高塑性医用TC4钛合金棒材加工方法.pdf

《高塑性医用TC4钛合金棒材加工方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高塑性医用TC4钛合金棒材加工方法.pdf（8页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910715303.4 (22)申请日 2019.08.05 (71)申请人 宝鸡好得钛业有限公司 地址 721000 陕西省宝鸡市渭滨区高薪开 发区宝钛路26号附1号 (72)发明人 刘东虎 (74)专利代理机构 北京中济纬天专利代理有限 公司 11429 代理人 石淑珍 (51)Int.Cl. C22F 1/18(2006.01) B21C 1/00(2006.01) B21B 1/16(2006.01) (54)发明名称 一种高塑性医用TC4钛合金棒材加工方法 (57。

2、)摘要 本发明公开了一种高塑性医用TC4钛合金棒 材加工方法， 包括以下步骤： 轧制、 拉拔、 车削、 磨 削、 恒温热处理， 其中轧制温度为920C ， 拉拔分 四道次进行拉拔， 每次钛合金棒材的拉拔温度均 为840C ， 拉拔速度均为23m/min， 恒温热处理 保温时间为1h， 采用四道次拉拔变形工艺， 其变 相量在3-6区间， 并且在恒温750C 或恒温 700C 进行热处理工艺， 通过本发明的工艺制备 的医用TC4钛合金棒材断后延伸率最大达到 18.5， 其塑性延伸强度最好。 权利要求书1页 说明书6页 CN 110616391 A 2019.12.27 CN 110616391 A。

3、 1.一种高塑性医用TC4钛合金棒材加工方法， 其特征在于： 包括以下步骤： S1、 轧制： 将TC4钛锭坯料轧制成规格的钛合金直条； S2、 拉拔变形： 对钛合金直条进行4道次多向拉拔变形， 得到规格的钛合金棒材； S3、 车削： 将规格的钛合金棒材车削至规格的钛合金棒材； S4、 磨削： 将规格的钛合金棒材磨削成规格的钛合金棒材； S5、 恒温热处理： 对规格的钛合金棒材在700或750的恒温下进行热处理， 得到成品钛合金 棒材。 2.根据权利要求1所述的一种高塑性医用TC4钛合金棒材加工方法， 其特征在于： 在步 骤S2中， 第1道次拉拔变形： 将规格的钛合金直条在温炉里加热至840， 。

4、拉拔变形 至的钛合金棒材； 第2道次拉拔变形： 将的钛合金棒材在温炉里加热至840， 拉拔变形至 规格的钛合金棒材； 第3道次拉拔变形： 将规格的钛合金棒材在温炉里加热至840， 拉拔变形至 规格的钛合金棒材； 第4道次拉拔变形： 将规格的钛合金棒材在温炉里加热至840拉拔变形至 规格的钛合金棒材。 3.根据权利要求1所述的一种高塑性医用TC4钛合金棒材加工方法， 其特征在于： 在S1 中， 其轧制的温度为920。 4.根据权利要求1所述的一种高塑性医用TC4钛合金棒材加工方法， 其特征在于： 在S2 中， 其每道次拉拔变形的速度均为23m/min。 5.根据权利要求1所述的一种高塑性医用TC。

5、4钛合金棒材加工方法， 其特征在于： 在S5 中， 热处理的时间为1h。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110616391 A 2 一种高塑性医用TC4钛合金棒材加工方法 技术领域 0001 本发明涉及医用钛合金技术领域， 尤其涉及一种高塑性医用TC4钛合 金棒材加工 方法。 背景技术 0002 医用钛合金作为制造植入人体内的医疗器件、 假体或人工器官和辅助 治疗设备 的医用植入材料的应用日以广泛， 一般要求比强度高、 力学性质 接近人骨， 强度远优于纯 钛， 还具有耐疲劳、 耐腐蚀及生物相容性优良等 特点。 一般的医用钛合金的断后伸长率为 10-14左右， 对于医用植入材 料方面， 其断。

