超声手术刀用TC4ELI钛合金棒材的热处理方法及钛合金棒材技术

本申请提供了一种超声手术刀用TC4ELI钛合金棒材的热处理方法及钛合金棒材，其中，热处理方法包括：获取坯料，所述坯料为：热拉拔态的TC4ELI棒材，所述坯料的原始组织为等轴组织；对所述坯料进行固溶处理，得到固溶处理后的坯料；对固溶处理后的坯料进行时效处理，得到热处理后的超声手术刀用TC4ELI钛合金棒材。本申请通过采用固溶处理与时效处理相结合的工艺，对热拉拔态的TC4ELI棒材进行热处理，热处理后的TC4ELI钛合金棒材可获得等轴初生α相和片层α相混合组织，球状初生α相具有较高的抗疲劳裂纹萌生的能力，而片层有较高抗疲劳裂纹扩展能力，因此既具有初生α相也含有一定比例的片层结构的混合组织疲劳性能最好。比例的片层结构的混合组织疲劳性能最好。比例的片层结构的混合组织疲劳性能最好。

【技术实现步骤摘要】
超声手术刀用TC4ELI钛合金棒材的热处理方法及钛合金棒材


[0001]本专利技术涉及医用钛合金热处理
，尤其涉及一种超声手术刀用TC4ELI钛合金棒材的热处理方法及钛合金棒材。

技术介绍

[0002]随着超声技术的逐渐成熟，超声技术开始在医学上得到发展，主要应用于微创手术中。相比高频电刀，微波刀以及激光刀手术依然靠烧灼把人体组织破坏切开，且烧灼后的伤口不易愈合，超声手术刀具有精度高，对刀口周围组织损伤小、无烧伤、易止血、术后恢复快等优点，被临床大量应用。超声手术刀的工作原理是主机电流传导至手柄，手柄内压电陶瓷片激活工作，陶瓷片将电能转换成机械能，产生纵向机械振动并在传导轴节点处扩大，传导至刀头咬口达到最大55.5kHz的振动，刀头与组织蛋白接触，蛋白氢键断裂和蛋白结构重组，蛋白凝固闭合小管腔，蛋白受振动产生二级能能量，深度凝固闭合较大的管腔，从而达到切割、凝闭组织和止血的作用。
[0003]超声手术刀的工作频率为55.5KHz，这就意味着刀头每秒振动5万多次，一小时振动上亿次，刀头材料极易产生疲劳而断裂。为了避免超声手术刀因疲劳断裂造成的医疗事故，现在临床上采用“一次性使用”的措施，既浪费了材料，又增加了患者手术费用，加重了患者的经济负担。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种超声手术刀用TC4ELI钛合金棒材的热处理方法及钛合金棒材，用以解决现有技术中现有的超声手术刀的材料极易产生疲劳而断裂的技术问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]第一方面，本申请提供了一种超声手术刀用TC4ELI钛合金棒材的热处理方法，包括：
[0007]获取坯料，所述坯料为：热拉拔态的TC4ELI棒材，所述坯料的原始组织为等轴组织；
[0008]对所述坯料进行固溶处理，得到固溶处理后的坯料；
[0009]对固溶处理后的坯料进行时效处理，得到热处理后的超声手术刀用TC4ELI钛合金棒材。
[0010]进一步的，步骤对所述坯料进行固溶处理，得到固溶处理后的坯料包括：
[0011]加热炉预热至800
‑
850℃后，将所述坯料置于加热炉中；
[0012]加热炉升温至850
‑
920℃并保温预定时长；
[0013]取出所述坯料并冷却至室温，得到固溶处理后的坯料。
[0014]进一步的，步骤加热炉预热至800
‑
850℃后，将所述坯料置于加热炉中中，加热炉预热的升温速率为5
‑
8℃/min；所述坯料置于加热炉的中心位置。
[0015]进一步的，步骤加热炉升温至850
‑
920℃并保温预定时长中，加热炉的升温速率为
10
‑
15℃/min；预定时长为8
‑
12min。
[0016]进一步的，步骤取出所述坯料并冷却至室温，得到固溶处理后的坯料包括：
[0017]取出所述坯料，将所述坯料置于流水中冷却至室温；其中，所述坯料在流水中的时长不超过0.5min；
[0018]坯料从流水中取出，并沥干水分后得到固溶处理后的坯料。
[0019]进一步的，步骤对固溶处理后的坯料进行时效处理，得到热处理后的超声手术刀用TC4ELI钛合金棒材包括：
[0020]加热炉预热至450℃后，将固溶处理后的坯料置于加热炉；
[0021]加热炉升温至500
‑
550℃并保温预定时长；
[0022]取出固溶处理后的坯料并冷却至室温，得到热处理后的超声手术刀用TC4ELI钛合金棒材；其中，溶处理后的坯料的冷却速率为2
‑
3℃/min。
[0023]进一步的，步骤加热炉预热至450℃后，将固溶处理后的坯料置于加热炉中，加热炉预热的升温速率为5
‑
