[发明专利]一种高X射线可视性W纤维增强TiNi合金管制造方法

说明书

本发明的一种高X射线可视性W纤维增强TiNi合金管制造方法，通过水冷铜模浇铸的方法，获得杂质少且W比重偏析较轻的铸锭；先在TiNi记忆合金中凝固析出W微米粒子，经轧制与穿芯拉拔成高同轴度、壁厚均匀且表面光洁的薄壁管材，因轧制与拉拔变形使初始的W微米粒子成为亚微米及亚微米以下尺度的长纤维。由于W亚微米纤维在TiNi基体中具有较大的弹性应变极限与高的塑性，不仅增强了TiNi记忆合金管材的强度、超弹应力与X射线可视性，且对TiNi记忆合金管材的塑性无明显影响。因此本发明的方法无需对刻蚀后的支架进行较具破坏性的后处理，便可获得高性能、高X射线可视性的W‑TiNi合金的薄壁管材。

技术领域

本发明涉及一种生物医疗用金属材料领域，具体涉及一种高X射线可视性W纤维增强TiNi合金管制造方法。

背景技术

随着钛镍(TiNi)合金在微创医疗领域的应用发展，对现有TiNi记忆合金医疗器械提出了更高的要求，如在介入手术过程中，使用高X射线可视性的TiNi记忆合金支架，大大便于体外观察支架的运送与安装状态。已有相关研究表明，通过在已刻蚀成型的TiNi记忆合金支架的节点或表面激光熔覆或离子镀高原子序数的合金元素，如钨(W)、钽(Ta)等，可提高X射线可视性。然而，上述方法都有难以克服的技术缺陷，如激光熔覆W颗粒，会大大降低记忆合金支架的强度与塑性，而塑性变形的引入，又会降低支架的形状记忆效应与超弹性。

现有技术中，单体态金属纳米线或亚微米微柱因位错匮乏而具有高的屈服强度，例如铜/金纳米线的屈服强度可以超过4GPa，被称为复合材料最具潜力的强化组元材料之一。然而，金属纳米线或微柱因缺乏加工硬化机制，其塑性变形能力很差，往往限制了其应用。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种将高原子序数的W金属制成纳米线或亚微米纤维复合在TiNi记忆合金中的增强TiNi记忆合金薄壁管造方法，用以提高刻蚀后的心脏瓣膜支架的X射线可视性。

本发明的技术方案如下：一种高X射线可视性W纤维增强TiNi合金管制造方法，其步骤包括：

1)按照原子比：W_x-(Ti_aNi_b)_(100-x)，其中x＝3～10，及a∶b＝49∶51～53∶47的成分，利用Ni₄W合金、纯Ni与纯Ti进行熔炼，获得杂质少且W比重偏析较轻的铸锭；2)在高温条件下将所述铸锭进行时效处理，使铸锭微观组织为W微米颗粒均匀弥散在TiNi基体中；3)在高温条件下将所述铸锭制成内外壁同心的管坯；4)对所述管坯进行多道次轧制，每道次加工变形截面收缩率10～40％；在轧制过程中，TiNi基体中的W微米颗粒被沿管轴向拉长成纤维状；5)对轧制后的管坯进行多道次拉拔，W纤维沿轴向进一步拉细、拉长至亚微米或亚微米以下尺度；6)对拉拔后的管坯进行定型处理，获得W-TiNi合金的管材；

所述1)中，通过水冷铜模浇铸的方法实现快速凝固，减少W元素的比重偏析，获得W粒子均匀弥散在TiNi基体中的微观组织。

进一步，所述2)中，所述时效处理是将铸锭倒置在炉中，在950～1050℃下进行12～24小时保温。

进一步，所述3)中，将所述铸锭在920～980℃下进行液压开坯，热挤成棒材后车削至表面光洁；将棒材沿轴向，线切割掏心成内外壁同心的管坯。

进一步，所述4)中，使用三辊冷轧方法进行轧制，每经过2～4道次轧制后，需要中间退火，退火温度为650～700℃，退火时间为5～10min；并且每经过2～3轮多道次轧制与中间退火后，需夹杂一次较高温度的退火，退火温度为750℃，退火时间为5～10min。

进一步，所述5)中，用尺寸略小于所述管坯内径、经表面抛光和氧化处理的相同成分W-TiNi合金丝材放入所述管坯内，作为芯材一同拉拔。