6、后伸长率和塑性亟需提高， 来满足市场对医 用植入材料的需 求。 发明内容 0003 针对上述存在的问题， 本发明旨在提供一种高塑性医用TC4钛合金棒 材加工方 法， 通过轧制、 拉拔、 车削、 磨削以及热处理步骤， 使得伸长率 有较大的提高， 并获得了较好 的塑性。 0004 为了实现上述目的， 本发明所采用的技术方案如下： 一种高塑性医用 TC4钛合金 棒材加工方法， 其特征在于： 包括以下步骤： 0005 S1、 轧制： 0006将TC4钛锭坯料轧制成规格的钛合金直条； 0007 S2、 拉拔变形： 0008对钛合金直条进行4道次多向拉拔变形， 得到规格的 钛合金棒 材； 0009 S3、。

7、 车削： 0010将规格的钛合金棒材车削至规格的钛合金棒材； 0011 S4、 磨削： 0012将规格的钛合金棒材磨削成规格的钛合金棒材； 0013 S5、 恒温热处理： 0014对规格的钛合金棒材在700或750的恒温下进行热处 理， 得到成品钛 合金棒材。 0015优选的， 在步骤S2中， 第1道次拉拔变形： 将规格的钛合金 直条在温炉里 加热至840， 拉拔变形至的钛合金棒材； 0016第2道次拉拔变形： 将的钛合金棒材在温炉里加热至840， 拉拔变形至 规格的钛合金棒材； 0017第3道次拉拔变形： 将规格的钛合金棒材在温炉里加热至 840， 拉拔变 说明书 1/6 页 3 CN 11。

8、0616391 A 3 形至规格的钛合金棒材； 0018第4道次拉拔变形： 将规格的钛合金棒材在温炉里加热至 840拉拔变 形至规格的钛合金棒材。 0019 优选的， 在S1中， 其轧制的温度为920。 0020 优选的， 在S2中， 其每道次拉拔变形的速度均为23m/min。 0021 优选的， 在S5中， 热处理的时间为1h。 0022 本发明的有益效果是： 0023 1、 拉拔变形工艺采用4道次拉拔变形， 每道次的拉拔变形量在3-6 区间， 制备 的医用TC4钛合金棒材的断后延伸率最大达到了18.5， 进一 步提升了该医用TC4钛合金 棒材的塑形。 0024 2、 每道次拉拔变形前， 医。

9、用TC4钛合金棒材通过温炉均加热至840， 该加热温度 为多次试验获得的最佳温度， 有效的增大了医用TC4钛合金棒 材的断后延伸率以及塑形。 0025 3、 通过该工艺方法制备的医用TC4钛合金棒材 + 两相加工组织均匀， + 两相合 金显微组织按GB/T13810-2007标准附录A评定， 其组织类 型达到符合(A1-A7)级。 0026 4、 热处理工艺采用在恒温700或恒温750进行， 是制备高塑性TC4钛 合金棒材 的最优恒温值。 具体实施方式 0027 为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案， 下面结合实施 例对本发明的技术方案做进一步的描述。 0028 实施例一： 。

10、0029 一种高塑性医用TC4钛合金棒材加工方法， S1、 轧制： 选择钛锭材料 为TC4， 坯料尺 寸为由Al(5.5-6.5)、 V(3.5-4.5)、 Fe (0.10-0.16)、 O(0.08- 0.13)、 C(0.006-0.020)、 N (0.006-0.020)、 H(0.001-0.006)化学成分组 成， 钛锭号为 534-20180111， 将钛锭坯料轧制成规格的钛合金棒材， 轧制温度 为 920； S2、 拉拔变形： 对规格的钛合金棒材进行三道次的拉 拔， 其钛合金棒材每 道次的拉拔温度均为840， 拉拔速度为23m/min， 优选为2.5m/min， 将规格的 钛。

11、合金棒材拉拔成规格； 其每 道次实际拉拔过程如下： 0030(1)第一道次拉拔变形：实测 0031(2)第二道次拉拔变形：实测 0032(3)第三道次拉拔变形：实测 0033S3、 车削： 将拉拔成规格的钛合金棒材车削成规格的钛合 金棒 材； S4、 磨削： 将规格的钛合金棒材磨削成规格的钛 合金棒材； S5、 恒温热 处理： 对拉拔成规格的钛合金棒材分别在 550、 600、 650、 700、 750的温 度下进行热处理， 其中保 温时间为1h。 下表为三道次拉拔工序后不同温度的热处理数据： 0034 温度 R态 750 700 650 600 550 说明书 2/6 页 4 CN 110。

