一种医用超声刀TC4ELI钛合金丝材的制备方法与流程

本发明涉及涉及钛合金加工，特别是涉及一种医用超声刀tc4eli钛合金丝材的制备方法。

背景技术：

1、随着医疗水平的不断发展，临床医用外科超声手术刀具有精准切割、止血快、创伤面小、术后恢复快的特点，已成为外科手术的发展趋势。常用于乳腺外科手术、腹部外科手术、肝胆外科手术、微创妇科手术、五官科手术、头颈科手术、胸外科手术、泌尿外科微创手术等。相对于传统的电刀，医用外科超声手术刀在现有的技术水平上，极大程度的减少了疾病带给患者的疼痛。

2、超声刀作为微创手术常用的手术器械，具有边切割边止血的作用，具有良好的止血效果、精确切割、安全、术后恢复快、无损伤、最小的侧热损伤的优点，可以极大地减少病人的痛苦。超声刀用棒丝材主要用于医用超声刀，是利用超声波发生器将电信号转换为高频振荡信号传递给换能器，再由换能器将高频振荡信号转换为高频机械信号产生高频机械振动，并通过变幅杆的作用将振幅放大，最后把机械振动传递到连接变幅杆的超声刀部分，进而接触生物组织，对所需切割部位进行精准有效的切割或者凝血。

3、目前超声手术刀刀杆主要为tc4eli合金丝材，常见为φ5mm、φ6mm两种规格，tc4eli合金具有较高的比强度、优异的耐蚀性能以及良好的生物相容性，因此在化工、航空航天、生物医学等有着广泛的应用。现有的超声手术刀选择在一定的工作频率范围内，要求材料的阻抗较小，疲劳性能提升，超声刀刀杆的能量传递效率提升，但是目前针对上述的各项性能与国外产品还存在差异，导致超声手术刀切割过程中产生消叫声，无法精准切割，因此在上述性能各方面要求下调控材料的组织显得尤为重要。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中存在的至少一种问题，本发明提供一种医用超声刀tc4eli钛合金丝材的制备方法。

2、本发明实施例提供的一种医用超声刀tc4eli钛合金丝材的制备方法，tc4eli钛合金丝材，包括如下六个步骤：

3、步骤一：铸锭熔炼，铸锭熔炼包括：按照配比称取原材料，将原材料混合并压制成电极块，将所述电极块熔炼成铸锭；

4、步骤二：锻造，锻造包括：将铸锭进行去除冒口处理得到第一铸锭；将第一铸锭加热至β相变点以上50℃至120℃保温90min至270min后进行锻造得到第二铸锭；对第二铸锭的表面进行修磨、多火次的墩拔锻造、精锻、轧制、拉拔以及矫直得到第三铸锭；对第三铸锭进行修磨得到原始坯料；

5、步骤三：热轧制，热轧制包括：将原始坯料加热至β相变点以下60℃至180℃保温60min至150min后，多道次轧制得到φ9.0mm至φ14.0mm棒坯；

6、步骤四：热拉拔，热拉拔包括：将所述棒坯加热至再结晶温度以上保温，经过多道次的热拉拔得到tc4eli钛合金丝材；

7、步骤五：退火处理，退火处理包括：退火处理tc4eli钛合金丝材；

8、步骤六：矫直磨削，矫直磨削包括：矫直磨削退火处理后的所述tc4eli钛合金丝材。

9、进一步地，上述一种医用超声刀tc4eli钛合金丝材的制备方法中，按照配比称取原材料中称取的原材料中的al含量为5.5％至6.5％，原材料中的v含量为3.5％至4.5％，原材料中的fe含量为≤0.22％，原材料中的c含量为≤0.08％,原材料中的n含量为≤0.06％，原材料中的o含量为≤0.2％,原材料中的h含量为≤0.02％，其余为ti，所述原材料中的杂质含量均低于预设阈值。

10、进一步地，上述一种医用超声刀tc4eli钛合金丝材的制备方法中，退火处理tc4eli钛合金丝材，包括：

11、将tc4eli钛合金丝材加热至650℃至800℃后，保温0.5h至2h后进行空冷处理。

12、进一步地，上述一种医用超声刀tc4eli钛合金丝材的制备方法中，步骤二中，多火次的墩拔锻造、精锻、轧制、拉拔以及矫直得到第三铸锭，第三铸锭的径向总变形量达85％至98％。

13、进一步地，上述一种医用超声刀tc4eli钛合金丝材的制备方法中，步骤六中的tc4eli钛合金丝材的室温性能为：抗拉强度rm≥950mpa，屈服强度rp0.2≥870mpa，伸长率≥10％，断面收缩率≥25％。

14、进一步地，上述一种医用超声刀tc4eli钛合金丝材的制备方法中，步骤六中的tc4eli钛合金丝材的阻抗值为30至60欧姆。

15、进一步地，上述一种医用超声刀tc4eli钛合金丝材的制备方法中，步骤六中的tc4eli钛合金丝材为α+β两相组织。

16、进一步地，上述一种医用超声刀tc4eli钛合金丝材的制备方法中，步骤六中的tc4eli钛合金丝材的组织特征为横、纵向初生α相均为等轴形态，并且细小均匀，表面粗糙度≤1.2μm。

