoCr基合金液进行底吹氩，去除夹杂物，然后进行真空水平连铸，得到连铸坯；再进行打孔成型，得到CoCr基合金管坯；

其中，所述底吹氩中，氩气气泡直径为3～6mm；氩气流量Q满足：

d_max＝0.35(Q²/g)^0.2；d_max为合金液中气泡生长后的最大直径，g为重力加速度9.8m/s²。

本发明的制备方法中，在真空水平连铸净化的基础上，进一步采取底吹氩气进行提纯。采用一定的底吹氩参数，一方面采用直径细小的气泡，以提高气泡对夹杂物颗粒的俘获概率；另一方面采用较大的氩气流量，增大合金液中的回旋流场分布，促使夹杂物上浮。

在本发明的具体实施方式中，所述底吹氩中，氩气流量为21～25L/min。

在本发明的具体实施方式中，d_max满足：d_b＝0.25d_max；d_b为氩气气泡直径。具体的，d_max为12～24mm。

在本发明的具体实施方式中，所述底吹氩中，透气砖的进气孔直径d_b.in满足：

其中，σ_st为合金液的表面张力，D_n为透气砖直径，Q_g为氩气流量，ρ_st为合金液密度，g为重力加速度9.8m/s²。进一步的，所述透气砖直径D_n为45～55mm，如50mm；在1450～1500℃之间，L605合金液的密度ρ_st为7.2g/cm³。

在本发明的具体实施方式中，所述底吹氩中，透气砖的进气孔直径d_b.in＜r_max；其中，r_max＝2σcosθ/(ρgH)；σ为合金液的表面张力，θ为合金液对透气砖产生的润湿角，ρ为合金液密度，H为合金液深度，g为重力加速度9.8m/s²。

在本发明的具体实施方式中，所述底吹氩的时间为20～30min，所述底吹氩后保温5～6min。以实现合金液中夹杂物的充分上浮。

在本发明的具体实施方式中，所述真空水平连铸中，调控连铸温度、拉坯速度以及冷却速率，使连铸坯在结晶器出口处的表面温度在1150～1200℃。

在本发明的具体实施方式中，在所述真空水平连铸中，根据连铸坯的表面状态进行动态调整，调整连铸工艺参数；调整原则为：在进入连铸阶段后随着结晶器内部环境温度的升高，为避免漏钢现象出现，降低拉坯速度，增大冷却水量，连铸坯在结晶器出口处的表面温度控制在1150～1200℃之间。具体的，降低至起铸拉坯速度的90％，逐渐增大至启铸阶段冷却水量的1.5倍。

在本发明的具体实施方式中，在连铸阶段结束前的5～10min内，根据连铸坯温度适当提高连铸速度或降低冷却水量。以避免连铸坯温度的大幅度降低。

在本发明的具体实施方式中，所述连铸坯的直径为50～60mm。

在本发明的具体实施方式中，所述CoCr基合金为L605合金。进一步的，所述真空水平连铸中，连铸温度为1400～1480℃，循环冷却水5～10t/h，拉坯速度为0.6～1.4m/min。

在本发明的具体实施方式中，所述底吹氩时，合金液的温度为1450～1500℃。

本发明还提供了采用上述任意一种所述CoCr基合金管坯的制备方法制备得到的CoCr基合金管坯。

在本发明的具体实施方式中，所述CoCr基合金管坯的管材直线度≤5mm/500mm，同心度小于0.2mm。

在本发明的具体实施方式中，所述CoCr基合金管坯中尺寸大于50μm的夹杂物含量小于2mg/10kg。

在本发明的具体实施方式中，所述CoCr基合金管坯的夹杂物含量达到0级。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明采用真空水平连铸底铸技术进行高温熔体的净化处理，并在冶炼过程中辅以底吹氩，使夹杂物获得充分上浮及捕获，净化后的合金液在水冷结晶器中连续铸造成型为高纯母合金连铸坯，最终通过机加工打孔进行高品质CoCr基合金管坯的制备；

(2)本发明制备得到的CoCr基合金管坯夹杂物含量达到0级，满足外科植入金属材料ISO 5832-5对管坯夹杂物含量标准要求，可用于后续心血管支架用无缝管的进一步成品加工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的真空连铸+底吹氩工艺原理示意图；

图2为本发明实施例1制备得到的L605管坯夹杂物金相分析图(标尺均为100μm)；

图3为本发明实施例1制备得到的L605管坯实物图；

图4为采用本发明实施例1制备得到的L605管坯杂质得到的中间管的实物图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

