[发明专利]一种CoCrMo胫骨平台人工关节植入物的锻造方法

说明书

本发明提供了一种CoCrMo胫骨平台人工关节植入物的锻造方法，其能解决现有使用常规锻造方法无法生产出合格的CoCrMo胫骨平台，而精密铸造方法生产的CoCrMo胫骨平台又存在光洁度不高、力学性能差、尺寸精度差的问题。其包括下料、表面处理、喷涂、一次挤压、表面处理、喷涂、二次挤压、表面处理、喷涂、预锻、表面处理、终锻。

技术领域

本发明涉及人工关节锻造加工领域，具体为一种CoCrMo胫骨平台人工关节植入物的锻造方法。

背景技术

胫骨平台人工关节植入物为人体膝关节中胫骨平台损伤后的替代物，可以通过手术进行植入从而恢复关节功能，提高患者生活质量。由于CoCrMo材料耐磨、强度高等优异性能，可以有效提高骨科植入物的使用寿命，其在骨科植入物的应用前景广阔，强生、施乐辉等众多医疗器械企业纷纷加大对以CoCrMo为材料的骨科植入物的研制投入。

图1为一种胫骨平台人工关节植入物的结构示意图，其包括柄部1、翼板2和平台3，平台呈U形状，柄部位于平台的U形口4对称中心线中点附近，柄部的轴线与平台法向成3°角，翼板位于柄部侧面与平台底面连接处，呈三角形状，数量为2~3个，平台底面位于U形口两侧分布有若干数量的凹槽5。

由于CoCrMo材料的锻造塑性差，可锻温度区间小，锻造性能很差，同时胫骨平台结构复杂，拥有2~3个平均厚度1~3mm左右的薄翼板，平台上有若干数量的凹槽，凹槽的转接处R角较小，一般为R0.2~R0.5。这导致在使用常规锻造方法进行锻造的过程中，极易出现充型不满、裂纹等缺陷，很难获得充型完全、无裂纹且外观形状、表面质量合格的产品。

因此，目前国内CoCrMo胫骨平台都是以精密铸造的方式成型，但铸造产品存在以下缺陷：1）表面光洁度不高，会加大胫骨平台与其他组件的摩擦；2）力学性能差，其结晶与再结晶过程中破坏了金属纤维组织的连续性；3）尺寸精度较差。因此铸造胫骨平台在使用过程中，容易造成匹配精度不足、磨损失效、疲劳裂纹等情况。

发明内容

针对现有使用常规锻造方法无法生产出合格的CoCrMo胫骨平台，而精密铸造方法生产的CoCrMo胫骨平台又存在光洁度不高、力学性能差、尺寸精度差的技术问题，本发明提供了一种CoCrMo胫骨平台人工关节植入物的锻造方法，其能实现CoCrMo胫骨平台人工关节植入物的精密锻造加工，且产品表面质量、力学性能和尺寸精度均合格，填补国内尚无锻造成型CoCrMo胫骨平台的空白。

其技术方案是这样的：一种CoCrMo胫骨平台人工关节植入物的锻造方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤1、下料，选取合适规格的CoCrMo棒料，并将棒料下端倒圆角，且其圆角半径为2mm~5mm；

步骤2、表面处理，去除棒料表面的污物及表面缺陷；

步骤3、喷涂，在棒料表面喷涂防氧化涂层；

步骤4、一次挤压，将步骤3中的棒料采用实心正挤压方式获得一次挤压件，一次挤压件的柄部下端直径与二次挤压件的柄部下端直径一致，柄部长度为二次挤压件的柄部长度的35%~65%，柄部拔模角与二次挤压件的柄部拔模角一致，一次挤压件的柄部与头部用圆角过渡，且圆角半径为5mm~15mm；一次挤压件的头部为圆柱状或椭圆柱状，一次挤压件的头部沿柄部轴线方向投影的区域覆盖二次挤压件的翼板沿相同方向投影的区域；锻造方向沿柄部轴线向下；

步骤5、表面处理，去除一次挤压件表面的污物、防氧化涂层以及表面缺陷；

步骤6、喷涂，在一次挤压件表面喷涂防氧化涂层；

步骤7、二次挤压，将步骤6中的一次挤压件采用实心正挤压方式获得二次挤压件，二次挤压件的柄部与预锻件的柄部一致，同时挤压成型翼板，二次挤压件的翼板与预锻件的翼板一致，二次挤压件的头部为圆柱状或椭圆柱状，头部底面方向与预锻件的平台底面方向一致，头部的法向与柄部轴线呈3°角；锻造方向沿柄部轴线向下；