CN1792339A - 易取出式NiTi合金骨科固定器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
易取出式NiTi合金骨科固定器的制造方法，本发明涉及一种NiTi合金骨科固定器的制造方法。本发明解决了现有NiTi合金骨科固定器植入人体内不会回复到易取出形状问题。它由以下步骤完成：预处理、淬火处理：将原子比为Ni∶Ti＝0.92∶1～1.08∶1的NiTi合金材料在780～830℃淬火处理；热机械处理：使NiTi合金材料每道次变形的应变量为0.20～0.30；双程形状记忆处理：使NiTi合金材料获得双程形状记忆值为0.005～0.05；切割成型、化学抛光处理、植入人体前的冷却处理：温度为－6～10℃；取出前的冷却处理：温度为－6～10℃。由本发明制成的NiTi合金骨科固定器易从人体内取出。
Description
技术领域
本发明涉及一种NiTi合金骨科固定器的制造方法，具体涉及一种易取出式NiTi合金骨科固定器的制造方法。
背景技术
NiTi合金得以在生物医学领域中广泛应用，不仅在于其单纯的生物相容性，更重要的是在于它能够容感知和驱动于一体。目前的NiTi合金骨科固定器的工作原理多利用形状记忆效应，在低温马氏体状态时，NiTi合金骨科固定器质地较软，可随意改变其形状，变形后置入人体内处于37℃左右的环境中，NiTi合金骨科固定器会自动迅速恢复到原来未变形时(即加工定型后)的形状，并立即变得坚硬，从而完成对骨骼的固定或矫正治疗，而且该NiTi合金骨科固定器不会因骨质愈合及人体运动而造成松动；同时还可大大缩短骨折或骨矫形的愈合周期。但是，NiTi合金骨科固定器在人体内若长时间放置会对人体产生一些不良影响，所以在治疗结束后需要把NiTi合金骨科固定器移出人体外。由于目前使用的NiTi合金骨科固定器只具有单程形状记忆效应，NiTi合金骨科固定器在人体内冷却到马氏体温度以后，不会回复到易于取出的形状，使得NiTi合金骨科固定器的取出异常困难，取出时给患者带来很大痛苦，例如专利公开号为CN86103727A的医用高强度合金矫形棒，专利号为ZL 91232887.8的形状记忆合金框架式管状骨内固定器和专利号为ZL 90211525.1的医用形状记忆合金内固定钉等都只具有单程形状记忆效应，不能满足NiTi合金骨科固定器取出时的要求。
发明内容
本发明的目的是为解决目前所使用的NiTi合金骨科固定器由于只具有单程形状记忆效应，在使用中存在NiTi合金骨科固定器植入人体内冷却到马氏体温度以后，不会回复到易于取出的形状，使得NiTi合金骨科固定器的取出异常困难，给患者带来很大痛苦的问题而提出一种易取出式NiTi合金骨科固定器的制造方法。它由以下步骤完成：a、预处理步骤：采用水冷铜坩埚真空感应炉熔炼法，以纯度为99.7％的海绵钛和纯度为99.9％的电解镍板为原料，在真空条件下进行熔炼，制成原子比为Ni∶Ti＝0.92∶1～1.08∶1的NiTi合金铸锭，NiTi合金铸锭中的杂质原子百分含量为：H≤0.003％、C≤0.050％、O≤0.050％，NiTi合金铸锭经退火处理，退火温度为850±10℃，处理时间为12h，再在750～900℃温度范围内进行锻造，在温度为800～850℃之间进行每道次变形量为0.25的轧制处理，最后再进行退火处理，退火温度为700±10℃，退火时间为15min，获得厚度为3～5mm的NiTi合金板材或型材；b、淬火处理：将a步骤获得的原子比为Ni∶Ti＝0.92∶1～1.08∶1的NiTi合金材料进行淬火处理，淬火温度为780～830℃，使NiTi合金材料中的马氏体转变为奥氏体的终了温度Af低于30℃；c、热机械处理：在室温条件下对NiTi合金材料进行低温热机械处理，NiTi合金材料每道次变形的应变量在0.20～0.30之间，每次变形方向相同，中间退火温度为680～730℃，退火时间为15～20min；d、双程形状记忆处理：将经c步骤处理过的NiTi合金材料在430±