12、616391 A 4 高倍(25mm) a a a a a a Rm/Mpa1069 1002 992 1015 1013 1012 Rp0.2/Mpa976 887 882 821 912 902 A/() 11.5 16.5 18 14.5 15 15.5 Z/() 50 54 47 52 52 51 0035 其中： R态为原始态(未退火)、 高倍(25mm)为产品内部组织、 Rm 为抗拉强度、 Rp0.2 为规定塑性延伸强度(屈服强度)、 A为断后延伸率、 Z为断面收缩率。 0036 通过热处理数据得出， 在三道次拉拔后， 在温度700和温度750 进行热处理 时， 其塑性延伸强度较好。

13、， 其断后延伸率分别为18和16.5。 其 + 两相合金显微组织按 GB/T13810-2007标准附录A评定， 其组织 类型达到符合A3级。 0037 实施例二： 0038 一种高塑性医用TC4钛合金棒材加工方法， 包括以下步骤： S1、 轧制： 选择钛锭材 料为TC4， 坯料尺寸为由Al(5.5-6.5)、 V (3.5-4.5)、 Fe(0.10-0.16)、 O(0.08-0.13)、 C(0.006-0.020)、 N(0.006-0.020)、 H(0.001-0.006)化 学成分组成， 钛锭号为 534-20180111， 将钛锭坯料轧制成规格的钛合金棒材， 轧 制温度 为92。

14、0； S2、 拉拔变形： 对规格的钛合金棒材进行四道次的拉 拔， 其钛合 金棒材每道次的拉拔温度均为840， 拉拔速度为23m/min， 优选为2 .5m/min， 将 规格的钛合金棒材拉拔成规格； 其每 道次实际拉拔过程如下： 0039(1)第一道次拉拔变形：实测 0040(2)第二道次拉拔变形：实测 0041(3)第三道次拉拔变形：实测 0042(4)第四道次拉拔变形：实测 0043S3、 车削： 将拉拔成规格的钛合金棒材车削成规格的钛合 金棒 材； S4、 磨削： 将规格的钛合金棒材磨削成规格的钛 合金棒材； S5、 恒温热 处理： 对拉拔成规格的钛合金棒材分别在 550、 600、 6。

15、50、 700、 750的温 度下进行热处理， 其中保 温时间为1h。 下表为四道次拉拔工序后不同温度的热处理数据： 0044 说明书 3/6 页 5 CN 110616391 A 5 0045 0046 其中： R态为原始态(未退火)、 高倍(40mm)为产品内部组织、 Rm 为抗拉强度、 Rp0.2 为规定塑性延伸强度(屈服强度)、 A为断后延伸率、 Z为断面收缩率。 0047 通过热处理数据得出， 在四道次拉拔后， 在温度700和温度750 进行热处理 时， 其塑性延伸强度较好， 其断后延伸率分别为18和18.5。 其 + 两相合金显微组织按 GB/T13810-2007标准附录A评定，。

16、 其组织 类型达到符合A2级。 0048 实施例三： 0049 一种高塑性医用TC4钛合金棒材加工方法， 包括以下步骤： S1、 轧制： 选择钛锭材 料为TC4， 坯料尺寸为由Al(5.5-6.5)、 V (3.5-4.5)、 Fe(0.10-0.16)、 O(0.08-0.13)、 C(0.006-0.020)、 N(0.006-0.020)、 H(0.001-0.006)化 学成分组成， 钛锭号为 534-20180111， 将钛锭坯料轧制成规格的钛合金棒材， 轧 制温度 为920； S2、 拉拔变形： 对规格的钛合金棒材进行五道次的拉 拔， 其钛合 金棒材每道次的拉拔温度均为840， 拉。

17、拔速度为23m/min， 优选为2 .5m/min， 将 规格的钛合金棒材拉拔成规格； 其每 道次实际拉拔过程如下： 0050(1)第一道次拉拔变形：实测 0051(2)第二道次拉拔变形：实测 0052(3)第三道次拉拔变形：实测 0053(4)第四道次拉拔变形：实测 0054(5)第五道次拉拔变形：实测 0055S3、 车削： 将拉拔成规格的钛合金棒材车削成规格的钛合 金棒 材； S4、 磨削： 将规格的钛合金棒材磨削成规格的钛 合金棒材； S5、 恒温热 处理： 对拉拔成规格的钛合金棒材分别在 550、 600、 650、 700、 750的温 度下进行热处理， 其中保 温时间为1h。 下。

