一种医用镍钛管材的加工方法技术

本申请公开了一种医用镍钛管材的加工方法，包括以下步骤：S1、制备镍钛棒坯；S2、将步骤S1制备的镍钛棒坯穿孔、切割，制备成镍钛管坯；S3、将步骤S2制备的镍钛管坯穿硬质芯棒后，进行一次或多次冷变形拉拔处理；S4、将步骤S3经冷变形拉拔处理的镍钛管坯连通硬质芯棒一同进行退火处理；S5、循环步骤S3和步骤S4，直至镍钛管坯达到所需要制备的医用镍钛管材的尺寸；最后，对镍钛管坯经矫直热处理、退硬质芯棒操作，再经后续表面处理，制得医用镍钛管材成品。本申请的加工方法简单易行，成本低，所制备的镍钛管材尺寸精度高、表面质量好、疲劳性能优异，满足医用植入级的使用要求。满足医用植入级的使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种医用镍钛管材的加工方法


[0001]本申请涉及医疗器械
，尤其是涉及一种医用镍钛管材的加工方法。

技术介绍

[0002]镍钛形状记忆合金作为一种典型的功能材料，除拥有独特的形状记忆效应、超弹性外，还表现出优异的生物相容性、耐腐蚀性以及耐磨性，已被广泛用于生物医学等领域。如用于微创植介入心脏瓣膜、外周血管支架、主动脉血管支架、左心耳封堵器等的镍钛合金管材。
[0003]然而，由于微创植入镍钛合金管材要求具有较高的尺寸精度、良好的表面质量以及优异的疲劳性能，国内目前的加工工艺暂时难以实现上述技术要求。因而我国心脑血管医疗器械厂商所使用的镍钛合金管材主要依赖进口，长期以来被美国Fort Wayne Metals、美国Memry以及德国Euroflex等少数企业垄断，属于“卡脖子”材料，从而严重制约着国内高端医疗器械的发展。
[0004]现有的镍钛管材的主要加工方法有热挤压、热轧、冷轧、冷拉等方式。热挤压与热轧虽然在制备大尺寸镍钛管材具有优势，但是在尺寸精度与表面质量上相对于冷加工（冷轧与冷拉）有明显的劣势，目前无法应用在医用镍钛管成品制备上，仅在医用镍钛管坯的制备中有应用。
[0005]冷轧制备镍钛管材，虽然生产效率高，金属损耗少，成品率高，生产过程可自动化；但镍钛合金极易产生加工硬化，而且变形回弹大，属于极难加工材料，因此在冷轧过程中，必须严格控制变形程度及变形速度，否则极易导致裂纹的出现。此外，在生产径厚比较大的医用镍钛管时，因加工应力导致变形回弹，从而圆度常常不能满足要求。
[0006]冷拉是目前生产细径薄壁管材最常用的成形方式。由于镍钛合金的难加工特性，冷拉润滑是一个难题，尤其是内表面的良好润滑难以实现，因此采用浮动芯棒拉拔法以及固定短芯头拉拔法均难以获得优质的内表面质量。为了提高管材的内表面质量以及尺寸精度，可以考虑使用硬质芯棒拉拔法。然而由于镍钛合金的硬化强度高、变形回弹大，拉拔过程中管坯对芯棒的挤压力很大，而且拉拔后管坯与芯棒之间存在很大的抱紧力，给脱芯棒造成了很大困难。

