EP0436910B1 - Verfahren zum Kaltverformen von unlegiertem Titan - Google Patents

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EP0436910B1
EP0436910B1 EP90125179A EP90125179A EP0436910B1 EP 0436910 B1 EP0436910 B1 EP 0436910B1 EP 90125179 A EP90125179 A EP 90125179A EP 90125179 A EP90125179 A EP 90125179A EP 0436910 B1 EP0436910 B1 EP 0436910B1
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EP
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annealing
titanium
cold
deformation
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EP90125179A
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EP0436910A1 (de
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Karl-Heinz Dr.-Ing. Kramer
Heinz-Jürgen Dr.-Ing. Osing
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Stahlwerk Ergste GmbH and Co KG
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Stahlwerk Ergste GmbH and Co KG
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
    • C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon

Definitions

  • the invention relates to a method for cold forming unalloyed titanium.
  • Titanium and titanium alloys have found increasing use in technology in the recent past. The reason for this is the excellent technological properties of the titanium materials, in particular their high corrosion resistance and low specific weight, which results in a weight saving of almost 40% compared to steel with the relatively high strength of the titanium alloys. Titan and its alloys have therefore proven themselves particularly in the aerospace industry, in chemical apparatus engineering, in energy generation, in marine technology and - because of their good physical tolerance - in medical technology.
  • unalloyed titanium is a ductile material with high elongation and constriction, its strength increases considerably at the expense of ductility and ductility with increasing content of alloying elements; this applies in particular to the oxygen which brings about solid-solution strengthening, which is why the practice with unalloyed titanium has four qualities with oxygen contents from 0.05 to 0.35% and strengths of 240 to 740 N / mm2. However, the strength is strongly temperature-dependent and is lost to about 50% at a temperature of only 300 ° C without a significant change in ductility.
  • titanium has a hexagonal crystal structure with a reduced number of sliding planes compared to the face-centered or body-centered cubic lattice, the deformation resistance is so great that commercially available alpha + beta titanium alloys can hardly be cold worked.
  • Unalloyed titanium is more or less cold-formable depending on the oxygen content. With increasing oxygen content and degree of deformation, however, there is such a strong strain hardening that intermediate annealing is essential. For example, the tensile strength doubles after 40% cold forming, while the elongation at break drops to a third. The elongation at break is often only 5 to 10%. This is a major disadvantage in that high surface qualities and strengths can only be achieved by cold working, albeit at the expense of ductility.
  • the unalloyed titanium with the lowest interstitial impurity content of ,10 0.10% oxygen (material no. 3.7025 according to DIN 17850) is still very cold formable.
  • the cold formability is greatly reduced, which is why a stronger forming is only possible with multiple intermediate annealing after a forming cycle.
  • the intermediate annealing usually takes place either above the recrystallization temperature (soft annealing at 600 to 800 ° C) in order to restore the cold formability by a new formation of the grain or by stress relieving in the temperature range from 500 to 600 ° C, whereby an at least partial recrystallization is not excluded .
  • the temperature at which the recrystallization begins during intermediate annealing depends on the composition of the titanium, the degree of cold working and the duration of the annealing. For this purpose it follows from U. Zwicker "Titan and Titanium Alloys", 1974, pages 226 to 232, that the recrystallization takes place with an annealing time of one hour regardless of the degree of deformation in the temperature range from 600 to 700 ° C and begins above 400 ° C.
  • the cold forming is followed by a final annealing.
  • the type and degree of the previous cold forming play a decisive role. In this respect, it is possible to selectively adjust the grain size in the soft annealing via the degree of deformation, the annealing temperature and time.
  • the final or soft annealing usually takes place according to DIN 65 084 - depending on the respective content of interstitially dissolved elements - above the recrystallization temperature in the range of 600 to 800 ° C with a cold duration of 10 to 120 minutes.
  • stress relief annealing is alternatively carried out as a final heat treatment in the temperature range 500 to 600 ° C with a cold duration of 30 to 60 minutes in accordance with DIN 65 084.
  • Titanium and titanium alloys have already proven themselves in medical technology, for example as a material for endoprostheses, jaw implants, bone plates, bone screws, bone nails, pacemaker housings and surgical instruments.