10℃范围内进行动态时效热机械循环处理，使NiTi合金材料的完全应变值在0.06～0.09之间，时效处理时间为10～60min，时效处理循环次数为4～6次，获得双程形状记忆值在0.005～0.05之间；e、切割成型：将经d步骤处理过的NiTi合金材料沿变形方向进行切割成型制成NiTi合金骨科固定器；f、化学抛光处理；将所制成的NiTi合金骨科固定器放到摩尔比为HF∶HNO3∶H2O2＝1∶3∶6的HF+HNO3+H2O2的混合溶液中进行化学抛光处理，去除NiTi合金骨科固定器的表面氧化物；g、植入人体前的冷却处理：将经f步骤处理过的NiTi合金骨科固定器在植入人体前进行冷却处理，冷却处理温度为-6～10℃；h、在人体内取出前的冷却处理：在人体内取出之前对NiTi合金骨科固定器进行冷却处理，冷却处理温度为-6～10℃。
本发明具有以下有益效果：一、本发明通过对NiTi合金骨科固定器的热机械循环训练，使NiTi合金骨科固定器具有双程形状记忆效应，在治疗结束后对植入患者体内的NiTi合金骨科固定器进行冷却并使其温度降低到马氏体转变温度以下，使NiTi合金骨科固定器发生形状回复，失去对骨骼的紧固作用，达到易于取出人体外的状态，取出时使患者痛苦小，并可有效弥补市场上使用的NiTi合金骨科固定器取出困难的缺点。二、本发明的制造方法主要是利用热机械循环和应变时效产生的双程形状记忆效应，使NiTi合金骨科固定器的双程形状记忆应变值在0.005～0.05之间，其残余应变小，NiTi合金骨科固定器由于具有稳定的双程形状记忆效应，可保证NiTi合金骨科固定器在使用状态时产生连续的抱合力，实现对骨骼的良好固定或矫正，并且易于取出人体外。三、本发明具有制造方法简单、容易操作的优点，由本方法制造的NiTi合金骨科固定器植入人体内易于取出，采用该制造方法可制造出加压骑缝钉、聚髌器、加压接骨器、环抱内固定器和框架式内固定器等NiTi合金骨科固定器。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的易取出式NiTi合金骨科固定器的制造方法由以下步骤完成：a、预处理步骤：采用水冷铜坩埚真空感应炉熔炼法，以纯度为99.7％的海绵钛和纯度为99.9％的电解镍板为原料，在真空条件下进行熔炼，制成原子比为Ni∶Ti＝0.92∶1～1.08∶1的NiTi合金铸锭，NiTi合金铸锭中的杂质原子百分含量为：H≤0.003％、C≤0.050％、O≤0.050％，NiTi合金铸锭经退火处理，退火温度为850±10℃，处理时间为12h，再在750～900℃温度范围内进行锻造，在温度为800～850℃之间进行每道次变形量为0.25的轧制处理，最后再进行退火处理，退火温度为700±10℃，退火时间为15min，获得厚度为3～5mm的NiTi合金板材或型材；b、淬火处理：将a步骤获得的原子比为Ni∶Ti＝0.92∶1～1.08∶1的NiTi合金材料进行淬火处理，淬火温度为780～830℃，使NiTi合金材料中的马氏体转变为奥氏体的终了温度Af低于30℃；c、热机械处理：在室温条件下对NiTi合金材料进行低温热机械处理，NiTi合金材料每道次变形的应变量在0.20～0.30之间，每次变形方向相同，中间退火温度为680～730℃，退火时间为15～20min；d、双程形状记忆处理：将经c步骤处理过的NiTi合金材料在430±10℃范围内进行动态时效热机械循环处理，使NiTi合金材料的完全应变值在0.06～0.09之间，时效处理时间为10～60min，时效处理循环次数为4～6次，获得双程形状记忆值在0.005～0.05之间；e、切割成型：将经d步骤处理过的NiTi合金材料沿变形方向进行切割成型制成NiTi合金骨科固定器；f、化学抛光处理；将所制成的NiTi合金骨科固定器放到摩尔比为HF∶HNO3∶H2O2＝1∶3∶6的HF+HNO3+H2O2的混合溶液中进行化学抛光处理，去除NiTi合金骨科固定器的表面氧化物；g、植入人体前的冷却处理：将经f步骤处理过的NiTi合金骨科固定器在植入人体前进行冷却处理，冷却处理温度为-6～10℃；h、在人体内取出前的冷却处理：在人体内取出之前对NiTi合金骨科固定器进行冷却处理，冷却处理温度为-6～10℃。