一种医用ta3板材的生产工艺的制作方法
【专利摘要】一种医用TA3板材的生产工艺，涉及一种TA3板材的生产工艺，所述的工艺步骤通过板坯的制作、板坯的卷式热轧、带卷的退火、带卷的喷丸、酸洗、带卷的冷轧、脱脂、带卷的开平分切、板材的退火和板材的喷砂、酸洗步骤得到TA3成品板材；本发明采用卷式生产取代单片式的生产，对于4.0～6.2mm的医用TA3板材，可以省去2～3个火次及火次间的半成品处理工序；对于2.0～4.0mm的TA3板材，除了可以省去热轧的2～3火次外，还能够省去冷轧2～3个轧程及中间半成品处理工序，总的加工工序减少30%以上；并且卷式生产单批次可生产4～6吨的TA3成品板材，所述的生产方法具有低成本、高效率的优点。
【专利说明】-种医用TA3板材的生产工艺 【【技术领域】】
[0001] 本发明涉及一种TA3板材的生产工艺，具体涉及一种医用TA3板材的生产工艺。 【【背景技术】】
[0002] 公知的，近几年来，生物医用金属材料每年保持15?20%的增长趋势，钛及钛合 金由于比强度高弹性模量接近自然骨，耐蚀性好以及优良的生物相容性和加工成形性，其 在骨科植入物领域得到越来越多的应用。
[0003] 目前骨科植入物中关节、创伤和脊柱产品是中国市场三大主流产品，其中规模占 比最大的是创伤产品达到40%左右，2013年我国创伤类植入物市场规模超过25亿元，创伤 类产品中的TA3金属接骨板用钛板的比例呈现出逐年上升的趋势；随着各国标准对钛制金 属接骨板的精度要求越来越高，并且医用精密加工设备对原料的外形尺寸、厚度公差和同 板差要求苛刻，从而使得医疗器械企业对钛板材厚度公差、同板差要求逐步提高，目前我国 国内钛材生产企业均采用单片式的轧制方法进行，对于热轧TA3板材厚度公差普遍在0? 0· 35mm之间，同板差控制在0?0· 2mm之间，冷乳TA3板材的厚度公差普遍在0?0· 2mm之 间，同板差控制在〇?〇. 15mm，并且单片式轧制会导致同批次板材的理化性能指标上呈现 出较大的波动；目前这种厚度公差、同板差及成品板材性能的波动大大增加了医疗企业后 续加工难度；而如何缩小医用TA3板材的厚度公差及同板差是生产医用TA3板材的关键。 【
【发明内容】
】
[0004] 为了克服【背景技术】中的不足，本发明公开了一种医用TA3板材的生产工艺，实现 了控制热乳TA3板材的厚度公差在0?0· 15mm之间，同板差控制在0?0· 1mm之间，同批 次板材的理化性能保持一致；冷轧TA3板材的厚度公差控制在0?0. 10mm之间，同板差控 制在0?0. 05mm之间，同批次板材的理化性能保持一致的目的。
[0005] 为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] 一种医用TA3板材的生产工艺，包括板坯的制作、板坯的卷式热轧、带卷的退火、 带卷的喷丸、酸洗、带卷的冷乳、脱脂、带卷的开平分切、板材的退火和板材的喷砂、酸洗步 骤，具体操作步骤如下：
[0007] a、板坯的制作：
[0008] 选用零级小颗粒海绵钛，用自动称重混布料系统将海绵钛和纯度大于99. 5%的二 氧化钛粉进行均匀混合后压制电极，利用真空等离子焊箱进行电极的焊接，采用真空自耗 电弧炉进行三次熔炼，熔炼后切除冒口，然后进行扒皮锻造，经过2?3火次锻造后得到铸 态组织得到均匀破碎的TA3板坯；
[0009] b、板坯的卷式热轧：
[0010] 接上一步骤，将板坯放入步进式加热炉中加热，保温时间根据板坯的厚度进行计 算，通过8?12个道次，道次变形率在10?50%之间，最终轧制成4. 0?6. 2mm的带卷；
[0011] C、带卷的退火：
[0012] 接上一步骤，在大气气氛中进行退火，退火后进行保温，退火时间及保温时间根据 板材厚度决定，带卷的开卷速度根据连续退火炉的长度进行计算确定；
[0013] d、带卷的喷丸、酸洗：
[0014] 接上一步骤，通过喷丸将TA3带卷表面氧化去除干净，然后通过酸洗将带卷进行 白化，为后续的冷轧做准备；
[0015] e、带卷的冷轧、脱脂：
[0016] 接上一步骤，采用四辊可逆轧机进行冷轧，工作辊的粗糙度在0. 6?1. 0 μ m，工作 辊的粗糙度< 〇. 3 μ m，通过6?12个道次轧至目标厚度；冷轧后将带卷表面的乳化液利用 5?15%的ΝΑ0Η水溶液清除干净；
[0017] f、带卷的开平分切：
[0018] 接上一步骤，将冷轧后的带卷进行开平分切成目标尺寸的板材，开平分切后的TA3 板材不平度< 15mm/m，将边部毛刺去除干净；