  • the standard alloy Ti A1 6 V is used because of its good strength properties 4 in the foreground.
  • vanadium content seems problematic, since elemental vanadium reacts toxicly in the human body.
  • Alloys containing nickel should not be used either, as there is a risk of nickel allergy when used in individual cases. The trend is therefore in the direction of vanadium-free titanium alloys, for example the specially developed implant alloy Ti A1 5 Fe 2.5.
  • the invention is based on the object of providing a method for cold forming which makes it possible to set a combination of high strength and ductility in the case of unalloyed titanium, in particular titanium grade 4, and in particular to improve the bendability.
  • the annealing temperature is preferably below 500 ° C.
  • the annealing time is preferably 30 minutes to a few hours and is inversely related to the annealing temperature within this time frame.
  • the degree of deformation can be 10 to 90%, preferably 20 to 50%; It also determines the annealing temperature in individual cases, since there is a connection between the degree of deformation and the annealing temperature insofar as low degrees of deformation allow higher annealing temperatures and higher degrees of deformation allow lower annealing temperatures, since the lower the degree of deformation, the higher the recrystallization temperature.
  • the intermediate annealing takes place below the recrystallization temperature, preferably below the temperature for stress relieving according to DIN 65 084; however, due to a very uniform reduction in the dislocation density, as could be demonstrated by means of electron microscopic images, it leads to a reduction in voltage.
  • the absence of so-called cell structures, which are an indication of a pronounced recovery, is typical of the glow according to the invention.
  • the cold forming can be done by drawing, rolling, hammering, forging or rolling, for example with 1 to 20, preferably 3 to 5, stitches.
  • the cold deformation or intermediate annealing cycles can be followed by a final annealing, for example a one to three hour tempering below the recrystallization temperature, preferably below 450 ° C., in order to finally adjust the strength and elongation and to improve the susceptibility to cracking.
  • unalloyed titanium grade 4 according to material number 3.7065 according to DIN draft 17 850 was also used 0.050% iron, 0.32% oxygen, 0.005% nitrogen, 0.03% carbon, 0.0070% hydrogen, Rest titanium and melting-related Impurities first hot-rolled into a wire with a diameter of 21 mm.
  • the starting material was then subjected to a four-time intermediate annealing with a duration of 3 hours 475 ° C to a cross section of 17.5 x 5.2 mm cold worked and then finally annealed at 425 ° C for two hours.
  • the diagram shows how the tensile strength is reduced to the lower boundary line and the stretch to the upper boundary line between the two boundary lines for the tensile strength on the one hand and the elongation on the other hand in accordance with the dashed lines during intermediate annealing (vertical partial lines) increases, and during the following deformation step (inclined partial lines) the tensile strength increases again up to the upper limit line and the elongation decreases again to the lower limit line.
  • the diagram in FIG. 3 illustrates particularly clearly the advantages which can be achieved with the method according to the invention.
  • the first cold forming cycle with a 28% reduction in cross-section until the first intermediate annealing increases the strength by 180 N / mm2.
  • the subsequent cold forming with a respective reduction in cross section of about 30% and intermediate annealing leads to a further increase in strength by 150 N / mm2 to 1000 N / mm2, ie approximately 40 N / mm2 per deformation cycle. With higher degrees of deformation or more frequent deformation and annealing cycles, the strength can be increased to values above 1000 N / mm2.
  • the elongation is reduced by the first cold deformation cycle from initially 33% to 18% and with further deformations to 12%.
  • the intermediate annealing increases the stretch again to 28 to 22%.
  • any combination of strength and elongation between the two boundary lines can be controlled during school heating (last vertical sub-line). Higher annealing temperatures and / or longer annealing times further reduce the strength and increase the elongation accordingly.
  • Fig. 4 shows the influence of the temperature of the final annealing on the mechanical properties of cold-formed titanium, grade 2. According to the requirements, lower annealing temperatures are also possible in order to achieve the desired relationship between yield strength, strength and elongation.
  • the method according to the invention thus leads to a significant improvement in the bendability.
  • the cold-rolled unalloyed titanium in the form of plates, sheet metal, tape, wire and profiles is particularly suitable for medical technology, for example for bone splints, bone screws, bone nails, tooth pins and tooth body anchors, dentures, pacemaker housings, heart valves, prostheses and for medical instruments , Hearing aid parts, blood centrifuges and other medical devices.
