超弹性镍钛合金线材及其形成方法技术

本文公开了一种平均晶粒尺寸在0.2微米至10微米之间且可恢复应变大于9％的镍钛合金，该合金是使用一种方法形成的，该方法包括对所述镍钛合金施加定形热处理。热处理包括在225℃至350℃之间的温度下加热20至240分钟的时间段。间段。间段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超弹性镍钛合金线材及其形成方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年9月27日提交的美国临时申请第62/907,500号的优先权，其公开内容通过引用全文纳入本文。


[0003]本专利技术一般涉及镍钛合金及其制造方法。

技术介绍

[0004]人们对形状记忆和超弹性合金(如镍钛)产生了极大的兴趣。该系列合金也称为镍钛诺(即镍钛海军武器实验室(Nickel
‑
Titanium Naval Ordinance Laboratory))。利用镍钛诺合金性能的关键是在奥氏体相和马氏体相之间转变的晶体结构中的相变。奥氏体相通常称为高温相，马氏体相通常称为低温相。特定的相特性以及从一个相到另一个相的可重复变化是实现镍钛诺独特的超弹性和形状记忆特性的机制。
[0005]镍钛合金常用于医疗装置中进行诊断和治疗。例如，医疗装置的微创植入可能需要一种装置，该装置可以缩回到较小的尺寸以递送到目标治疗部位，然后释放并扩展为功能配置，其利用镍钛诺的超弹性和/或形状记忆特性。需要提高镍钛诺材料的性能和制造工艺，以生产具有一定性质的镍钛合金，该性质例如已经提高到超过目前已知的6％超弹性的超弹性，特别适用于优选较小缩回轮廓的医疗装置，同时保持或改进镍钛合金的性质。