18、表为五道次拉拔工序后不同温度的热处理数据： 0056 温度 R态 750 700 650 600 550 高倍40mm a a a a a Rm/Mpa 1050 989 989 1013 1010 1022 Rp0.2/Mpa 942 873 867 897 900 913 A/() 11 16 15.5 12 11.5 11.5 Z/() 35 38 33 39 35 33 说明书 4/6 页 6 CN 110616391 A 6 0057 其中： R态为原始态(未退火)、 高倍(40mm)为产品内部组织、 Rm为抗 拉强度、 Rp0.2 为规定塑性延伸强度(屈服强度)、 A为断后延伸率、。

19、 Z 为断面收缩率。 0058 通过热处理数据得出， 在五道次拉拔后， 在温度700和温度750 进行热处理 时， 其塑性延伸强度较好， 其断后延伸率分别为15.5和16。 其 + 两相合金显微组织按 GB/T13810-2007标准附录A评定， 其组织 类型达到符合A3级。 0059 实施例四： 0060 一种高塑性医用TC4钛合金棒材加工方法， 包括以下步骤： S1、 轧制： 选择钛锭材 料为TC4， 坯料尺寸为由Al(5.5-6.5)、 V (3.5-4.5)、 Fe(0.10-0.16)、 O(0.08-0.13)、 C(0.006-0.020)、 N(0.006-0.020)、 H(。

20、0.001-0.006)化 学成分组成， 钛锭号为 534-20180111， 将钛锭坯料轧制成规格的钛合金棒材， 轧 制温度 为920； S2、 拉拔变形： 对规格的钛合金棒材进行六道次的拉 拔， 其钛合 金棒材每道次的拉拔温度均为840， 拉拔速度为23m/min， 优选为2 .5m/min， 将 规格的钛合金棒材拉拔成规格； 其每 道次实际拉拔过程如下： 0061(1)第一道次拉拔变形：实测 0062(2)第二道次拉拔变形：实测 0063(3)第三道次拉拔变形：实测 0064(4)第四道次拉拔变形：实测 0065(5)第五道次拉拔变形：实测 0066(6)第六道次拉拔变形：实测 0067。

21、S3、 车削： 将拉拔成规格的钛合金棒材车削成规格的钛合 金棒 材； S4、 磨削： 将规格的钛合金棒材磨削成规格的钛 合金棒材； S5、 恒温热 处理： 对拉拔成规格的钛合金棒材分别在 550、 600、 650、 700、 750的温 度下进行热处理， 其中保 温时间为1h。 下表为六道次拉拔工序后不同温度的热处理数据： 0068 说明书 5/6 页 7 CN 110616391 A 7 0069 0070 其中： R态为原始态(未退火)、 高倍(50mm)为产品内部组织、 Rm 为抗拉强度、 Rp0.2 为规定塑性延伸强度(屈服强度)、 A为断后延伸率、 Z为断面收缩率。 0071 通过。

22、热处理数据得出， 在六道次拉拔后， 在温度700和温度750 进行热处理 时， 其塑性延伸强度较好， 其断后延伸率分别为15.5和16.5。 其 + 两相合金显微组织 按GB/T13810-2007标准附录A评定， 其组织 类型达到符合A3级。 0072 对以上四个实施例进行比较， 得到其实施例二为最佳优选实施方式， 拉拔变形最 佳优选为四道次拉拔变形工艺， 热处理工艺， 温度优选为 700或750， 在温度700进行 热处理时， 其断后延伸率为18， 塑性 延伸强度较优， 在温度750进行热处理时， 其断后 延伸率达到了18.5。 其塑形进一步得到提高。 0073 以上显示和描述了本发明的基本原理、 主要特征和本发明的优点。 本 行业的技术 人员应该了解， 本发明不受上述实施例的限制， 上述实施例和 说明书中描述的只是说明本 发明的原理， 在不脱离本发明精神和范围的前 提下， 本发明还会有各种变化和改进， 这些 变化和改进都落入要求保护的 本发明范围内。 本发明要求保护范围由所附的权利要求书 及其等效物界 定。 说明书 6/6 页 8 CN 110616391 A 8 。