一種醫(yī)用ta3板材的生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】一種醫(yī)用TA3板材的生產(chǎn)工藝，涉及一種TA3板材的生產(chǎn)工藝，所述的工藝步驟通過板坯的制作、板坯的卷式熱軋、帶卷的退火、帶卷的噴丸、酸洗、帶卷的冷軋、脫脂、帶卷的開平分切、板材的退火和板材的噴砂、酸洗步驟得到TA3成品板材；本發(fā)明采用卷式生產(chǎn)取代單片式的生產(chǎn)，對(duì)于4.0～6.2mm的醫(yī)用TA3板材，可以省去2～3個(gè)火次及火次間的半成品處理工序；對(duì)于2.0～4.0mm的TA3板材，除了可以省去熱軋的2～3火次外，還能夠省去冷軋2～3個(gè)軋程及中間半成品處理工序，總的加工工序減少30%以上；并且卷式生產(chǎn)單批次可生產(chǎn)4～6噸的TA3成品板材，所述的生產(chǎn)方法具有低成本、高效率的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】-種醫(yī)用TA3板材的生產(chǎn)工藝 【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001] 本發(fā)明涉及一種TA3板材的生產(chǎn)工藝，具體涉及一種醫(yī)用TA3板材的生產(chǎn)工藝。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 公知的，近幾年來，生物醫(yī)用金屬材料每年保持15?20%的增長趨勢，鈦及鈦合 金由于比強(qiáng)度高彈性模量接近自然骨，耐蝕性好以及優(yōu)良的生物相容性和加工成形性，其 在骨科植入物領(lǐng)域得到越來越多的應(yīng)用。
[0003] 目前骨科植入物中關(guān)節(jié)、創(chuàng)傷和脊柱產(chǎn)品是中國市場三大主流產(chǎn)品，其中規(guī)模占 比最大的是創(chuàng)傷產(chǎn)品達(dá)到40%左右，2013年我國創(chuàng)傷類植入物市場規(guī)模超過25億元，創(chuàng)傷 類產(chǎn)品中的TA3金屬接骨板用鈦板的比例呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢；隨著各國標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鈦制金 屬接骨板的精度要求越來越高，并且醫(yī)用精密加工設(shè)備對(duì)原料的外形尺寸、厚度公差和同 板差要求苛刻，從而使得醫(yī)療器械企業(yè)對(duì)鈦板材厚度公差、同板差要求逐步提高，目前我國 國內(nèi)鈦材生產(chǎn)企業(yè)均采用單片式的軋制方法進(jìn)行，對(duì)于熱軋TA3板材厚度公差普遍在0? 0· 35mm之間，同板差控制在0?0· 2mm之間，冷乳TA3板材的厚度公差普遍在0?0· 2mm之 間，同板差控制在〇?〇. 15mm，并且單片式軋制會(huì)導(dǎo)致同批次板材的理化性能指標(biāo)上呈現(xiàn) 出較大的波動(dòng)；目前這種厚度公差、同板差及成品板材性能的波動(dòng)大大增加了醫(yī)療企業(yè)后 續(xù)加工難度；而如何縮小醫(yī)用TA3板材的厚度公差及同板差是生產(chǎn)醫(yī)用TA3板材的關(guān)鍵。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004] 為了克服【背景技術(shù)】中的不足，本發(fā)明公開了一種醫(yī)用TA3板材的生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn) 了控制熱乳TA3板材的厚度公差在0?0· 15mm之間，同板差控制在0?0· 1mm之間，同批 次板材的理化性能保持一致；冷軋TA3板材的厚度公差控制在0?0. 10mm之間，同板差控 制在0?0. 05mm之間，同批次板材的理化性能保持一致的目的。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] 一種醫(yī)用TA3板材的生產(chǎn)工藝，包括板坯的制作、板坯的卷式熱軋、帶卷的退火、 帶卷的噴丸、酸洗、帶卷的冷乳、脫脂、帶卷的開平分切、板材的退火和板材的噴砂、酸洗步 驟，具體操作步驟如下：
