[发明专利]一种高强Ti6Al7Nb钛合金丝材的制备方法

说明书

本发明公开了一种高强Ti6Al7Nb钛合金丝材的制备方法，具体为：首先选取横向组织优于ETTC2A5级的Ti6Al7Nb钛合金棒坯，置于箱式电阻炉中，在相变点以下加热，保温，轧制；然后将棒坯去除氧化皮、冷连轧为多棱丝材；对多棱丝材进行规圆，并矫直、磨光，即得到高强Ti6Al7Nb钛合金丝材。本发明方法选取合适的坯料加工工艺来改善材料成形性，通过成品加工方式和变形量的配合来控制丝材的组织性能，采用本发明方法制备得到高强Ti6Al7Nb钛合金丝材，比常规热拉拔工艺得到的丝材组织均匀，强度高，各项性能均可达到髓内针等高强高韧外科植入物用Ti6Al7Nb丝材的要求。

技术领域

本发明属于钛合金材料加工技术领域，具体涉及一种高强Ti6Al7Nb钛合金丝材的制备方法。

背景技术

Ti6Al7Nb钛合金具有低的密度、合适的强度、优良的生物相容性、耐腐蚀性、可加工性，且不含有害元素“V”等特点，被用来加工髓内针，骨钉、关节柄等人体植入件，在生物医用材料领域广泛使用。GB/T、ISO和ASTM等标准对外科植入物用Ti6Al7Nb钛合金的性能规定：退火态和热加工态丝棒材，抗拉强度≥900MPa，屈服强度≥800MPa，延伸率≥10％，断面收缩率≥25％。

Ti6Al7Nb钛合金工艺性能不佳，易开裂，采用常规的制备方法很难稳定生产出强度高、塑性适中的丝材，尤其是用来加工髓内针等零件的高强高韧丝材。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强Ti6Al7Nb钛合金丝材的制备方法，解决了现有方法难以稳定生产出具有高强度、良好塑性的Ti6Al7Nb钛合金丝材的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种高强Ti6Al7Nb钛合金丝材的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，棒坯轧制：

选取横向组织优于ETTC2A5级的Ti6Al7Nb钛合金棒坯，置于箱式电阻炉中，在相变点以下加热，保温，轧制；

步骤2，制备多棱丝材：

将经步骤1轧制的棒坯采用无心车车削，100％去除氧化皮，然后在室温下冷连轧，得到多棱丝材；

步骤3，丝材规圆：

将步骤2得到的多棱丝材，在室温下规圆拉拔为圆形丝材；

步骤4，丝材矫直精整：

对步骤4得到的圆形丝材进行矫直、磨光，即得到高强Ti6Al7Nb钛合金丝材。

本发明的特点还在于，

步骤1中加热温度为相变点以下10℃～50℃，保温时间至少为min。

步骤1中轧制道次为14～18道次，道次变形量为10％～25％，累积变形量不小于95.5％。

步骤2中去除氧化皮后棒坯的丝材同棒差≤0.08mm，表面粗糙度Ra≤1.6μm。

步骤2中冷连轧至少5道次，道次变形量为10％～11％，冷连轧累积变形量≥40％。

步骤3中采用多道次规圆拉拔，道次变形量≤6％，累积变形量≥10％。

步骤4中矫直在室温下进行。

本发明的有益效果是，本发明一种高强Ti6Al7Nb钛合金丝材的制备方法，选取合适的坯料加工工艺来改善材料成形性，通过成品加工方式和变形量的配合来控制丝材的组织性能，采用本发明方法制备得到高强Ti6Al7Nb钛合金丝材，比常规热拉拔工艺得到的丝材组织均匀，强度高，各项性能均可达到髓内针等高强高韧外科植入物用Ti6Al7Nb丝材的要求。

附图说明