CoCr基合金管坯的制备方法，包括如下步骤：

对高温精炼处理后的CoCr基合金液进行底吹氩，去除夹杂物，然后进行真空水平连铸，得到连铸坯；再进行打孔成型，得到CoCr基合金管坯；

其中，所述底吹氩中，氩气气泡直径为3～6mm；氩气流量Q满足：

d_max＝0.35(Q²/g)^0.2；d_max为合金液中气泡生长后的最大直径，g为重力加速度9.8m/s²。

本发明依托于真空水平连铸技术，使冶炼过程中的低密度及大尺寸夹杂物在浮力作用下上浮至合金液表面；而对于合金液中的小尺寸或高比重夹杂物在真空水平连铸的基础上，配合采取底吹氩的技术，使其在底吹氩合金液流场的环流作用及氩气气泡的粘附作用下实现上浮，克服传统冶炼过程中小尺寸或高比重夹杂物上浮困难等问题。充分净化后的合金液通过在熔池底部采用底铸成型的方式，于水冷结晶器中连续凝固成母合金棒材，再进一步通过机加工打孔获得高纯的CoCr基合金管坯。具体工艺原理示意图可参见图1。

本发明的制备方法中，采用一定的底吹氩参数，一方面采用直径细小的气泡，以提高气泡对夹杂物颗粒的俘获概率；另一方面采用较大的氩气流量，增大合金液中的回旋流场分布，促使夹杂物上浮。

由于CoCr基合金中夹杂物种类主要为CrN、Cr₂O₃及SiO₂等，这些夹杂物不同于Al₂O₃、TiO₂等高熔点夹杂物，它们形成温度低，单靠夹杂物自身的上浮比较困难，本发明通过底吹氩的方式促进其上浮。通过大样电解夹杂物含量对比检测，如果只采用真空水平连铸，铸坯中夹杂物含量为3.67mg/10Kg，而如果在此基础上增加底吹氩提纯，可以使铸坯中夹杂物含量降低至2mg/10Kg以下，净化效果明显。

底吹氩过程中，一方面应在合金液中获得更多直径更细小的气泡，以提高气泡对夹杂物的俘获概率，但并不是越小越好，因为气泡的上浮速率随气泡直径的增大而增大，过小的气泡在合金液中不易上浮；另一方面通过提高氩气流量，增大合金液中的回旋流场分布，促使夹杂物上浮，但当气流量超过一定数值后，随着气流量的进一步增大，气泡直径变大，数量减小，对夹杂物的捕捉概率反而降低。氩气气泡根据夹杂物运动轨迹计算，确定有效去除夹杂物的气泡直径为3～6mm。进一步根据上述公式中气泡直径与氩气流量之间的关系确定氩气流量，以促使夹杂物上浮，提高夹杂物被捕获的概率，进而提高纯净度。

在本发明的具体实施方式中，所述底吹氩中，氩气流量为21～25L/min。

如在不同实施方式中，氩气流量可以为21L/min、22L/min、23L/min、24L/min、25L/min等等。

在本发明的具体实施方式中，d_max满足：d_b＝0.25d_max；d_b为氩气气泡直径。具体的，d_max为12～24mm。

在本发明的具体实施方式中，所述底吹氩中，透气砖的进气孔直径d_b.in满足：

其中，σ_st为合金液的表面张力，D_n为透气砖直径，Q_g为氩气流量，ρ_st为合金液密度，g为重力加速度9.8m/s²。进一步的，所述透气砖直径D_n为45～55mm，如50mm；在1450～1500℃之间，L605合金液的密度ρ_st为7.2g/cm³。

根据透气砖进气孔直径与合金液的物性参数及氩气流量之间的关系，得出底吹氩进气孔直径。

在本发明的具体实施方式中，所述透气砖的进气孔位置设置于坩埚底部半径的1/2位置处。

采用上述设置方式，能够进一步增大合金液中的回旋流场分布，促使夹杂物上浮，提高夹杂物被捕获的概率。

在本发明的具体实施方式中，所述底吹氩中，透气砖的进气孔直径d_b.in＜r_max；其中，r_max＝2σcosθ/(ρgH)；σ为合金液的表面张力，θ为合金液对透气砖产生的润湿角，ρ为合金液密度，H为合金液深度，g为重力加速度9.8m/s²。