将NiTi合金铸锭进行预处理，所制成的NiTi合金板材或型材具有较高的强度和刚度。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式的a步骤中，将原子比为Ni∶Ti＝1.03∶1，杂质原子百分含量为：H：0.002％、C：0.030％、O：0.025％的NiTi合金铸锭进行退火处理和锻造处理，退火温度为850℃，锻造温度为780℃，再在温度为830℃时进行每道次变形量为0.25的轧制处理，最后再进行退火处理，退火温度为700℃，获得厚度为4mm的NiTi合金板材或型材。采用上述技术参数对NiTi合金铸锭进行预处理，可保证所制成的NiTi合金板材或型材具有高的强度和刚度。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式的b步骤中，将原子比为Ni∶Ti＝1.03∶1的NiTi合金材料进行淬火处理，淬火温度为800℃，使NiTi合金材料中的马氏体转变为奥氏体的终了温度Af低于30℃。将近等原子比的NiTi合金材料在此温度下进行淬火处理，使NiTi合金材料具有合乎要求的特征转变温度，即使NiTi合金材料中的奥氏体转变为马氏体的初始温度Ms＝-6～10℃，奥氏体转变为马氏体的终了温度Mf＝-22～0℃，马氏体逆转变为奥氏体的初始温度As＝2～25℃，马氏体逆转变为奥氏体的终了温度Af＝12～30℃。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式的c步骤中，NiTi合金材料每道次变形的应变量为0.25，中间退火温度为700℃，退火时间为20min。将经淬火处理过的NiTi合金材料进行中间退火处理，使NiTi合金材料内部组织均匀一致。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式的d步骤中，将经c步骤处理过的NiTi合金材料在温度为430℃时进行动态时效热机械循环处理，使NiTi合金材料的完全应变值为0.08，时效处理时间为30min，时效处理循环次数为5次，获得双程形状记忆值为0.007。采用上述技术参数，将NiTi合金材料进行动态时效热机械循环处理，可使NiTi合金材料获得双程形状记忆值为0.007的双程形状记忆效应。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式的e步骤中，将经d步骤处理过的NiTi合金材料沿变形方向进行电火花切割成型制成NiTi合金骨科固定器。采用电火花切割NiTi合金材料，其工艺简单，容易操作。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式的g步骤中，NiTi合金骨科固定器植入人体前的冷却处理温度为-4℃。在此温度下对要植入人体内的NiTi合金骨科固定器进行冷却，可使其达到易植入人体内的形状。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式的h步骤中，NiTi合金骨科固定器从人体内取出前的冷却处理温度为-4℃。在此温度下对已植入人体内的NiTi合金骨科固定器进行冷却，可使其达到易从人体内取出的形状。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式的e步骤中，所述的NiTi合金骨科固定器是加压骑缝钉或聚髌器或加压接骨器或环抱内固定器或框架式内固定器。由上述列举可知，由该制造方法可制造出各种骨科固定器。