8℃/min；固溶处理后的坯料置于加热炉的炉内中心位置。
[0024]进一步的，步骤加热炉升温至500
‑
550℃并保温预定时长中，加热炉的升温速率为10
‑
15℃/min；预定时长为25
‑
35min。
[0025]进一步的，所述加热炉为箱式炉。
[0026]第二方面，本申请提供了一种超声手术刀用TC4ELI钛合金棒材，采用上述的超声手术刀用TC4ELI钛合金棒材的热处理方法处理得到。
[0027]本申请提供了一种超声手术刀用TC4ELI钛合金棒材的热处理方法及钛合金棒材，其中，热处理方法包括：获取坯料，所述坯料为：热拉拔态的TC4ELI棒材，所述坯料的原始组织为等轴组织；对所述坯料进行固溶处理，得到固溶处理后的坯料；对固溶处理后的坯料进行时效处理，得到热处理后的超声手术刀用TC4ELI钛合金棒材。本申请通过采用固溶处理与时效处理相结合的工艺，对热拉拔态的TC4ELI棒材进行热处理，热处理后的TC4ELI钛合金棒材可获得等轴初生α相和片层α相混合组织，球状初生α相具有较高的抗疲劳裂纹萌生的能力，而片层有较高抗疲劳裂纹扩展能力，因此既具有初生α相也含有一定比例的片层结构的混合组织疲劳性能最好。
附图说明
[0028]图1为本申请提供的热拉拔态Φ5mm的TC4ELI棒材显微组织的金相图。
[0029]图2为本申请提供的Φ5mm的TC4ELI热处理后显微组织的金相图。
[0030]图3为本申请提供的热轧态Φ10mm的TC4ELI棒材显微组织的金相图。
[0031]图4为本申请提供的Φ10mm的TC4ELI热处理后显微组织的金相图。
具体实施方式
[0032]以下结合附图1
‑
附图4对本专利技术作进一步详细介绍。
[0033]实施例1
[0034]本专利技术提供一种超声手术刀用TC4ELI钛合金棒材的热处理方法，主要解决超声手术刀因疲劳寿命短而在手术过程产生断刀的技术问题，目的在于提高材料的超高周疲劳性能。
[0035]具体而言，本申请提供了一种超声手术刀用TC4ELI钛合金棒材的热处理方法，包括：步骤S110
‑
步骤S130。
[0036]步骤S110.获取坯料，所述坯料为：热拉拔态的TC4ELI棒材，所述坯料的原始组织为等轴组织。
[0037]步骤S120.对所述坯料进行固溶处理，得到固溶处理后的坯料。
[0038]本示例实施方式中，加热炉预热至800
‑
850℃后，将所述坯料置于加热炉中；加热炉升温至850
‑
920℃并保温预定时长；取出所述坯料并冷却至室温，得到固溶处理后的坯料。
[0039]具体的，加热炉预热的升温速率为5
‑
8℃/min；所述坯料置于加热炉的中心位置。
[0040]具体的，加热炉的升温速率为10
‑
15℃/min；预定时长为8
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声手术刀用TC4ELI钛合金棒材的热处理方法，其特征在于，包括：获取坯料，所述坯料为：热拉拔态的TC4ELI棒材，所述坯料的原始组织为等轴组织；对所述坯料进行固溶处理，得到固溶处理后的坯料；对固溶处理后的坯料进行时效处理，得到热处理后的超声手术刀用TC4ELI钛合金棒材。2.根据权利要求1所述的超声手术刀用TC4EL I钛合金棒材的热处理方法，其特征在于，步骤对所述坯料进行固溶处理，得到固溶处理后的坯料包括：加热炉预热至800
‑
850℃后，将所述坯料置于加热炉中；加热炉升温至850
‑
920℃并保温预定时长；取出所述坯料并冷却至室温，得到固溶处理后的坯料。3.根据权利要求2所述的超声手术刀用TC4EL I钛合金棒材的热处理方法，其特征在于，步骤加热炉预热至800
‑
850℃后，将所述坯料置于加热炉中中，加热炉预热的升温速率为5
‑
8℃/min；所述坯料置于加热炉的中心位置。4.根据权利要求2所述的超声手术刀用TC4EL I钛合金棒材的热处理方法，其特征在于，步骤加热炉升温至850
‑
920℃并保温预定时长中，加热炉的升温速率为10
‑
15℃/min；预定时长为8
‑
12min。5.根据权利要求2所述的超声手术刀用TC4EL I钛合金棒材的热处理方法，其特征在于，步骤取出所述坯料并冷却至室温，得到固溶处理后的坯料包括：取出所述坯料，将所述坯料置于流水中冷却至室温；其中，所述坯料在流水中的时长不超...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺峰，樊亚军，王戈，李林林，边泽润，曹继敏，罗乾伟，王新敏，
申请(专利权)人：西安圣泰金属材料有限公司，
类型：发明
国别省市：