由于透气砖的使用条件较为苛刻，在透气砖的实际应用过程中，由于合金液深度约0.8～1.2m，静压力大，同时合金液搅拌强度大，经常发生透气砖表面结冷钢渣难以清理干净，容易发生底吹失败现象，通过上述进气孔直径设计要求，能够保证透气砖具有较强的抗钢水渗透能力，钢水不会冲入孔隙内。

在本发明的具体实施方式中，所述底吹氩的时间为20～30min，所述底吹氩后保温5～6min。以实现合金液中夹杂物的充分上浮。进一步的，所述保温的温度为1450～1500℃。

在本发明的具体实施方式中，所述真空水平连铸中，调控连铸温度、拉坯速度以及冷却速率，使连铸坯在结晶器出口处的表面温度在1150～1200℃。

研究发现，连铸成功与否的关键在于是否能保证凝固坯壳以一定的强度和中心液芯的连续性，而由于连铸坯在凝固过程中始终处于运动状态，因此为了获得内部致密、无裂纹的连铸坯，需要对连铸工艺参数进行动态调整与控制。

在本发明的具体实施方式中，在所述真空水平连铸中，根据连铸坯的表面状态进行动态调整，调整连铸工艺参数；调整原则为：在进入连铸阶段后随着结晶器内部环境温度的升高，为避免漏钢现象出现，降低拉坯速度，增大冷却水量，连铸坯在结晶器出口处的表面温度控制在1150～1200℃之间。具体的，降低至起铸拉坯速度的90％，逐渐增大至启铸阶段冷却水量的1.5倍。

在本发明的具体实施方式中，在连铸阶段结束前的5～10min内，根据连铸坯温度提高连铸速度或降低冷却水量。以避免连铸坯温度的大幅度降低。

在本发明的具体实施方式中，所述连铸坯的直径为50～60mm。

在本发明的具体实施方式中，所述CoCr基合金为L605合金。进一步的，所述真空水平连铸中，连铸温度为1400～1480℃，循环冷却水5～10t/h，冷却水的温度为30～45℃，拉坯速度为0.6～1.4m/min。

如在不同实施方式中，所述真空水平连铸中，连铸温度可以为1400℃、1410℃、1420℃、1430℃、1440℃、1450℃、1460℃、1470℃、1480℃等等；循环冷却水的量可以为5t/h、6t/h、7t/h、8t/h、9t/h、10t/h等等；拉坯速度可以为0.6m/min、0.7m/min、0.8m/min、0.9m/min、1m/min、1.1m/min、1.2m/min、1.3m/min、1.4m/min等等。

在实际操作中，在拖坯系统水平牵引作用下，直径

的连铸坯连续从结晶器中拉出。拖坯系统即上下两个反方向旋转的压力辊，通过与铸坯之间产生的摩擦力带动铸坯向前运动，在连铸坯持续运动过程中，驱动力克服与之反向的钢水静压力引起的摩擦阻力和抽吸阻力、铸坯自重引起的摩擦阻力、辊道的摩擦阻力及钢水凝固的粘滞阻力等。此外随着出坯长度的增加，铸坯与辊道之间的摩擦阻力增大，为防止铸坯因此导致的打滑现象发生，根据产品尺寸要求进行连铸坯在线切割，切割机需通过同步电机控制，与铸坯水平运动速度及方向保持一致。

在本发明的具体实施方式中，所述合金液的制备包括：根据合金元素组成配料，在真空度小于5Pa条件下提高功率至150～200kW进行快速熔化；全熔后升温至1550～1580℃保温精炼，在精炼期加入微量元素，搅拌均匀；再升温至合金熔点以上150～200℃，降低真空度至3Pa以下，加入脱氧剂，进行置换反应形成氧化物浮渣。

在实际操作中，依据合金成分优选冶炼用原材料，原材料纯度大于99.9％，并在装炉前对原材料表面进行机械打磨及超声波清洗，去除表面氧化皮及杂质。按照元素组成比例进行合金化配料，在原材料装炉后进行抽空、送电加热，在真空度低于50Pa时采取50～100KW保温功率进行送电，避免造成原材料表面氧化；在炉内真空度低于5Pa时开始加大保温功率至150～200KW快速熔化合金料，完成合金化。全熔后升温至合金液1550～1580℃保温开始精炼，在精炼阶段：一是进行活性及微量元素的二次添加，通过在线成分检测确保高温熔体成分满足合金元素技术要求；二是进行有害气体及杂质元素的脱除，通常在精炼阶段将合金液加热至合金熔点以上150～200℃，真空度降低至3Pa以下，使熔体中固溶的(O、N)通过发生过饱和生成O₂和N₂而挥发排出；其次加入脱氧剂，通过合金元素与脱氧剂之间发生的置换化学反应，减小合金中有害气体元素(O、N、S)含量，提高合金液纯度。