[0007] a、板坯的制作：
[0008] 選用零級(jí)小顆粒海綿鈦，用自動(dòng)稱重混布料系統(tǒng)將海綿鈦和純度大于99. 5%的二 氧化鈦粉進(jìn)行均勻混合后壓制電極，利用真空等離子焊箱進(jìn)行電極的焊接，采用真空自耗 電弧爐進(jìn)行三次熔煉，熔煉后切除冒口，然后進(jìn)行扒皮鍛造，經(jīng)過2?3火次鍛造后得到鑄 態(tài)組織得到均勻破碎的TA3板坯；
[0009] b、板坯的卷式熱軋：
[0010] 接上一步驟，將板坯放入步進(jìn)式加熱爐中加熱，保溫時(shí)間根據(jù)板坯的厚度進(jìn)行計(jì) 算，通過8?12個(gè)道次，道次變形率在10?50%之間，最終軋制成4. 0?6. 2mm的帶卷；
[0011] C、帶卷的退火：
[0012] 接上一步驟，在大氣氣氛中進(jìn)行退火，退火后進(jìn)行保溫，退火時(shí)間及保溫時(shí)間根據(jù) 板材厚度決定，帶卷的開卷速度根據(jù)連續(xù)退火爐的長度進(jìn)行計(jì)算確定；
[0013] d、帶卷的噴丸、酸洗：
[0014] 接上一步驟，通過噴丸將TA3帶卷表面氧化去除干凈，然后通過酸洗將帶卷進(jìn)行 白化，為后續(xù)的冷軋做準(zhǔn)備；
[0015] e、帶卷的冷軋、脫脂：
[0016] 接上一步驟，采用四輥可逆軋機(jī)進(jìn)行冷軋，工作輥的粗糙度在0. 6?1. 0 μ m，工作 輥的粗糙度< 〇. 3 μ m，通過6?12個(gè)道次軋至目標(biāo)厚度；冷軋后將帶卷表面的乳化液利用 5?15%的ΝΑ0Η水溶液清除干凈；
[0017] f、帶卷的開平分切：
[0018] 接上一步驟，將冷軋后的帶卷進(jìn)行開平分切成目標(biāo)尺寸的板材，開平分切后的TA3 板材不平度< 15mm/m，將邊部毛刺去除干凈；
[0019] g、板材的退火：
[0020] 接上一步驟，采用大氣氣氛進(jìn)行退火，退火板材擺放整齊后，上方壓制30?100mm 普碳鋼板起壓矯形作用，退火板材經(jīng)過裝爐、升溫和保溫的工藝步驟；
[0021] h、板材的噴砂、酸洗：
[0022] 接上一步驟，采用40#棕剛玉沙，噴砂壓力在0. 5?IMpa之間，將板材表面氧化皮 去除，表面氧化皮取出后由酸洗液對(duì)板材進(jìn)行酸洗，酸洗后得到TA3成品板材；
[0023] 所述的醫(yī)用TA3板材的生產(chǎn)工藝，所述步驟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進(jìn)行超聲波探傷檢驗(yàn)，探傷級(jí)別要在B級(jí)或B級(jí) 以上，最終成品TA3板述規(guī)格為
【權(quán)利要求】
1. 一種醫(yī)用TA3板材的生產(chǎn)工藝，其特征是：包括板坯的制作、板坯的卷式熱軋、帶卷 的退火、帶卷的噴丸、酸洗、帶卷的冷軋、脫脂、帶卷的開平分切、板材的退火和板材的噴砂、 酸洗步驟，具體操作步驟如下： 8、板述的制作： 選用零級(jí)小顆粒海綿鈦，用自動(dòng)稱重混布料系統(tǒng)將海綿鈦和純度大于99. 5%的二氧化 鈦粉進(jìn)行均勻混合后壓制電極，利用真空等離子焊箱進(jìn)行電極的焊接，采用真空自耗電弧 爐進(jìn)行三次熔煉，熔煉后切除冒口，然后進(jìn)行扒皮鍛造，經(jīng)過2?3火次鍛造后得到鑄態(tài)組 織得到均勻破碎的TA3板坯； b、 板坯的卷式熱軋： 接上一步驟，將板坯放入步進(jìn)式加熱爐中加熱，保溫時(shí)間根據(jù)板坯的厚度進(jìn)行計(jì)算，通 過8?12個(gè)道次，道次變形率在10?50%之間，最終軋制成4. 