具体实施方式十：本实施方式的易取出式NiTi合金骨科固定器的制造方法由以下步骤完成：a、预处理步骤：采用水冷铜坩埚真空感应炉熔炼法，以镍钛合金丝为原料，其中海绵钛的纯度为99.7％、镍的纯度为99.9％，在真空条件下进行熔炼，制成原子比为Ni∶Ti＝1.03∶1的NiTi合金丝铸锭，NiTi合金丝铸锭中的杂质原子百分含量为：H≤0.003％、C≤0.050％、O≤0.050％，NiTi合金丝铸锭经退火处理，退火温度为850℃，处理时间为12h，再在800℃温度下进行锻造，在温度为830℃时进行每道次变形量为0.25的轧制处理，最后再进行退火处理，退火温度为700℃，退火时间为15min，获得直径为2mm的NiTi合金丝；b、淬火处理：将由a步骤获得的直径为2mm、原子比为Ni∶Ti＝1.03∶1的NiTi合金丝进行淬火处理，淬火温度为800℃，使NiTi合金丝中的奥氏体转变为马氏体的初始温度Ms＝-4℃，奥氏体转变为马氏体的终了温度Mf＝-20℃，马氏体逆转变为奥氏体的初始温度As＝4℃，马氏体逆转变为奥氏体的终了温度Af＝15℃；c、热机械处理：在室温条件下对NiTi合金丝进行低温热机械处理，NiTi合金丝每道次变形的应变量为0.25，每次变形方向相同，中间退火温度为700℃，退火时间为20min；d、双程形状记忆处理：将经c步骤处理后的NiTi合金丝在温度为430℃时进行动态时效热机械循环处理，使NiTi合金丝的完全应变值为0.08，时效处理时间为30min，时效处理循环次数为6次，获得双程形状记忆值为0.007；e、热激活定型处理：将经d步骤处理过的NiTi合金丝处理成在人体内工作时的骑缝针形状；f、化学抛光处理；将所制成的NiTi合金骑缝针放到摩尔比为HF∶HNO3∶H2O2＝1∶3∶6的HF+HNO3+H2O2的混合溶液中进行化学抛光处理；g、植入人体前的冷却处理：将经f步骤处理过的NiTi合金骑缝针在植入人体前在冰水中进行冷却处理，并在冰水中使用很小的力使NiTi合金骑缝钉变形到易于植入人体内的形状；h、在人体内取出前的冷却处理；在人体内取出之前对NiTi合金骑缝钉进行冷却处理，冷却处理温度为-4℃。植入人体内的NiTi合金骑缝钉在人体体温的作用下，NiTi合金骑缝钉会自动恢复到变形前的形状，对骨骼产生紧固力作用，达到治疗的目的，治疗结束后，只需在人体外对NiTi合金骑缝钉进行冷却处理，它就会自动发生形状回复，紧固力去除，使其容易从人体内取出。
具体实施方式十一：本实施方式的易取出式NiTi合金骨科固定器的制造方法由以下步骤完成：a、预处理步骤：采用水冷铜坩埚真空感应炉熔炼法，以镍钛合金丝为原料，其中海绵钛的纯度为99.7％、镍的纯度为99.9％，在真空条件下进行熔炼，制成原子比为Ni∶Ti＝1.01∶1的NiTi合金丝铸锭，NiTi合金丝铸锭中的杂质原子百分含量为：H≤0.003％、C≤0.050％、O≤0.050％，NiTi合金丝铸锭经退火处理，退火温度为850℃，处理时间为12h，再在800℃温度下进行锻造，在温度为830℃时进行每道次变形量为0.25的轧制处理，最后再进行退火处理，退火温度为700℃，退火时间为15min，获得直径为2mm的NiTi合金丝；b、淬火处理：将由a步骤获得的直径为2mm、原子比为Ni∶Ti＝1.01∶1的NiTi合金丝进行淬火处理，淬火温度为800℃，使NiTi合金丝中的奥氏体转变为马氏体的初始温度Ms＝10℃，奥氏体转变为马氏体的终了温度Mf＝-2℃，马氏体逆转变为奥氏体的初始温度As＝16℃，马氏体逆转变为奥氏体的终了温度Af＝28℃；c、热机械处理：在室温条件下对NiTi合金丝进行低温热机械处理，NiTi合金丝每道次变形的应变量为0.25，每次变形方向相同，中间退火温度为700℃，退火时间为20min；d、双程形状记忆处理：将经c步骤处理后的NiTi合金丝在温度为430℃时进行动态时效热机械循环处理，使NiTi合金丝的完全应变值为0.08，时效处理时间为30min，时效处理循环次数为6次，获得双程形状记忆值为0.0125；e、热激活定型处理：将经d步骤处理过的NiTi合金丝处理成在人体内工作时的骑缝针形状；f、化学抛光处理；将所制成的NiTi合金骑缝针放到摩尔比为HF∶HNO3∶H2O2＝1∶3∶6的HF+HNO3+H2O2的混合溶液中进行化学抛光处理；g、植入人体前的冷却处理：将经f步骤处理过的NiTi合金骑缝针在植入人体前在冰水中进行冷却处理，并在冰水中使用很小的力使NiTi合金骑缝钉变形到易于植入人体内的形状；h、在人体内取出前的冷却处理；在人体内取出之前对NiTi合金骑缝钉进行冷却处理，冷却处理温度为10℃。