技术实现思路

[0006]各种公开的概念涉及镍钛合金。根据一个示例(“示例1”)，该合金具有在0.2至10微米之间的平均晶粒尺寸和大于9％的可恢复应变。
[0007]根据示例1的进一步的另一个示例(“示例2”)，镍钛合金具有大于7％的上平台长度。
[0008]根据示例1或2的进一步的另一个示例(“示例3”)，镍钛合金具有小于250MPa的下平台应力。
[0009]根据任何前述示例的进一步的另一个示例(“示例4”)，镍钛合金具有小于400MPa的上平台应力。
[0010]根据任何前述示例的进一步的另一个示例(“示例5”)，镍钛合金具有大于15％的断裂伸长率。
[0011]根据任何前述示例的进一步的另一个示例(“示例6”)，所述合金形成为可植入医疗装置。
[0012]根据另一个示例(“示例7”)，提供了一种镍钛合金，其使用一种方法形成，该方法包括提供平均晶粒尺寸在0.2至10微米之间的镍钛合金，并对该镍钛合金施加定形热处理。所述热处理包括在225℃至350℃之间的温度下加热20至240分钟的时间段。
[0013]根据示例7的进一步的另一个示例(“示例8”)，镍钛合金具有大于9％的可恢复应
变。
[0014]根据示例7或8的进一步的另一个示例(“示例9”)，镍钛合金具有大于6％的上平台长度。
[0015]根据示例7至9中任一示例的进一步的另一个示例(“示例10”)，镍钛合金具有小于250MPa的下平台应力。
[0016]根据示例7至10中任一示例的进一步的另一个示例(“示例11”)，镍钛合金具有小于400MPa的上平台应力。
[0017]根据示例7至11中任一示例的进一步的另一个示例(“示例12”)，镍钛合金具有大于15％的断裂伸长率。
[0018]根据示例7至12中任一示例的进一步的另一个示例(“示例13”)，所述合金形成为可植入医疗装置。
[0019]根据另一个示例(“示例14”)，公开了一种用于形成镍钛合金的方法。该方法包括提供处于35％至46％之间的冷加工状态的镍钛合金，在550℃至700℃之间的温度下施加最长达60分钟的部分退火热处理，以及对镍钛合金施加热处理。热处理包括在225℃至350℃之间的温度下加热20至240分钟的时间段。
[0020]根据示例14的进一步的另一个示例(“示例15”)，镍钛合金具有大于9％的可恢复应变。
[0021]根据示例14或15的进一步的另一个示例(“示例16”)，镍钛合金具有大于6％的上平台长度。
[0022]根据示例14至16中任一示例的进一步的另一个示例(“示例17”)，镍钛合金具有小于250MPa的下平台应力。
[0023]根据示例14至17中任一示例的进一步的另一个示例(“示例18”)，镍钛合金具有小于400MPa的上平台应力。
[0024]根据示例14至18中任一示例的进一步的另一个示例(“示例19”)，镍钛合金具有大于15％的断裂伸长率。
[0025]根据示例14至19中任一示例的进一步的另一个示例(“示例20”)，所述方法还包括将镍钛合金形成为可植入医疗装置。
[0026]前述示例仅是示例，不应被理解为限制或以其他方式缩小本公开提供的任何专利技术构思的范围。尽管公开了多个示例，但是根据以下详细描述，其他实施方式对于本领域技术人员来说也是明显的，该详细描述示出并描述了说明性示例。因此，附图和详细描述本质上应被认为是说明性的而不是限制性的。
附图说明
[0027]包括附图以提供对本公开的进一步理解，附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分，附图示出了实施方式，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0028]图1显示了与通过常规加工方法加工(冷加工、退火和定形)NiTi(镍钛)合金相关的不同步骤的流程图。
[0029]图2显示了与根据本文公开的实施方式加工(冷加工、退火和定形)NiTi(镍钛)合金的方法相关的步骤的流程图。
[0030]图3示出了使用本文公开的方法形成的线材的横截面微结构的示例。
[0031]图4示出了根据本文公开的方法在实施方式中形成的线材的应力
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应变曲线的示例。
[0032]图5示出了具有不同物理特性的应力
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应变曲线的示例，其使用本文公开的加工方法形成并且与使用常规加工方法获得的典型应力
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应变响应进行比较。
[0033]图6A至6D示出了根据各种实施方式的可使用如本文所公开的线材形成的可植入医疗装置的示例。
[0034]本领域的技术人员应理解，可通过构造用于执行目标功能的任何数量的方法和设备来实现本公开内容的各个方面。还应注意，本文参考的附图不一定是按比例绘制，而是有可能放大以说明本公开的各个方面，就此而言，附图不应视为限制性的。
具体实施方式
[0035]定义和术语
[0036]本公开内容并非旨在以限制性方式阅读。例如，申请中使用的术语应该在该领域的技术人员将这些术语所归属的含义的情形中宽泛地理解。
[0037]关于不精确的术语，术语“约”和“大约”可以互换使用，指代包括所述测量值并且还包括合理接近所述测量值的任何测量值的测量值。如相关领域的普通技术人员所理解和容易确定的，与所述测量值相当接近的测量值与所述测量值偏离相当小的量。例如，此类偏差可能归因于测量误差或为优化性能而进行的微小调整。
[0038]术语“镍钛诺”(NiTi)是指镍和钛的近等原子合金(可能包含三元、四元或更多种元素，例如铜、铬、铁、钒、钴或铌等)。“镍钛诺合金”、“NiT本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种镍钛合金，其具有在0.2微米至10微米之间的平均晶粒尺寸和大于9％的可恢复应变。2.如权利要求1所述的镍钛合金，其中，所述镍钛合金具有大于7％的上平台长度。3.如权利要求1或2所述的镍钛合金，其中，所述镍钛合金具有小于250MPa的下平台应力。4.如前述权利要求中任一项所述的镍钛合金，其中，所述镍钛合金具有小于400MPa的上平台应力。5.如前述权利要求中任一项所述的镍钛合金，其中，所述镍钛合金具有大于15％的断裂伸长率。6.如前述权利要求中任一项所述的镍钛合金，所述镍钛合金进一步形成为可植入医疗装置。7.镍钛合金，其使用一种方法形成，所述方法包括：提供平均晶粒尺寸在0.2至10微米之间的镍钛合金；和对镍钛合金施加定形热处理，所述热处理包括在225℃至350℃之间的温度下加热20至240分钟的时间段。8.如权利要求7所述的镍钛合金，其中，所述镍钛合金具有大于9％的可恢复应变。9.如权利要求7或8所述的镍钛合金，其中，所述镍钛合金具有大于6％的上平台长度。10.如权利要求7至9中任一项所述的镍钛合金，其中，所述镍钛合金具有小于250MPa的下平台应力。11.如权利要求7至10中任一项所述的镍钛合金，其中，所述镍钛合金具...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：WL戈尔及同仁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：