在本发明的具体实施方式中，所述底吹氩时，合金液的温度为1450～1500℃。

在实际操作中，按照CoCr基管坯的规格要求，采用机加工方式进行打孔成型。成型后，对其夹杂物含量分别采用大样电解和金相分析的方法进行管坯纯净度评估。

本发明还提供了采用上述任意一种所述CoCr基合金管坯的制备方法制备得到的CoCr基合金管坯。

在本发明的具体实施方式中，所述CoCr基合金管坯的管材直线度≤5mm/500mm，同心度小于0.2mm。

在本发明的具体实施方式中，所述CoCr基合金管坯中尺寸大于50μm的夹杂物含量小于2mg/10kg。

在本发明的具体实施方式中，所述CoCr基合金管坯的夹杂物含量达到0级。

实施例1

本实施例提供了L605合金管坯的制备方法，在800kg真空水平连铸设备上进行

母合金，将获得的母合金进一步通过机加工打孔的方式进行L605管坯制备，并将加工后的管坯进行合金成分及夹杂物含量分析，具体包括如下步骤：

(1)原材料优选：根据L605合金元素组成，优选出纯度大于99.9％的原材料Co、Cr、Ni、W放入坩埚中，微量原材料C、Mn等放入二次加料斗在冶炼中后期加入。

(2)合金化：完成坩埚装料后，采用小功率50KW送电、并开始抽真空，随着真空度的提升，不断增大保温功率至100KW，在真空度小于5Pa时加大保温功率至150～200KW进行合金料的快速熔化，在液面达到100％时合金化完成。

(3)高温精炼：首先通过真空炉的二次加料漏斗在精炼期加入C、Mn等微量元素，大功率搅拌使元素分布均匀。其次是对合金熔体中有害气体及杂质元素进行脱除，通过将合金熔体温度提高至合金熔点以上150～200℃，真空度降低至0.5Pa以下，降低有害气体元素O、N在熔体的固溶度，使其发生过饱和而析出；另外通过加入一些与O、N、S亲和力较强的脱氧剂，如Mg、Ba和Ca等，通过置换反应形成氧化物浮渣，并进一步通过电磁搅拌促使熔体中的氧化物和氮化物夹杂上浮。

(4)底吹氩：精炼结束后降温至1450～1500℃之间开始进行底吹氩提纯，根据合金液中夹杂物运动轨迹计算，有效去除合金液中的夹杂物的气泡尺寸直径为3～6mm(通过进气孔直径、氩气流量等进行控制)，根据氩气气泡直径与氩气流量之间公式(1)、公式(2)计算，确定底吹氩氩气流量范围Q为21～25L/min之间。之后将氩气流量Q、透气砖直径Dn带入公式(3)中，对透气砖进气孔直径进行估算。

d_b＝0.25d_max (1)

d_max＝0.35(Q²/g)^0.2 (2)

式中：d_b为氩气气泡直径3～6mm，d_max为合金液中气泡生长后的最大直径12～24mm，Q及Q_g为氩气流量；σ_st为合金液的表面张力，D_n为透气砖直径50mm，ρ_st为合金液密度，在1450～1500℃之间，L605合金液密度约为7.2g/cm³，g为重力加速度9.8m/s²，d_b.in为透气砖的进气孔直径。

为了保证底吹氩过程中透气砖漏气不漏钢，透气砖进气孔直径的设置，应满足钢水的静压力P静大于透气砖狭缝对钢水的附加压力P附(即毛细管张力)，因此透气砖进气孔尺寸应满足公式(4)，对于800mm深的钢水来说，底吹氩透气砖进气孔直径最大不超过0.2mm，而随着钢水深度的进一步增大，最大孔隙直径r_max更小。

r_max＝2σcosθ/(ρgH) (4)