植入人体内的NiTi合金骑缝钉在人体体温的作用下，NiTi合金骑缝钉会自动恢复到变形前的形状，对骨骼产生紧固力作用，达到治疗的目的，治疗结束后，只需在人体外对NiTi合金骑缝钉进行冷却处理，冷却温度为10℃，它就会自动发生形状回复，紧固力去除，使其容易从人体内取出。
具体实施方式十二：本实施方式的易取出式NiTi合金骨科固定器的制造方法由以下步骤完成：a、预处理步骤：采用水冷铜坩埚真空感应炉熔炼法，以镍钛合金丝为原料，其中海绵钛的纯度为99.7％、镍的纯度为99.9％，在真空条件下进行熔炼，制成原子比为Ni∶Ti＝1.04∶1的NiTi合金丝铸锭，NiTi合金丝铸锭中的杂质原子百分含量为：H≤0.003％、C≤0.050％、O≤0.050％，NiTi合金丝铸锭经退火处理，退火温度为800℃，处理时间为12h，再在850℃温度下进行锻造，在温度为830℃时进行每道次变形量为0.25的轧制处理，最后再进行退火处理，退火温度为700℃，退火时间为15min，获得直径为2mm的NiTi合金丝；b、淬火处理：将由a步骤获得的直径为2mm、原子比为Ni∶Ti＝1.04∶1的NiTi合金丝进行淬火处理，淬火温度为800℃，使NiTi合金丝中的奥氏体转变为马氏体的初始温度Ms＝-6℃，奥氏体转变为马氏体的终了温度Mf＝-22℃，马氏体逆转变为奥氏体的初始温度As＝2℃，马氏体逆转变为奥氏体的终了温度Af＝14℃；c、热机械处理：在室温条件下对NiTi合金丝进行低温热机械处理，NiTi合金丝每道次变形的应变量为0.25，每次变形方向相同，中间退火温度为700℃，退火时间为20min；d、双程形状记忆处理：将经c步骤处理后的NiTi合金丝在温度为430℃时进行动态时效热机械循环处理，使NiTi合金丝的完全应变值为0.08，时效处理时间为30min，时效处理循环次数为6次，获得双程形状记忆值为0.033；e、热激活定型处理：将经d步骤处理过的NiTi合金丝处理成在人体内工作时的骑缝针形状；f、化学抛光处理；将所制成的NiTi合金骑缝针放到摩尔比为HF∶HNO3∶H2O2＝1∶3∶6的HF+HNO3+H2O2的混合溶液中进行化学抛光处理；g、植入人体前的冷却处理：将经f步骤处理过的NiTi合金骑缝针在植入人体前进行冷却处理，冷却处理温度为-6℃，在此温度下使用很小的力使NiTi合金骑缝钉变形到易于植入人体内的形状；h、在人体内取出前的冷却处理；在人体内取出之前对NiTi合金骑缝钉进行冷却处理，冷却处理温度为-6℃。植入人体内的NiTi合金骑缝钉在人体体温的作用下，NiTi合金骑缝钉会自动恢复到变形前的形状，对骨骼产生紧固力作用，达到治疗的目的，治疗结束后，只需在人体外对NiTi合金骑缝钉进行冷却处理，冷却处理温度为-6℃，它就会自动发生形状回复，紧固力去除，使其容易从人体内取出。
具体实施方式十三：本实施方式的易取出式NiTi合金骨科固定器的制造方法由以下步骤完成：a、预处理步骤：采用水冷铜坩埚真空感应炉熔炼法，以纯度为99.7％的海绵钛和纯度为99.9％的电解镍板为原料，在真空条件下进行熔炼，制成原子比为Ni∶Ti＝1.03∶1的NiTi合金铸锭，NiTi合金铸锭中的杂质原子百分含量为：H≤0.003％、C≤0.050％、O≤0.050％，NiTi合金铸锭经退火处理，退火温度为800℃，处理时间为12h，再在850℃温度下进行锻造，在温度为830℃下进行每道次变形量为0.25的轧制处理，最后再进行退火处理，退火温度为700℃，退火时间为15min，获得厚度为1.2mm的NiTi合金板材或型材；b、淬火处理：将厚度为1.2mm、原子比为Ni∶Ti＝1.03∶1的NiTi合金板进行淬火处理，淬火温度为800℃，使NiTi合金丝中的奥氏体转变为马氏体的初始温度Ms＝-4℃，奥氏体转变为马氏体的终了温度Mf＝-20℃，马氏体逆转变为奥氏体的初始温度As＝4℃，马氏体逆转变为奥氏体的终了温度Af＝15℃；c、热机械处理：在室温条件下对NiTi合金板进行低温热机械处理，NiTi合金板每道次变形的应变量为0.25，每次变形方向相同，中间退火温度为700℃，处理时间为20min；d、切割成型：将经c步骤处理过的NiTi合金板沿轧制变形方向进行电火花切割成形，然后采用脉冲加热方式，脉冲电流为0～30A，通电时间为1～10min，制成NiTi合金框架式内固定器；e、双程形状记忆处理：将经d步骤处理过的NiTi合金框架式内固定器在温度为430℃的条件下进行应变时效处理，使NiTi合金框架式内固定器的完全应变值为0.06，时效处理时间为60min，时效处理循环次数为6次，获得双程形状记忆值为0.0075～0.008；f、化学抛光处理；将所制成的NiTi合金框架式内固定器放到摩尔比为HF∶HNO3∶H2O2＝1∶3∶6的HF+HNO3+H2O2的混合溶液中进行化学抛光处理，使NiTi合金框架式内固定器获得合乎植入人体内使用环境的形状和表面状态；g、植入人体前的冷却处理：在NiTi合金框架式内固定器植入人体前，需要使NiTi合金框架式内固定器弧形环爪部分在冰水中(冰水的温度为-4℃)拉伸到一定距离，即超过骨直径；h、在人体内取出前的冷却处理：NiTi合金框架式内固定器在人体内取出之前只需对NiTi合金框架式内固定器环爪进行冷却，冷却处理温度为-4℃，它就会自动再次恢复到未植入人体前的形状。当环爪插入骨折端骨干后，在人体体温作用下，环爪恢复形状，从而紧紧抱住骨干，两夹持板牢牢地夹持和固定骨折端，产生固定效果；治疗结束后，只需对环爪进行冷却，冷却处理温度为-4℃，它就会再次自动恢复到原来未植入人体前的形状，环爪与骨干分离，便于从人体内取出。
具体实施方式十四：本实施方式的易取出式NiTi合金骨科固定器的制造方法由以下步骤完成：a、预处理步骤：采用水冷铜坩埚真空感应炉熔炼法，以纯度为99.7％的海绵钛和纯度为99.9％的电解镍板为原料，在真空条件下进行熔炼，制成原子比为Ni∶Ti＝1.01∶1的NiTi合金铸锭，NiTi合金铸锭中的杂质原子百分含量为：H≤0.003％、C≤0.050％、O≤0.050％，NiTi合金铸锭经退火处理，退火温度为800℃，处理时间为12h，再在850℃温度下进行锻造，在温度为830℃下进行每道次变形量为0.25的轧制处理，最后再进行退火处理，退火温度为700℃，退火时间为15min，获得厚度为1.2mm的NiTi合金板材或型材；b、淬火处理：将厚度为1.2mm、原子比为Ni∶Ti＝1.01∶1的NiTi合金板进行淬火处理，淬火温度为800℃，使NiTi合金丝中的奥氏体转变为马氏体的初始温度Ms＝10℃，奥氏体转变为马氏体的终了温度Mf＝-2℃，马氏体逆转变为奥氏体的初始温度As＝16℃，马氏体逆转变为奥氏体的终了温度Af＝28℃；c、热机械处理：在室温条件下对NiTi合金板进行低温热机械处理，NiTi合金板每道次变形的应变量为0.25，每次变形方向相同，中间退火温度为700℃，处理时间为20min；d、切割成型：将经c步骤处理过的NiTi合金板沿轧制变形方向进行电火花切割成形，然后采用脉冲加热方式，脉冲电流为0～30A，通电时间为1～10min，制成NiTi合金框架式内固定器；e、双程形状记忆处理：将经d步骤处理过的NiTi合金框架式内固定器在温度为430℃的条件下进行应变时效处理，使NiTi合金框架式内固定器的完全应变值为0.06，时效处理时间为60min，时效处理循环次数为6次，获得双程形状记忆值为0.008；f、化学抛光处理；将所制成的NiTi合金框架式内固定器放到摩尔比为HF∶HNO3∶H2O2＝1∶3∶6的HF+HNO3+H2O2的混合溶液中进行化学抛光处理，使NiTi合金框架式内固定器获得合乎植入人体内使用环境的形状和表面状态；g、植入人体前的冷却处理：在NiTi合金框架式内固定器植入人体前，需要使NiTi合金框架式内固定器弧形环爪部分在冰水中拉伸到一定距离，即超过骨直径；h、在人体内取出前的冷却处理：NiTi合金框架式内固定器在人体内取出之前只需对NiTi合金框架式内固定器环爪进行冷却，冷却处理温度为10℃，它就会自动再次恢复到未植入人体前的形状。