  • the use of the titanium treated by the process according to the invention is also suitable for all other fields of application which require such a favorable combination of properties.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kaltverformen von unlegiertem Titan.
  • Titan und Titanlegierungen haben in der jüngsten Vergangenheit in zunehmendem Maße Eingang in die Technik gefunden. Ursache hierfür sind die hervorragenden technologischen Eigenschaften der Titanwerkstoffe, insbesondere deren hohe Korrosionsbeständigkeit und niedriges spezifisches Gewicht, das bei verhältnismäßig hoher Festigkeit der Titanlegierungen im Vergleich zu Stahl eine Gewichtsersparnis von nahezu 40 % mit sich bringt. Titan und seine Legierungen haben sich daher insbesondere in der Luft- und Raumfahrt, im chemischen Apparatebau, der Energiegewinnung, in der Meerestechnologie und - wegen der guten Körperverträglichkeit - in der Medizintechnik bewährt.
  • Während unlegiertes Titan ein duktiler Werkstoff mit hoher Dehnung und Einschnürung ist, erhöht sich dessen Festigkeit auf Kosten der Duktilität und Verformbarkeit mit zunehmendem Gehalt an Legierungselementen ganz erheblich; dies gilt insbesondere für den eine Mischkristallverfestigung bewirkenden Sauerstoff, weswegen die Praxis bei unlegiertem Titan vier Qualitäten mit Sauerstoffgehalten von 0,05 bis 0,35% und Festigkeiten von 240 bis 740 N/mm² unterscheidet. Die Festigkeit ist jedoch in starkem Maße temperaturabhängig und geht ohne wesentliche Änderung der Duktilität schon bei einer Temperatur von nur 300°C zu etwa 50% verloren.
  • Da Titan eine hexagonale Kristallstruktur mit im Vergleich zum kubisch-flächenzentrierten oder -raumzentrierten Kristallgitter verminderter Anzahl von Gleitebenen besitzt, ist der Verformungswiderstand so groß, daß sich handelsübliche Alpha + Beta -Titanlegierungen kaum kaltverformen lassen. Unlegiertes Titan hingegen ist je nach Sauerstoffgehalt mehr oder minder kaltverformbar. Mit zunehmendem Sauerstoffgehalt und Verformungsgrad kommt es jedoch zu einer so starken Kaltverfestigung, daß ein Zwischenglühen unerläßlich ist. So verdoppelt sich beispielsweise die Zugfestigkeit nach einem 40%-igen Kaltverformen, während die Bruchdehnung auf ein Drittel absinkt. Die Bruchdehnung beträgt dann häufig nur noch 5 bis 10%. Das ist insofern von großem Nachteil, als sich hohe Oberflächengüten und Festigkeiten, wenn auch auf Kosten der Duktilität, nur im Wege einer Kaltverformung erreichen lassen. So ist das unlegierte Titan mit dem niedrigsten Gehalt an interstitiellen Verunreinigungen von ≦ 0,10% Sauerstoff (Werkstoff-Nr. 3.7025 nach DIN 17850) noch sehr gut kaltverformbar. Mit zunehmendem Anteil an Fremdatomen im Gitter, insbesondere Sauerstoff, wird die Kaltverformbarkeit jedoch stark vermindert, weswegen ein stärkeres Umformen nur noch mit einem mehrfachen Zwischenglühen im Anschluß an einen Umformzyklus möglich ist.
  • Das Zwischenglühen findet üblicherweise entweder oberhalb der Rekristallisationstemperatur (Weichglühen bei 600 bis 800°C) statt, um durch eine Neubildung des Korns die Kaltverformbarkeit wieder herzustellen oder durch ein Spannungsarmglühen im Temperaturbereich von 500 bis 600°C, wobei eine mindestens teilweise Rekristallisation nicht ausgeschlossen ist.
  • Bei welcher Temperatur die Rekristallisation beim Zwischenglühen einsetzt hängt von der Zusammensetzung des Titans, dem Grad der voraufgehenden Kaltverformung und der Glühdauer ab. Hierzu ergibt sich aus U. Zwicker "Titan und Titanlegierungen", 1974, Seiten 226 bis 232, daß die Rekristallisation bei einer Glühzeit von einer Stunde unabhängig vom Verformungsgrad im Temperaturbereich von 600 bis 700°C stattfindet und oberhalb 400°C beginnt.