技术实现思路

[0007]为了解决上述至少一种技术问题，开发一种工艺难度较低、且成本较低，同时能够极大保证加工出的镍钛管材的质量的工艺方法，本申请提供一种医用镍钛管材的加工方法。
[0008]本申请提供的一种医用镍钛管材的加工方法，包括以下步骤：S1、制备镍钛棒坯，而后对镍钛棒坯进行退火处理和表面机加工处理；S2、将步骤S1制备的镍钛棒坯穿孔、切割，制备成镍钛管坯，然后对镍钛管坯进行清洗和退火处理；
S3、将步骤S2制备的镍钛管坯穿硬质芯棒后，进行一次或多次冷变形拉拔处理；S4、将步骤S3经冷变形拉拔处理的镍钛管坯连通硬质芯棒一同进行退火处理；S5、循环步骤S3和步骤S4，直至镍钛管坯达到所需要制备的医用镍钛管材的尺寸；S6、对步骤S5制得的镍钛管坯连同硬质芯棒经矫直热处理后，再进行退硬质芯棒操作，制得医用镍钛管材半成品；S7、对步骤S6制得的医用镍钛管材半成品，经后续表面处理，制得医用镍钛管材成品。
[0009]通过采用上述技术方案，本申请通过线切割制坯+管材冷变形拉拔的工艺路线制备镍钛合金管材，所用设备均为该领域较为常见的设备，整体设备成本较低；本申请采用硬质芯棒的冷变形拉拔成形工艺，可以使拉拔过程中芯棒与管材同步运动，芯棒与管坯内壁之间几乎无摩擦，可以极大减小拉拔应力，进而提高管坯的尺寸精度，使管材具有良好的同轴度和均匀的壁厚；本申请将线切割工艺和冷变形拉拔工艺相结合，不但可以制备小直径薄壁镍钛合金管材，而且所制备管材尺寸精度高、表面质量好，疲劳性能优异；此外，本申请的工艺对材料的利用率高，能够极大降低材料成本；本申请将镍钛合金管坯与硬质芯棒一同进行退火处理，不但避免冷拉拔结束后脱芯棒困难的问题，还能实现同一根硬质芯棒的多次利用，从而达到进一步节约成本的效果；此外，还能极大保证镍钛合金管坯内表面质量，从而提高管材的尺寸精度及表面质量；本申请在矫直热处理后进行退芯棒操作，不但利用了硬质芯棒与镍钛合金材料热膨胀系数的差异，从而有利于镍钛合金管坯退芯棒处理，而且利用硬质芯棒的高硬度，经长时间高温后仍能保持较高的力学性能，能够完全满足镍钛合金管材冷变形拉拔过程中强硬度的要求，进而确保加工出的管材具有高尺寸精度与表面质量。
[0010]可选的，所述步骤S1中，所述退火温度控制在700~850℃，时间控制在20~60分钟。
[0011]可选的，所述步骤S1中，所述棒坯尺寸为φ10.00~35.00mm。
[0012]可选的，所述步骤S2中，所述穿孔和切割，采用电火花穿孔和线切割。
[0013]可选的，所述线切割采用中走丝或慢走丝线切割。
[0014]通过采用上述技术方案，本申请采用中走丝或慢走丝线切割方式制备管坯，管坯内表面尺寸精度高、表面质量好，可以直接加工小直径管坯，在保证总变形量的前提下，减少了常规工艺中由粗管到细管的拉拔工序，大大降低了成本。
[0015]可选的，所述步骤S2中，所述退火温度控制在650~750℃，采用气氛保护退火，时间控制在10~60分钟，保护气氛采用氩气或氮气。
[0016]进一步可选的，所述步骤S2中，所述制备成的镍钛管坯的尺寸为内径φ5.00~15.00mm，壁厚0.20~3.00mm。
[0017]可选的，所述步骤S3中，所述硬质芯棒的材质采用高速钢。
[0018]可选的，所述步骤S3中，所述冷变形拉拔处理的拉拔变形量控制在8~25%。
[0019]可选的，所述步骤S3中，所述冷变形拉拔处理采用水基润滑液，所述冷变形拉拔处理后，需对镍钛管坯和硬质芯棒上的润滑液与碎屑进行清洗。
[0020]可选的，所述步骤S4中，所述退火处理需在步骤S3的冷变形拉拔处理的累积变形量达到20%~45%时进行。
[0021]可选的，所述步骤S4中，所述退火温度控制在450~600℃，采用气氛保护退火，时间
控制在10~60分钟，所述保护气氛采用氩气或氮气。
[0022]进一步可选的，所述步骤S5中，所述所需要制备的医用镍钛管材的尺寸为内径φ2~15mm，壁厚0.05~1.00mm。
[0023]可选的，所述步骤S6中，所述矫直热处理采用将镍钛管坯与硬质芯棒一同外加热或内加热的方式加热，而后对镍钛管坯与硬质芯棒两端施加张力矫直，最后待镍钛管坯与硬质芯棒冷却。
[0024]通过采用上述技术方案，本申请矫直过程中，通过对镍钛合金管材与硬质芯棒之间施加张力，可以保证管坯在矫直过程中变形的现象，从而有利于制备直线度较高的镍钛合金管材。
[0025]进一步可选的，所述加热温度控制在400~600℃，时间控制在1~20min，所述张力控制在20~100MPa。
[0026]可选的，所述步骤S6中，所述退芯棒操作在镍钛合金马氏体转变温度Mf以下进行，温度控制在
‑
40℃~
‑
196℃。
[0027]通过采用上述技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种医用镍钛管材的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制备镍钛棒坯，而后对镍钛棒坯进行退火处理和表面机加工处理；S2、将步骤S1制备的镍钛棒坯穿孔、切割，制备成镍钛管坯，然后对镍钛管坯进行清洗和退火处理；S3、将步骤S2制备的镍钛管坯穿硬质芯棒后，进行一次或多次冷变形拉拔处理；S4、将步骤S3经冷变形拉拔处理的镍钛管坯连通硬质芯棒一同进行退火处理；S5、循环步骤S3和步骤S4，直至镍钛管坯达到所需要制备的医用镍钛管材的尺寸；S6、对步骤S5制得的镍钛管坯连同硬质芯棒经矫直热处理后，再进行退硬质芯棒操作，制得医用镍钛管材半成品；S7、对步骤S6制得的医用镍钛管材半成品，经后续表面处理，制得医用镍钛管材成品。2.根据权利要求1所述的一种医用镍钛管材的加工方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述退火温度控制在700~850℃，时间控制在20~60分钟。3.根据权利要求1所述的一种医用镍钛管材的加工方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述棒坯尺寸为φ10.00~35.00mm。4.根据权利要求1所述的一种医用镍钛管材的加工方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述穿孔和切割，采用电火花穿孔和线切割。5.根据权利要求4所述的一种医用镍钛管材的加工方法，其特征在于，所述线切割采用中走丝或慢走丝线切割。6.根据权利要求1所述的一种医用镍钛管材的加工方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述退火温度控制在650~750℃，采用气氛保护退火，时间控制在10~60分钟，保护气氛采用氩气或氮气。7.根据权利要求3所述的一种医用镍钛管材的加工方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述制备成的镍钛管坯的尺寸为内径φ5.00~15.00mm，壁厚0.20~3.00mm。8.根据权利要求1所述的一种医用镍钛管材的加工方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述硬质芯棒的材质采用高速钢。9.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王江波，李君涛，于学保，张宝祥，庞宝林，王振强，廖赞，梁宏伟，
申请(专利权)人：有研医疗器械北京有限公司，
类型：发明
国别省市：