当环爪插入骨折端骨干后，在人体体温作用下，环爪恢复形状，从而紧紧抱住骨干，两夹持板牢牢地夹持和固定骨折端，产生固定效果；治疗结束后，只需对环爪进行冷却，它就会再次自动恢复到原来未植入人体前的形状，环爪与骨干分离，便于从人体内取出。
具体实施方式十五：本实施方式的易取出式NiTi合金骨科固定器的制造方法由以下步骤完成：a、预处理步骤：采用水冷铜坩埚真空感应炉熔炼法，以纯度为99.7％的海绵钛和纯度为99.9％的电解镍板为原料，在真空条件下进行熔炼，制成原子比为Ni∶Ti＝1.04∶1的NiTi合金铸锭，NiTi合金铸锭中的杂质原子百分含量为：H≤0.003％、C≤0.050％、O≤0.050％，NiTi合金铸锭经退火处理，退火温度为800℃，处理时间为12h，再在850℃温度下进行锻造，在温度为830℃下进行每道次变形量为0.25的轧制处理，最后再进行退火处理，退火温度为700℃，退火时间为15min，获得厚度为1.2mm的NiTi合金板材或型材；b、淬火处理：将厚度为1.2mm、原子比为Ni∶Ti＝1.04∶1的NiTi合金板进行淬火处理，淬火温度为800℃，使NiTi合金丝中的奥氏体转变为马氏体的初始温度Ms＝-6℃，奥氏体转变为马氏体的终了温度Mf＝-22℃，马氏体逆转变为奥氏体的初始温度As＝2℃，马氏体逆转变为奥氏体的终了温度Af＝12℃；c、热机械处理：在室温条件下对NiTi合金板进行低温热机械处理，NiTi合金板每道次变形的应变量为0.25，每次变形方向相同，中间退火温度为700℃，处理时间为20min；d、切割成型：将经c步骤处理过的NiTi合金板沿轧制变形方向进行电火花切割成形，然后采用脉冲加热方式，脉冲电流为0～30A，通电时间为1～10min，制成NiTi合金框架式内固定器；e、双程形状记忆处理：将经d步骤处理过的NiTi合金框架式内固定器在温度为430℃的条件下进行应变时效处理，使NiTi合金框架式内固定器的完全应变值为0.06，时效处理时间为60min，时效处理循环次数为6次，获得双程形状记忆值为0.027～0.028；f、化学抛光处理；将所制成的NiTi合金框架式内固定器放到摩尔比为HF∶HNO3∶H2O2＝1∶3∶6的HF+HNO3+H2O2的混合溶液中进行化学抛光处理，使NiTi合金框架式内固定器获得合乎植入人体内使用环境的形状和表面状态；g、植入人体前的冷却处理：在NiTi合金框架式内固定器植入人体前，需要使NiTi合金框架式内固定器弧形环爪部分在冰水中拉伸到一定距离，即超过骨直径；h、在人体内取出前的冷却处理：NiTi合金框架式内固定器在人体内取出之前只需对NiTi合金框架式内固定器环爪进行冷却，冷却处理温度为-6℃，它就会自动再次恢复到未植入人体前的形状。当环爪插入骨折端骨干后，在人体体温作用下，环爪恢复形状，从而紧紧抱住骨干，两夹持板牢牢地夹持和固定骨折端，产生固定效果；治疗结束后，只需对环爪进行冷却，它就会再次自动恢复到原来未植入人体前的形状，环爪与骨干分离，便于从人体内取出。
Claims (9)