式中：σ为合金液的表面张力，θ为合金液对透气砖产生的润湿角，ρ为合金液密度，H为合金液深度，g为重力加速度9.8m/s²。

在上述底吹氩工艺参数确定后，进行底吹氩提纯，持续吹氩20～30min后，在1450～1500℃温度条件下保温5min，实现合金液夹杂物的充分上浮。

(5)连铸工艺参数调整与控制：充分净化后合金液经过坩埚底部的水冷结晶器凝固成型，连铸成功的关键在于是否能保证凝固坯壳一定的强度和中心液芯的连续性，根据L605合金的凝固特性确定其连铸工艺参数如下：连铸温度1400～1480℃、循环冷却水5～10t/h，冷却水的温度为30～45℃(如35℃)，拉坯速度0.6～1.4m/min连续出坯。由于连铸坯始终处于动态变化过程中，需要实时根据连铸坯的表面状态进行动态调整与控制，连铸工艺参数调整原则为：在进入连铸阶段后随着结晶器内部环境温度的升高，为避免漏钢现象出现，降低拉坯速度(降低至起铸拉坯速度的90％)，增大冷却水量(逐渐增大至启铸阶段冷却水量的1.5倍)，此阶段连铸坯在结晶器出口处的表面温度控制在1150～1200℃之间，并实时监控连铸过程的状态参数，一旦有大范围的波动立即采取停坯重启的补救措施；在连铸末期(连铸阶段结束前的5～10min)，根据连铸坯温度适当提高连铸速度或降低冷却水量，避免铸坯温度的大幅度降低。

(6)拖坯方式及连铸坯尺寸控制：凝固成型的连铸坯在拖坯系统上下两个反方向旋转的压力辊与铸坯之间产生的摩擦力带动作用下向前运动，并按照一定的拉坯速度移出至结晶器外。随着出坯长度的增加，铸坯与辊道之间的摩擦阻力增大，为了防止铸坯打滑现象发生，根据产品尺寸要求进行连铸坯的在线切割，切割机需通过同步电机控制，与铸坯水平运动速度及方向保持一致。

(7)机加工成型：将获得的高品质L605合金连铸坯，按照医用CoCr基管坯的规格要求进行机加工打孔成型，机加工L605合金管坯规格：外径

壁厚5～10mm，长度500±5mm，管材直线度≤5mm/500mm。

完成高品质L605管坯的制备过程，所获得的L605管坯成分如表1所示：主元素成分符合国际上针对外科植入金属材料CoCrW合金ISO 5832-5标准要求，而且具有较低的有害及杂质元素含量。

表1L605管坯元素含量(wt％)

元素

C

Mn

Si

P

S

Cr

技术要求

0.05～0.15

1～2

≤0.2

≤0.04

≤0.03

19～21

实测值

0.11

1.59

0.025

＜0.001

0.0009

20.06

元素

Ni

W

Fe

O

Co

技术要求

9～11

14～16

≤3

≤0.001

余

实测值

10.16

14.83

＜0.5

0.0004

余

采用大样电解的检测方法对所制备的L605管坯进行夹杂物含量检测，检测结果如表2所示：本发明通过采取真空水平连铸技术+底吹氩提纯的净化熔炼措施，熔体中的夹杂物在浮力和合金液环流的作用下得到了充分上浮，管坯中尺寸大于50μm的夹杂物含量均小于2mg/10kg。

表2L605管坯大样电解夹杂物含量

对于L605管坯中尺寸小于50μm的小尺寸夹杂物含量，采用金相观察的方法对上述编号1#～5#管坯，夹杂物含量金相观察，结果如图2所示：夹杂物最大尺寸，为2.5μm，因此根据夹杂物宽度评为细系；夹杂物基本全部为氧化物，除Al、Mg、Ca外，还包含Si，因此在区分夹杂物类别时，分别按照氧化物类和硅酸盐类进行评级。按照ASTM E45-1997钢中夹杂物含量的评定方法进行管坯夹杂物含量评级，评级结果如表3所示：采用本发明所获得L605管坯夹杂物含量达到0级，满足外科植入金属材料ISO 5832-5对管坯夹杂物含量标准要求。

表3L605管坯夹杂物含量金相分析

夹杂物类别	A类	B类	C类	D类	DS类
						级别	0级	0级	0级	0级	0级

采用本发明的方法制备的L605管坯(以3#管坯为例)如图3所示：外径

壁厚7±0.3mm，长度500±5mm，管材直线度≤5mm/500mm，同心度小于0.2mm。经过10余道次的轧制变形后，获得外径8mm，壁厚0.5mm的中间管，如图4所示：中间管室温力学性能(σ_b：1227MPa；σ_0.2:632MPa；δ:57.5％)，远超于外科植入金属材料ISO5832-5 2005标准管坯力学性能要求σ_b≥860MPa；σ_0.2≥310MPa；δ≥30％，满足最终心血管支架制备需求。