  • Der Kaltverformung schließt sich ein Schlußglühen an. Dabei spielen Art und Grad der vorausgegangenen Kaltverformung eine entscheidende Rolle. Es eröffnet sich insoweit die Möglichkeit, beim Weichglühen über den Verformungsgrad, die Glühtemperatur und -zeit die Korngröße gezielt einzustellen.
  • Das Schluß- bzw. Weichglühen findet gemäß DIN 65 084 üblicherweise - in Abhängigkeit von dem jeweiligen Gehalt an interstitiell gelösten Elementen - oberhalb der Rekristallisationstemperatur im Bereich von 600 bis 800°C mit einer Kaltedauer von 10 bis 120 Minuten statt.
  • Falls keine Rekristallisation erforderlich ist, wird gemäß DIN 65 084 alternativ ein Spannungsarmglühen als Endwärmebehandlung im Temperaturbereich 500 bis 600°C mit einer Kaltedauer von 30 bis 60 Minuten durchgeführt.
  • Titan und Titanlegierungen haben sich in der Medizintechnik bereits bewährt, beispielsweise als Werkstoff für Endoprothesen, Kieferimplantate, Knochenplatten, Knochenschrauben, Knochennägel, Herzschrittmachergehäuse und chirurgische Instrumente. Wegen ihrer guten Festigkeitseigenschaften steht dabei die Standardlegierung Ti A1 6 V 4 im Vordergrund. Problematisch erscheint jedoch deren Vanadiumgehalt, da elementares Vanadium im menschlichen Körper toxisch reagiert. Durch ein Lösen des Vanadiums im Mischkristallgitter der Titanlegierung wird zwar die Gefahr toxischer Reaktionen vermindert, aber völlig auszuschließen ist sie nicht, insbesondere wenn Reibung und Verschleiß auftreten. Auch nickelhaltige Legierungen sollten nicht verwendet werden, da beim Einsatz in Einzelfällen die Gefahr einer Nickelallergie besteht. Die Tendenz geht deshalb in die Richtung vanadiumfreier Titanlegierungen, beispielsweise der speziell entwickelten Implantatlegierung Ti A1 5 Fe 2,5.
  • Aus M.J. Donachie "Titanium, a Technical Guide", ASM 1988, Seiten 57 bis 73 ist es bekannt, Titan und Titanlegierungen nach dem Kaltverformen einem Schlußglühen zu unterwerfen, das bei reinem Titan im Temperaturbereich von 480 bis 595°C stattfindet. Dieses Schlußglühen dient dem Abbau unerwünschter Restspannungen ohne nachteilige Beeinflussung der Festigkeit und Duktilität.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Kaltverformen zu schaffen, das es erlaubt, bei unlegiertem Titan, insbesondere Titan grade 4, eine Kombination hoher Festigkeit und Duktilität einzustellen und dabei insbesondere die Biegefähigkeit zu verbessern.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß das Zwischenglühen unterhalb der Rekristallisationstemperatur ohne das Entstehen von Zellstrukturen stattfindet.
  • Die Glühtemperatur liegt vorzugsweise unterhalb 500°C, und die Glühzeit beträgt vorzugsweise 30 Minuten bis zu einigen Stunden und steht innerhalb dieses Zeitrahmens im umgekehrten Verhältnis zur Glühtemperatur.
  • Der Verformungsgrad kann 10 bis 90%, vorzugsweise 20 bis 50% betragen; er bestimmt im Einzelfall auch die Glühtemperatur, da zwischen Verformungsgrad und Glühtemperatur insofern ein Zusammenhang besteht, als niedrige Verformungsgrade höhere Glühtemperaturen und höhere Verformungsgrade niedrigere Glühtemperaturen erlauben, da die Rekristallisationstemperatur umso höher liegt, je geringer der Verformungsgrad ist.