1、一种易取出式NiTi合金骨科固定器的制造方法，其特征在于它由以下步骤完成：a、预处理步骤：采用水冷铜坩埚真空感应炉熔炼法，以纯度为99.7％的海绵钛和纯度为99.9％的电解镍板为原料，在真空条件下进行熔炼，制成原子比为Ni∶Ti＝0.92∶1～1.08∶1的NiTi合金铸锭，NiTi合金铸锭中的杂质原子百分含量为：H≤0.003％、C≤0.050％、O≤0.050％，NiTi合金铸锭经退火处理，退火温度为850±10℃，处理时间为12h，再在750～900℃温度范围内进行锻造，在温度为800～850℃之间进行每道次变形量为0.25的轧制处理，最后再进行退火处理，退火温度为700±10℃，退火时间为15min，获得厚度为3～5mm的NiTi合金板材或型材；b、淬火处理：将a步骤获得的原子比为Ni∶Ti＝0.92∶1～1.08∶1的NiTi合金材料进行淬火处理，淬火温度为780～830℃，使NiTi合金材料中的马氏体转变为奥氏体的终了温度Af低于30℃；c、热机械处理：在室温条件下对NiTi合金材料进行低温热机械处理，NiTi合金材料每道次变形的应变量在0.20～0.30之间，每次变形方向相同，中间退火温度为680～730℃，退火时间为15～20min；d、双程形状记忆处理：将经c步骤处理过的NiTi合金材料在430±10℃范围内进行动态时效热机械循环处理，使NiTi合金材料的完全应变值在0.06～0.09之间，时效处理时间为10～60min，时效处理循环次数为4～6次，获得双程形状记忆值在0.005～0.05之间；e、切割成型：将经d步骤处理过的NiTi合金材料沿变形方向进行切割成型制成NiTi合金骨科固定器；f、化学抛光处理；将所制成的NiTi合金骨科固定器放到摩尔比为HF∶HNO3∶H2O2＝1∶3∶6的HF+HNO3+H2O2的混合溶液中进行化学抛光处理，去除NiTi合金骨科固定器的表面氧化物；g、植入人体前的冷却处理：将经f步骤处理过的NiTi合金骨科固定器在植入人体前进行冷却处理，冷却处理温度为-6～10℃；h、在人体内取出前的冷却处理：在人体内取出之前对NiTi合金骨科固定器进行冷却处理，冷却处理温度为-6～10℃。
2、根据权利要求1所述的易取出式NiTi合金骨科固定器的制造方法，奇特征在于a步骤中，将原子比为Ni∶Ti＝1.03∶1，杂质原子百分含量为：H：0.002％、C：0.030％、O：0.025％的NiTi合金铸锭进行退火处理和锻造处理，退火温度为850℃，锻造温度为780℃，再在温度为830℃时进行每道次变形量为0.25的轧制处理，最后再进行退火处理，退火温度为700℃，获得厚度为4mm的NiTi合金板材或型材。
3、根据权利要求1所述的易取出式NiTi合金骨科固定器的制造方法，其特征在于b步骤中，将原子比为Ni∶Ti＝1.03∶1的NiTi合金材料进行淬火处理，淬火温度为800℃，使NiTi合金材料中的马氏体转变为奥氏体的终了温度Af低于30℃。
4、根据权利要求1所述的易取出式NiTi合金骨科固定器的制造方法，其特征在于c步骤中的NiTi合金材料每道次变形的应变量为0.25，中间温度为700℃，退火时间为20min。
5、根据权利要求1所述的易取出式NiTi合金骨科固定器的制造方法，其特征在于d步骤中，将经c步骤处理过的NiTi合金材料在温度为430℃时进行动态时效热机械循环处理，使NiTi合金材料的完全应变值为0.08，时效处理时间为30min，时效处理循环次数为5次，获得双程形状记忆值为0.007。
6、根据权利要求1所述的易取出式NiTi合金骨科固定器的制造方法，其特征在于e步骤中，将经d步骤处理过的NiTi合金材料沿变形方向进行电火花切割成型制成NiTi合金骨科固定器。
7、根据权利要求1所述的易取出式NiTi合金骨科固定器的制造方法，其特征在于g步骤中，NiTi合金骨科固定器植入人体前的冷却处理温度为-4℃。
8、根据权利要求1所述的易取出式NiTi合金骨科固定器的制造方法，其特征在于h步骤中，NiTi合金骨科固定器从人体内取出前的冷却处理温度为-4℃。
9、根据权利要求1所述的易取出式NiTi合金骨科固定器的制造方法，其特征在于e步骤中所制成的NiTi合金骨科固定器是加压骑缝钉或聚髌器或加压接骨器或环抱内固定器或框架式内固定器。
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