[0019] g、板材的退火：
[0020] 接上一步骤，采用大气气氛进行退火，退火板材摆放整齐后，上方压制30?100mm 普碳钢板起压矫形作用，退火板材经过装炉、升温和保温的工艺步骤；
[0021] h、板材的喷砂、酸洗：
[0022] 接上一步骤，采用40#棕刚玉沙，喷砂压力在0. 5?IMpa之间，将板材表面氧化皮 去除，表面氧化皮取出后由酸洗液对板材进行酸洗，酸洗后得到TA3成品板材；
[0023] 所述的医用TA3板材的生产工艺，所述步骤a中制作的板述不平度< 3mm/m，表面 粗糙度< 3. 2 μ m，并且按照GB/T5193-2007进行超声波探伤检验，探伤级别要在B级或B级 以上，最终成品TA3板述规格为
【权利要求】
1. 一种医用TA3板材的生产工艺，其特征是：包括板坯的制作、板坯的卷式热轧、带卷 的退火、带卷的喷丸、酸洗、带卷的冷轧、脱脂、带卷的开平分切、板材的退火和板材的喷砂、 酸洗步骤，具体操作步骤如下： 8、板述的制作： 选用零级小颗粒海绵钛，用自动称重混布料系统将海绵钛和纯度大于99. 5%的二氧化 钛粉进行均匀混合后压制电极，利用真空等离子焊箱进行电极的焊接，采用真空自耗电弧 炉进行三次熔炼，熔炼后切除冒口，然后进行扒皮锻造，经过2?3火次锻造后得到铸态组 织得到均匀破碎的TA3板坯； b、 板坯的卷式热轧： 接上一步骤，将板坯放入步进式加热炉中加热，保温时间根据板坯的厚度进行计算，通 过8?12个道次，道次变形率在10?50%之间，最终轧制成4. 0?6. 2mm的带卷； c、 带卷的退火： 接上一步骤，在大气气氛中进行退火，退火后进行保温，退火时间及保温时间根据板材 厚度决定，带卷的开卷速度根据连续退火炉的长度进行计算确定； d、 带卷的喷丸、酸洗： 接上一步骤，通过喷丸将TA3带卷表面氧化去除干净，然后通过酸洗将带卷进行白化， 为后续的冷轧做准备； e、 带卷的冷乳、脱脂： 接上一步骤，采用四辊可逆轧机进行冷轧，工作辊的粗糙度在0. 6?1. 0 μ m，工作辊的 粗糙度< 〇. 3 μ m，通过6?12个道次轧至目标厚度；冷轧后将带卷表面的乳化液利用5? 15 %的NAOH水溶液清除干净； f、 带卷的开平分切： 接上一步骤，将冷轧后的带卷进行开平分切成目标尺寸的板材，开平分切后的TA3板 材不平度< 15mm/m，将边部毛刺去除干净； g、 板材的退火： 接上一步骤，采用大气气氛进行退火，退火板材摆放整齐后，上方压制30?100mm普碳 钢板起压矫形作用，退火板材经过装炉、升温和保温的工艺步骤； h、 板材的喷砂、酸洗： 接上一步骤，采用40#棕刚玉沙，喷砂压力在0.5?IMpa之间，将板材表面氧化皮去 除，表面氧化皮取出后由酸洗液对板材进行酸洗，酸洗后得到TA3成品板材。
2. 根据权利要求1所述的医用TA3板材的生产工艺，其特征是：所述步骤a中 制作的板坯不平度彡3mm/m，表面粗糙度彡3. 2 μ m，并且按照GB/T5193-2007进 行超声波探伤检验，探伤级别要在B级或B级以上，最终成品T A 3板坯规格为
3. 根据权利要求1所述的医用TA3板材的生产工艺，其特征是：在步骤b中所述加热 温度为在830?890°C之间。
4. 根据权利要求1所述的医用TA3板材的生产工艺，其特征是：在步骤c中所述的退 火方式为连续退火，退火温度在700?750°C之间，保温时间2?4min。
5. 根据权利要求1所述的医用TA3板材的生产工艺，其特征是：在步骤e中冷轧道次 变形量在3?6%之间，总变形量在20?50%之间，乳制速度为50?200m/min。
6. 根据权利要求1所述的医用TA3板材的生产工艺，其特征是：在步骤g中退火板材 装炉温度400?600°C，温度稳定后开始升温，在升温至600?700°C退火温度进行保温，保 温时间2?5小时。
7. 根据权利要求1所述的医用TA3板材的生产工艺，其特征是：在步骤h中所述的酸洗 液由氢氟酸、硝酸及水组成，氢氟酸（HF)质量浓度为2. 0?5. 0%，硝酸（ΗΝ03)质量浓度为 10. 0?35. 0%，两者之间的比例为HF :HN03 = 1 : (3?10)，酸洗速度控制在3?10m/min。
【文档编号】C22B9/20GK104099493SQ201410361015
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】王树军, 刘喜波, 李洋, 王非, 顾新盛, 王卫超, 李渤渤 申请人:洛阳双瑞精铸钛业有限公司