比较例1

比较例1参考实施例1的方法，区别在于：底吹氩参数不同。

比较例1的底吹氩参数如下：精炼结束后降温至1460±10℃开始进行底吹氩提纯，底吹氩透气砖直径50mm，进气孔直径控制为0.16mm，通过控制氩气流量为20L/min，得到氩气气泡为2mm。在上述底吹氩工艺参数条件下，比较例1制得的L605管坯中尺寸小于50μm的小尺寸夹杂物最大尺寸3.8μm，按照ASTM E45-1997钢中夹杂物含量的评定方法进行管坯夹杂物含量评级，夹杂物含量达到0.5级，不满足外科植入金属材料ISO 5832-5对管坯夹杂物含量标准要求。

比较例2

比较例2参考实施例1的方法，区别在于：真空水平连铸参数不同。

比较例2的真空水平连铸参数如下：连铸温度1490℃、循环冷却水4t/h，拉坯速度0.8m/min连续出坯。由于在比较例2中，连铸温度较高，冷却水量较小，因此在铸坯的凝固过程中由于冷却能力不够，比较例2制得的L605管坯中存在明显的疏松，由于管坯内部不致密，所制备的管坯不能满足直接轧制变形的冶金质量要求，在进一步的轧制变形过程中，管坯容易出现轧制裂纹、甚至发生管坯断裂。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本，领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.CoCr基合金管坯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

对高温精炼处理后的CoCr基合金液进行底吹氩，去除夹杂物，然后进行真空水平连铸，得到连铸坯；再进行打孔成型，得到CoCr基合金管坯；

其中，所述底吹氩中，氩气气泡直径为3～6mm；氩气流量Q满足：

d_max＝0.35(Q²/g)^0.2；d_max为合金液中气泡生长后的最大直径，g为重力加速度9.8m/s²。

2.根据权利要求1所述的CoCr基合金管坯的制备方法，其特征在于，所述底吹氩中，氩气流量为21～25L/min；

和/或，d_max满足：d_b＝0.25d_max；d_b为氩气气泡直径。

3.根据权利要求1所述的CoCr基合金管坯的制备方法，其特征在于，所述底吹氩中，透气砖的进气孔直径d_b.in满足：

其中，σ_st为合金液的表面张力，D_n为透气砖直径，Q_g为氩气流量，ρ_st为合金液密度，g为重力加速度9.8m/s²；

优选的，所述透气砖直径D_n为45～55mm。

4.根据权利要求1所述的CoCr基合金管坯的制备方法，其特征在于，所述底吹氩中，透气砖的进气孔直径d_b.in＜r_max；其中，r_max＝2σcosθ/(ρgH)；σ为合金液的表面张力，θ为合金液对透气砖产生的润湿角，ρ为合金液密度，H为合金液深度，g为重力加速度9.8m/s²。

5.根据权利要求1所述的CoCr基合金管坯的制备方法，其特征在于，所述底吹氩的时间为20～30min，所述底吹氩后保温5～6min；

优选的，所述保温的温度为1450～1500℃。

6.根据权利要求1所述的CoCr基合金管坯的制备方法，其特征在于，所述真空水平连铸中，调控连铸温度、拉坯速度以及冷却速率，使连铸坯在结晶器出口处的表面温度在1150～1200℃。

7.根据权利要求1所述的CoCr基合金管坯的制备方法，其特征在于，所述CoCr基合金为L605合金；

优选的，所述真空水平连铸中，连铸温度为1400～1480℃，循环冷却水5～10t/h，拉坯速度为0.6～1.4m/min。

8.根据权利要求7所述的CoCr基合金管坯的制备方法，其特征在于，所述底吹氩时，合金液的温度为1450～1500℃。

9.采用权利要求1～8任一项所述的CoCr基合金管坯的制备方法制备得到的CoCr基合金管坯。

10.根据权利要求9所述的CoCr基合金管坯，其特征在于，所述CoCr基合金管坯的管材直线度≤5mm/500mm，同心度小于0.2mm；

和/或，所述CoCr基合金管坯中尺寸大于50μm的夹杂物含量小于2mg/10kg；

和/或，所述CoCr基合金管坯的夹杂物含量为0级。

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