17、本发明有益效果在于：本发明实施例提供的本发明实施例提供的一种医用超声刀tc4eli钛合金丝材的制备方法，tc4eli钛合金丝材包括如下六个步骤：步骤一：铸锭熔炼，所述铸锭熔炼包括：按照配比称取原材料，将原材料混合并压制成电极块，将电极块熔炼成铸锭；步骤二：锻造，锻造包括：将所述铸锭进行去除冒口处理得到第一铸锭；将第一铸锭加热至β相变点以上50℃至120℃保温90min至270min后进行锻造得到第二铸锭；对第二铸锭的表面进行修磨、多火次的墩拔锻造、精锻、轧制、拉拔以及矫直得到第三铸锭；对第三铸锭进行修磨得到原始坯料；步骤三：热轧制，热轧制包括：将原始坯料加热至β相变点以下60℃至180℃保温60min至150min后，多道次轧制得到φ9.0mm至φ14.0mm棒坯；步骤四：热拉拔，热拉拔包括：将棒坯加热至再结晶温度以上保温，经过多道次的热拉拔得到tc4eli钛合金丝材；步骤五：退火处理，退火处理包括：退火处理tc4eli钛合金丝材；步骤六：矫直磨削，矫直磨削包括：矫直磨削退火处理后的tc4eli钛合金丝材。本申请通过锻造过程的高频率锻打引起的变形热，使tc4eli钛合金丝材的热量分布更均匀，有效的提升了tc4eli钛合金丝材的力学性能，并且通过高温锻造结合低温轧制的路线使得tc4eli钛合金丝材的塑性改善良好。

技术特征：

1.一种医用超声刀tc4eli钛合金丝材的制备方法，其特征在于，包括如下六个步骤：

2.根据权利要求1所述的一种医用超声刀tc4eli钛合金丝材的制备方法，其特征在于，所述按照配比称取原材料中称取的原材料中的al含量为5.5％至6.5％，原材料中的v含量为3.5％至4.5％，原材料中的fe含量为≤0.22％，原材料中的c含量为≤0.08％,原材料中的n含量为≤0.06％，原材料中的o含量为≤0.2％,原材料中的h含量为≤0.02％，其余为ti，所述原材料中的杂质含量均低于预设阈值。

3.根据权利要求1所述的一种医用超声刀tc4eli钛合金丝材的制备方法，其特征在于，所述退火处理所述tc4eli钛合金丝材，包括：

4.根据权利要求1所述的一种医用超声刀tc4eli钛合金丝材的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，所述多火次的墩拔锻造、精锻、轧制、拉拔以及矫直得到第三铸锭，所述第三铸锭的径向总变形量达85％至98％。

5.根据权利要求1所述的一种医用超声刀tc4eli钛合金丝材的制备方法，其特征在于，所述步骤六中的tc4eli钛合金丝材的室温性能为：抗拉强度rm≥950mpa，屈服强度rp0.2≥870mpa，伸长率≥10％，断面收缩率≥25％。

6.根据权利要求1所述的一种医用超声刀tc4eli钛合金丝材的制备方法，其特征在于，所述步骤六中的tc4eli钛合金丝材的阻抗值为30至60欧姆。

7.根据权利要求1所述的一种医用超声刀tc4eli钛合金丝材的制备方法，其特征在于，所述步骤六中的tc4eli钛合金丝材为α+β两相组织。

8.根据权利要求1所述的一种医用超声刀tc4eli钛合金丝材的制备方法，其特征在于，所述步骤六中的tc4eli钛合金丝材的组织特征为横、纵向初生α相均为等轴形态，并且细小均匀，表面粗糙度≤1.2μm。

技术总结
本发明涉及钛合金加工技术领域，公开了一种医用超声刀TC4ELI钛合金丝材的制备方法，包括：按照配比称取原材料，将原材料混合并压制成电极块，将电极块熔炼成铸锭；将铸锭进行去除冒口处理得到第一铸锭；将第一铸锭加热至β相变点以上50℃至120℃保温90min至270min后进行锻造得到第二铸锭；对第二铸锭的表面进行修磨、多火次的墩拔锻造、精锻、轧制、拉拔以及矫直得到第三铸锭；对第三铸锭进行修磨得到原始坯料；将原始坯料加热至β相变点以下60℃至180℃保温60min至150min后，多道次轧制得到φ9.0mm至φ14.0mm棒坯；将棒坯加热至再结晶温度以上保温，经过多道次的热拉拔得到TC4ELI钛合金丝材；退火处理TC4ELI钛合金丝材；矫直磨削TC4ELI钛合金丝材。本申请提升了TC4ELI钛合金丝材的力学性能。

技术研发人员：刘向宏,肖颖,杜小联,孙小平,付航涛,白洁,李献有,王凯旋,李少强,杜予晅,冯勇
受保护的技术使用者：西部超导材料科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15