  • Entscheidend ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, daß das Zwischenglühen unterhalb der Rekristallisationstemperatur, vorzugsweise unterhalb der Temperatur für das Spannungsarmglühen nach DIN 65 084 stattfindet; es führt dennoch bedingt durch eine sehr gleichmäßige Verringerung der Versetzungsdichte, wie anhand elektronenmikroskopischer Aufnahmen nachgewiesen werden konnte zu einem Spannungsabbau. Typisch für das erfindungsgemäße Glühen ist das Fehlen von sogenannten Zellstrukturen, die ein Indiz für eine ausgeprägte Erholung sind.
  • Weitere vorteilhafte Verfahrensparameter finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
  • Das Kaltverformen kann durch Ziehen, Rollen, Hämmern, Schmieden oder Walzen, beispielsweise mit 1 bis 20, vorzugsweise 3 bis 5 Stichen geschehen.
  • Den Kaltverformungs- bzw. Zwischenglühzyklen kann sich ein Schlußglühen, beispielsweise ein ein- bis dreistündiges Anlassen unterhalb der Rekristallisationstemperatur, vorzugsweise unter 450°C anschließen, um die Festigkeit und Dehnung abschließend einzustellen sowie die Rißanfälligkeit zu verbessern.
  • Eine optimale Kombination von Festigkeit und Duktilität ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wenn der Eisengehalt des Titans 0,08% und/oder der Sauerstoffgehalt 0,35% nicht übersteigt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von drei Ausführungsbeispielen dargestellt.
  • Bei einem Versuch wurde unlegiertes Titan grade 4 gemäß Werkstoffnummer 3.7065 nach DIN Entwurf 17 850 mit
    0,050% Eisen,
    0,32% Sauerstoff,
    0,005% Stickstoff,
    0,03% Kohlenstoff,
    0,0070% Wasserstoff,
    Rest Titan und erschmelzungsbedingte
    Verunreinigungen
    zunächst zu einem Draht mit einem Durchmesser von 21 mm warmgewalzt. Danach wurde das Vormaterial mit einem viermaligen Zwischenglühen mit einer Dauer von 3 Stunden bei 475°C auf einen Querschnitt von 17,5 x 5,2 mm kaltverformt und alsdann bei 425°C zwei Stunden schlußgeglüht.
  • Hierzu zeigt das Diagramm der Abb. 1 den Zusammenhang zwischen der Zugfestigkeit Rm und der Dehnung A₅₀ einerseits sowie dem Verformungsgrad bzw. der Zahl der Verformungsschritte andererseits. Im einzelnen ergibt sich aus dem Diagramm, wie sich zwischen den jeweils beiden Begrenzungslinien für die Zugfestigkeit einerseits und die Dehnung andererseits entsprechend den gestrichelt eingezeichneten Linien während des Zwischenglühens (vertikal verlaufende Teillinien) die Zugfestigkeit bis zur unteren Begrenzungslinie verringert und die Dehnung bis zur oberen Begrenzungslinie erhöht, sowie während des folgenden Verformungsschritts (schräglaufende Teillinien) die Zugfestigkeit sich wieder bis zur oberen Begrenzungslinie erhöht und die Dehnung sich wieder bis zur unteren Begrenzungslinie verringert.
  • Zwei weitere Ausführungsbeispiele für ein Profil der Abmessung 8,1 x 3,1 mm (Abb. 2) und einen Draht mit 8 mm Durchmesser (Abb. 3) bestätigen diese Aussagen.
  • Besonders anschaulich verdeutlicht das Diagramm der Abb. 3 die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbaren Vorteile. Der erste Kaltverformungszyklus mit 28% Querschnittsabnahme bis zum ersten Zwischenglühen erhöht die Festigkeit um 180 N/mm². Die nachfolgende Kaltverformung mit einer jeweiligen Querschnittsreduzierung von etwa 30% und jeweiligen Zwischenglühungen führt zu einer weiteren Festigkeitssteigerung um 150 N/mm² auf 1000 N/mm², d.h. etwa 40 N/mm² je Verformungszyklus. Bei höheren Verformungsgraden bzw. häufigeren Verformungs- und Glühzyklen läßt sich die Festigkeit auf Werte über 1000 N/mm² steigern.
  • Die Dehnung reduziert sich durch den ersten Kaltverformungszyklus von zunächst 33% auf 18% und bei weiteren Verformungen auf 12%. Durch das Zwischenglühen erhöht sich die Dehnung jedoch wieder auf 28 bis 22%.
