一种医用镁合金丝材表面光洁的方法

本发明涉及生物医用材料，特别提供一种医用镁合金丝材表面光洁的方法。

背景技术：

1、镁合金丝材在拉拔过程中的润滑剂(如：石墨乳、润滑脂等)容易黏附到丝材表面，形成润滑层。另外，镁合金丝材冷拉拔后需热处理进行组织恢复和应力消除，但不可避免极易形成氧化层。润滑层和氧化层不仅影响镁合金丝材的美观，更会影响其力学性能、耐腐蚀性能以及植入后生物学性能。因此，去除镁合金丝材表面润滑层和氧化层是保证其作为生物医用材料的关键，以保持原有的性能。

2、目前，合金丝材常用的表面处理方法是：

3、(1)化学方法如酸碱洗，但镁合金耐腐蚀性差，丝材在酸洗中易腐蚀断裂，且表面产生新的腐蚀层。

4、(2)物理扒皮法可去除表面层，但扒皮模与丝材之间摩擦阻力大，对于镁合金细丝材(0.2mm～0.3mm)，很容易折断，且表面光洁度不够，难以实现量产化。

5、(3)物理方法还有砂轮磨削和抛光处理，而镁合金丝材较软且细，磨削和抛光过程易因磨损量过大产生明显的表面划痕，同时也极易导致丝材断裂。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种医用镁合金丝材表面光洁的方法，通过对其表面处理，使表面无异物且光滑无加工痕迹，解决医用镁合金丝材表面因润滑层和氧化层引起的材料和产品失效等问题。

2、本发明的技术方案是：

3、一种医用镁合金丝材表面光洁的方法，采用一种可固定摩擦块的丝材表面抛光装置，通过摩擦块和丝材的接触摩擦，去除氧化层和润滑层；该装置包括粗抛光摩擦块、精抛光摩擦块、抛光装置壳体、第一螺丝、第二螺丝，丝材的两端分别卷绕在沿水平方向相对设置的放线轮、拉丝主动轮上，在放线轮、拉丝主动轮之间的丝材沿水平拉拔方向穿设于抛光装置壳体，抛光装置壳体内设置与丝材对应的粗抛光摩擦块、精抛光摩擦块，其中：

4、粗抛光摩擦块为两个相对设置于丝材两侧，粗抛光摩擦块的背面分别相对设置第一螺丝，两个第一螺丝分别穿设于抛光装置壳体，并与抛光装置壳体通过螺纹连接，第一螺丝施加压力的方向与丝材水平拉拔方向垂直，通过第一螺丝调整对丝材垂直方向的压力，粗抛光摩擦块对丝材进行粗抛光；

5、精抛光摩擦块为两个相对设置于丝材两侧，精抛光摩擦块的背面分别相对安装第二螺丝，两个第二螺丝分别穿设于抛光装置壳体，并与抛光装置壳体通过螺纹连接，第二螺丝施加压力的方向与丝材水平拉拔方向垂直，通过第二螺丝调整对丝材垂直方向的压力，精抛光摩擦块对丝材进行精抛光。

6、所述的医用镁合金丝材表面光洁的方法，抛光装置可独立拆卸，通过三角支架固定在地面上。

7、所述的医用镁合金丝材表面光洁的方法，丝材从抛光装置壳体两端穿进，与抛光装置壳体里面的粗抛光摩擦块、精抛光摩擦块接触，粗抛光摩擦块、精抛光摩擦块分别选择一组或两组以上同时进行表面处理，粗抛光摩擦块、精抛光摩擦块分别与丝材的接触面360度调整，以达到表面层充分去除的目的。

8、所述的医用镁合金丝材表面光洁的方法，粗抛光摩擦块、精抛光摩擦块与丝材的接触力通过扭动抛光装置壳体上的第一螺丝、第二螺丝进行调整。

9、所述的医用镁合金丝材表面光洁的方法，采用百洁布进行粗抛光，粗抛光后的粗糙度为ra0.2～ra0.4；采用魔力擦进行精抛光，精抛光后的粗糙度为ra0.05～ra0.2。

10、所述的医用镁合金丝材表面光洁的方法，百洁布为尼龙纤维和矿砂研磨粒子制成的尼龙含砂百洁布，魔力擦的材质为密胺聚氨酯泡沫。

11、所述的医用镁合金丝材表面光洁的方法，包括如下操作步骤：

12、(1)将镁合金丝材穿过抛光装置，其一端接入拉丝主动轮；

13、(2)将粗抛光摩擦块和丝材选择不同角度接触，通过第一螺丝调整粗抛光摩擦块与丝材之间的压力并固定；

14、(3)启动拉拔机旋转拉丝主动轮，传动速度为0.5～3m/min，丝材在前进的同时与百洁布接触，去除表面层；

15、(4)将精抛光摩擦块和步骤(3)经粗抛光的丝材选择不同角度接触，通过第二螺丝调整精抛光摩擦块与丝材之间的压力并固定；

16、(5)启动拉拔机旋转拉丝主动轮，传动速度为0.5～3m/min，丝材在前进的同时与魔力擦接触，去除表面层；

17、(6)将经过步骤(5)的丝材截去前面未表面处理的一段，用酒精超声清洗干净，吹干，真空包装备用。

18、所述的医用镁合金丝材表面光洁的方法，步骤(2)和步骤(4)中的选择不同角度接触是指：摩擦块垂直于地面方向上下接触丝材；或者，摩擦块水平于地面方向前后接触丝材；或者，丝材与摩擦块接触受力方向，与地面方向呈30°～60°。