0?6. 2mm的帶卷； c、 帶卷的退火： 接上一步驟，在大氣氣氛中進(jìn)行退火，退火后進(jìn)行保溫，退火時(shí)間及保溫時(shí)間根據(jù)板材 厚度決定，帶卷的開卷速度根據(jù)連續(xù)退火爐的長度進(jìn)行計(jì)算確定； d、 帶卷的噴丸、酸洗： 接上一步驟，通過噴丸將TA3帶卷表面氧化去除干凈，然后通過酸洗將帶卷進(jìn)行白化， 為后續(xù)的冷軋做準(zhǔn)備； e、 帶卷的冷乳、脫脂： 接上一步驟，采用四輥可逆軋機(jī)進(jìn)行冷軋，工作輥的粗糙度在0. 6?1. 0 μ m，工作輥的 粗糙度< 〇. 3 μ m，通過6?12個(gè)道次軋至目標(biāo)厚度；冷軋后將帶卷表面的乳化液利用5? 15 %的NAOH水溶液清除干凈； f、 帶卷的開平分切： 接上一步驟，將冷軋后的帶卷進(jìn)行開平分切成目標(biāo)尺寸的板材，開平分切后的TA3板 材不平度< 15mm/m，將邊部毛刺去除干凈； g、 板材的退火： 接上一步驟，采用大氣氣氛進(jìn)行退火，退火板材擺放整齊后，上方壓制30?100mm普碳 鋼板起壓矯形作用，退火板材經(jīng)過裝爐、升溫和保溫的工藝步驟； h、 板材的噴砂、酸洗： 接上一步驟，采用40#棕剛玉沙，噴砂壓力在0.5?IMpa之間，將板材表面氧化皮去 除，表面氧化皮取出后由酸洗液對(duì)板材進(jìn)行酸洗，酸洗后得到TA3成品板材。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用TA3板材的生產(chǎn)工藝，其特征是：所述步驟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進(jìn) 行超聲波探傷檢驗(yàn)，探傷級(jí)別要在B級(jí)或B級(jí)以上，最終成品T A 3板坯規(guī)格為
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用TA3板材的生產(chǎn)工藝，其特征是：在步驟b中所述加熱 溫度為在830?890°C之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用TA3板材的生產(chǎn)工藝，其特征是：在步驟c中所述的退 火方式為連續(xù)退火，退火溫度在700?750°C之間，保溫時(shí)間2?4min。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用TA3板材的生產(chǎn)工藝，其特征是：在步驟e中冷軋道次 變形量在3?6%之間，總變形量在20?50%之間，乳制速度為50?200m/min。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用TA3板材的生產(chǎn)工藝，其特征是：在步驟g中退火板材 裝爐溫度400?600°C，溫度穩(wěn)定后開始升溫，在升溫至600?700°C退火溫度進(jìn)行保溫，保 溫時(shí)間2?5小時(shí)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用TA3板材的生產(chǎn)工藝，其特征是：在步驟h中所述的酸洗 液由氫氟酸、硝酸及水組成，氫氟酸（HF)質(zhì)量濃度為2. 0?5. 0%，硝酸（ΗΝ03)質(zhì)量濃度為 10. 0?35. 0%，兩者之間的比例為HF :HN03 = 1 : (3?10)，酸洗速度控制在3?10m/min。
【文檔編號(hào)】C22B9/20GK104099493SQ201410361015
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】王樹軍, 劉喜波, 李洋, 王非, 顧新盛, 王衛(wèi)超, 李渤渤 申請人:洛陽雙瑞精鑄鈦業(yè)有限公司