專利名稱：一種醫用鈦合金棒材矯直內應力快速消除方法
技術領域：
本發明屬于有色金屬加工領域，涉及一種醫用鈦合金棒材矯直內應力快速消除方法。
背景技術：
鈦及鈦合金具有較低的彈性模量、耐腐蝕，生物及力學相容性優異，廣泛應用于外科植入物，鈦合金由于具有高強度、高韌性等優異的機械性能，是一種理想的外科植入物材料。此類加工材料大多采用自動化縱切加工，因此對棒材直線度及尺寸精度要求高。小規格金屬棒材一般米用兩棍矯直方式加工，這種加工方式能有效地矯直棒材，但矯直前棒材需要進行加熱，矯直過程中棒材處于扭轉應力狀態，隨著矯直呈現螺旋前進，導致矯直后棒材內部存在較大的內應力，尤其在棒材的近表層，后續加工成某些需要開口( “U型槽口 ”)的外科植入物零件時，會因表層內應力的存在導致明顯的縮口問題。而目前對兩輥矯直的棒材，一般沒有較為合理的應力消除措施，僅通過提高矯直溫度或者矯直輥子的調整來降低應力的大小，但并沒有從根本上消除內應力。
發明內容
本發明的目的是提出了一種醫用鈦合金棒材矯直內應力快速消除方法，從根本上消除棒材的矯直內應力，解決了因棒材矯直內應力導致后續加工零件的縮口問題。該方法具有快速、便捷的特點，設備簡單，操作方便，完全滿足批量化生產要求。本發明所采用的 技術方案是，醫用鈦合金棒材矯直內應力快速消除方法，具體按照以下步驟進行:采用附圖的電加熱裝置，將兩輥矯直的Φ 13mm Φ 14mm鈦合金棒材采用夾頭夾緊，并加上合適的配重(40kg 50kg)，避免在通電加熱過程中，因材料軟化而破壞棒材直線度。通電后，通過調節電控功率大小，棒材將持續升溫，采用紅外測溫儀測量棒材的實時溫度，棒材加熱最高溫度(即斷電前的最大功率，通電功率根據實測棒材的溫度來控制)范圍為720。。 780°C，整個加熱時間在5s 10s，冷卻20s后卸料。采用棒材線切割開“U型槽口”模擬的方法，通過計算U型槽口縮口量的大小，評定棒材內應力的消除情況。U型槽口縮口量控制在0.05mm以內，便滿足零件的使用要求。
附圖為醫用鈦合金棒材矯直內應力快速消除的電加熱裝置示意圖。
具體實施例方式結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本發明的醫用鈦合金棒材矯直內應力快速消除方法的過程為，裝夾料、通電加熱、同步紅外測溫、斷電、冷卻、卸料，其具體按以下步驟進行:
采用附圖的電加熱裝置,將兩棍矯直的φ 13mm Φ 14mm鈦合金棒材采用夾頭夾緊，并加上合適的配重(40kg 50kg)，避免在通電加熱過程中，因材料軟化而破壞棒材直線度。通電后，通過調節電控功率大小，棒材將持續升溫，采用紅外測溫儀測量棒材的實時溫度，棒材加熱最高溫度(即斷電前的最大功率，通電功率根據實測棒材的溫度來控制)范圍為720。。 780°C，整個加熱時間在5s 10s，冷卻20s后卸料。實施例1:采用兩輥矯直Φ13ι πι T1-6A1-4V鈦合金棒材，夾緊并配重40kg，通電加熱，加熱8s后斷電，紅外測溫儀測定實時溫度772°C，冷卻20s后卸料。該醫用鈦合金棒材經快速消除應力并U型開槽，槽口縮口量為0.021mm。實施例2:采用兩棍矯直Φ13ι πι Ti_6Al_4V鈦合金棒材,夾緊并配重50kg,通電加熱,加熱6s后斷電，紅外測溫儀測定實時溫度728°C，冷卻20s后卸料。該醫用鈦合金棒材經快速消除應力并U型開槽，槽口縮口量為0.035mm。實施例3:采用兩棍矯直Φ14ι πι Ti_6Al_4V鈦合金棒材,夾緊并配重45kg,通電加熱,加熱IOs后斷電，紅外測溫儀測定實時溫度778°C，冷卻20s后卸料。
該醫用鈦合金棒材經快速消除應力并U型開槽，槽口縮口量為0.012mm。實施例4:采用兩棍矯直Φ14ι πι Ti_6Al_4V鈦合金棒材,夾緊并配重50kg,通電加熱,加熱5s后斷電，紅外測溫儀測定實時溫度722°C，冷卻20s后卸料。該醫用鈦合金棒材經快速消除應力并U型開槽，槽口縮口量為0.040mm。
權利要求
1.一種醫用鈦合金棒材矯直內應力快速消除方法，其特征在于，按以下步驟進行:采用特制的電加熱裝置，將兩棍矯直的φ 13mm φ 14mm鈦合金棒材采用夾頭夾緊,并加上合適的配重(40kg 50kg)，避免在通電加熱過程中，因材料軟化而破壞棒材直線度。通電后，通過調節電控功率大小,棒材將持續升溫,采用紅外測溫儀測量棒材的實時溫度,棒材加熱最高溫度范圍為720V 780°C， 整個加熱時間在5s 10s，冷卻20s后卸料。
全文摘要
本發明公開了一種醫用鈦合金棒材矯直內應力快速消除方法，采用電加熱裝置，將兩輥矯直的Φ13mm～Φ14mm鈦合金棒材采用夾頭夾緊，并加上合適的配重(40kg～50kg)，避免在通電加熱過程中，因材料軟化而破壞棒材直線度。通電后，通過調節電控功率大小，棒材將持續升溫，采用紅外測溫儀測量棒材的實時溫度，棒材加熱最高溫度(即斷電前的最大功率，通電功率根據實測棒材的溫度來控制)范圍為720℃～780℃，整個加熱時間在5s～10s，冷卻20s后卸料。本發明的方法從根本上消除棒材的矯直內應力，解決了因棒材內應力導致后續加工零件的縮口問題。該方法具有快速、便捷的特點，設備簡單，操作方便，完全滿足批量化生產要求。
文檔編號C22F1/18GK103088276SQ20111033298
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者樊亞軍, 曹繼敏, 楊華斌, 羅斌莉, 李雷 申請人:西安賽特金屬材料開發有限公司