  • Je nach Verwendungszwek läßt sich während des Schulßlühens (letzte vertikale Teillinie) jede Kombination von Festigkeit und Dehnung zwischen den beiden Begrenzungslinien ansteuern. Höhere Glühtemperaturen und/oder längere Glühzeiten verringern die Festigkeit noch weiter und erhöhen die Dehnung dementsprechend.
  • Das Diagramm der Abb. 4 zeigt den Einfluß der Temperatur des Schlußglühens auf die mechanischen Eigenschaften von kaltverformtem Titan, grade 2. Danach sind, je nach Erfordernis, auch tiefere Glühtemperaturen möglich, um die gewünschte Relation zwischen Streckgrenze, Festigkeit und Dehnung zu erreichen.
  • Die besonderen Eigenschaften des nach dem erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Materials äußern sich ganz besonders bei der Biegefähigkeit, Die Daten von Biegeversuchen nach DIN 50 111 an zwei unterschiedlichen kaltgewalzten Profilen sind in den nachfolgenden Tabellen I und II zusammengestellt. Danach ergeben sich bei einer Prüfzeit von 1 min Grenzwerte für die Prüfbedingungen, die bei r = 0,5 x s liegen
    Figure imgb0001
    Figure imgb0002
     (r = Biegedornradius, s = Blechdicke).
  • Nach DIN 17 860 liegt der Mindestwert für den Biegedornradius bei r = 3 x s
    Figure imgb0003
     für Blechdicken zwischen 2 und 5 mm. Das erfindungsgemäße Verfahren führt somit zu einer deutlichen Verbesserung der Biegefähigkeit.
  • Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kaltgewalzte unlegierte Titan eignet sich in Gestalt von Platten, Blech, Band, Draht und Profilen insbesondere für die Medizintechnik, beispielsweise für Knochenschienen, Knochenschrauben, Knochennägel, Zahnstifte und Zahnkörperverankerungen, Zahnersatz, Herzschrittmachergehäuse, Herzklappen, Prothesen sowie für medizinische Instrumente, Hörgeräteteile, Blutzentrifugen und andere medizinische Geräte.
  • Die Verwendung des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Titan bietet sich jedoch wegen seiner hohen Festigkeit, Duktilität, Biegefähigkeit, guten spanenden Rearbeitbarkeit, Korrosionsbeständigkeit sowie seines niedrigen spezifischen Gewichts und Elastizitätsmoduls auch für alle anderen Anwendungsgebiete an, die eine derartig günstige Kombination von Eigenschaften erfordern.
    Figure imgb0004
    Figure imgb0005

Claims (15)

  1. Verfahren zum Kaltverformen vom unlegiertem Titan mit einem Zwischenglühen, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglühen unterhalb der Rekristallisationstemperatur ohne das Entstehen von Zellstrukturen staffindet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühtemperatur 500°C nicht übersteigt.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühzeit 30 Minuten bis 24 Stunden beträgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verformungsgrad 10 bis 90% beträgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verformungsgrad 20 bis 50% beträgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühtemperatur bei einem Verformungsgrad von 7 bis 20% bis 600°C beträgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühtemperatur bei einem Verformungsgrad von 20 bis 90% bis 500°C beträgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltverformung bei Temperaturen bis 600°C durchgeführt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff zwischen den einzelnen Zwischenglühungen mit 1 bis 20 Stichen kaltverformt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff zwischen den einzelnen Zwischenglühungen mit 3 bis 10 Stichen kaltverformt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Kaltverformen 1 bis 20 Zwischenglühungen durchgeführt werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Kaltverformen 2 bis 5 Zwischenglühungen durchgeführt werden.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch ein Schlußglühen unterhalb der Rekristallisationstemperatur.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch ein Schlußglühen unter 450°C.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein unlegiertes Titan mit höchstens 0,35% Sauerstoff und/oder höchstens 0,08% Eisen kaltverformt und zwischengeglüht wird.
EP90125179A 1990-01-08 1990-12-21 Verfahren zum Kaltverformen von unlegiertem Titan Expired - Lifetime EP0436910B1 (de)

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