19、本发明的设计思想是：

20、合金丝材通常的表面处理方法包括化学酸碱洗法和机械磨抛法，但均无法对超细镁合金丝材做表面光洁处理。针对目前镁合金超细丝材在实际应用中表面润滑层和氧化层带来的诸多不利影响及其表面层难以批量处理的问题，本发明采用一种可固定摩擦块的丝材表面抛光装置，通过摩擦块和丝材的接触摩擦，去除氧化层和润滑层，使表面无异物且光滑无加工痕迹，以提高最终镁合金丝材应用的力学性能、耐腐蚀性能及生物安全性等。

21、本发明的优点及有益效果是：

22、1、针对目前镁合金丝材冷拉拔后润滑层和氧化层对丝材的美观及力学性能、耐腐蚀性能以及植入后生物学性能的影响。本发明采用一种简便易实现的抛光装置，通过摩擦块和丝材的接触摩擦，去除氧化层和润滑层，使得丝材具有更好的光洁度，满足使用要求。

23、2、在镁合金超细丝材表面进行表面处理难度较大，常用的表面处理方式(如：砂轮、砂纸等)适用于较大块、棒状材料，很难适用于超细丝。本发明采用抛光法可对细丝材表面进行去表面层处理，满足丝材的表面性能要求。

24、3、本发明采用的表面处理方法成本低，不易破坏镁合金丝材本身，高效、灵活、去除效果佳。

技术特征：

1.一种医用镁合金丝材表面光洁的方法，其特征在于，采用一种可固定摩擦块的丝材表面抛光装置，通过摩擦块和丝材的接触摩擦，去除氧化层和润滑层；该装置包括粗抛光摩擦块、精抛光摩擦块、抛光装置壳体、第一螺丝、第二螺丝，丝材的两端分别卷绕在沿水平方向相对设置的放线轮、拉丝主动轮上，在放线轮、拉丝主动轮之间的丝材沿水平拉拔方向穿设于抛光装置壳体，抛光装置壳体内设置与丝材对应的粗抛光摩擦块、精抛光摩擦块，其中：

2.按照权利要求1所述的医用镁合金丝材表面光洁的方法，其特征在于，抛光装置可独立拆卸，通过三角支架固定在地面上。

3.按照权利要求1所述的医用镁合金丝材表面光洁的方法，其特征在于，丝材从抛光装置壳体两端穿进，与抛光装置壳体里面的粗抛光摩擦块、精抛光摩擦块接触，粗抛光摩擦块、精抛光摩擦块分别选择一组或两组以上同时进行表面处理，粗抛光摩擦块、精抛光摩擦块分别与丝材的接触面360度调整，以达到表面层充分去除的目的。

4.按照权利要求1所述的医用镁合金丝材表面光洁的方法，其特征在于，粗抛光摩擦块、精抛光摩擦块与丝材的接触力通过扭动抛光装置壳体上的第一螺丝、第二螺丝进行调整。

5.按照权利要求1所述的医用镁合金丝材表面光洁的方法，其特征在于，采用百洁布进行粗抛光，粗抛光后的粗糙度为ra0.2～ra0.4；采用魔力擦进行精抛光，精抛光后的粗糙度为ra0.05～ra0.2。

6.按照权利要求5所述的医用镁合金丝材表面光洁的方法，其特征在于，百洁布为尼龙纤维和矿砂研磨粒子制成的尼龙含砂百洁布，魔力擦的材质为密胺聚氨酯泡沫。

7.按照权利要求1所述的医用镁合金丝材表面光洁的方法，其特征在于，包括如下操作步骤：

8.按照权利要求7所述的医用镁合金丝材表面光洁的方法，其特征在于，步骤(2)和步骤(4)中的选择不同角度接触是指：摩擦块垂直于地面方向上下接触丝材；或者，摩擦块水平于地面方向前后接触丝材；或者，丝材与摩擦块接触受力方向，与地面方向呈30°～60°。

技术总结
本发明涉及生物医用材料技术领域，特别提供一种医用镁合金丝材表面光洁的方法。镁合金丝材需要处理掉表面润滑层和氧化层以保持原有的性能，合金丝材通常的表面处理方法包括化学酸碱洗法和机械磨抛法(如：砂轮、砂纸等)，但均无法对超细镁合金丝材做表面光洁处理。为了解决上述问题，采用一种可固定摩擦块的丝材表面抛光装置，通过摩擦块和丝材的接触摩擦，去除氧化层和润滑层；镁合金丝材可穿过该装置，通过螺丝调整摩擦块和丝材之间的松紧度，通过拉拔收线使丝材和摩擦块产生摩擦力进行表面抛光，然后用酒精超声清洗干净，吹干。经上述表面处理，镁合金丝材表面光滑，有效地去除了表面氧化层和润滑层。

技术研发人员：马政,谭丽丽,杨柯
受保护的技术使用者：中国科学院金属研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12