System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种无磁不锈定膨胀合金及其制备方法和应用技术_技高网

一种无磁不锈定膨胀合金及其制备方法和应用技术

技术编号:41305831 阅读:4 留言:0更新日期:2024-05-13 14:51
本发明专利技术提供了一种无磁不锈定膨胀合金及其制备方法和应用,属于合金材料技术领域。本发明专利技术通过在合金中引入钼,能够有效控制无磁不锈定膨胀合金的热膨胀系数;钼和钯均是强烈的稳定性元素,并且含量近30%,α相形成元素数量极少,无磁不锈定膨胀合金为β固溶体组织,使合金具有良好的组织稳定性;钕的加入可以保证合金具有良好的时效析出强化和固溶强化效果,并可大幅度提高合金基体的电极电位,减小基体与第二相的电偶腐蚀电位差,从而提高合金的耐均匀腐蚀性能;钽、钼和铌都是顺磁性金属,本身的磁导率和剩磁很小,因此,合金有较小的磁导率和剩磁。因此,本发明专利技术提供的无磁不锈定膨胀合金是制作核磁共振强磁场下无磁性医疗器械的理想材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合金材料,尤其涉及一种无磁不锈定膨胀合金及其制备方法和应用


技术介绍

1、由于核磁共振无放射性,对医务人员及病人伤害小,临床上许多介入性操作随着核磁共振设备的普及而广泛应用。但由于常规的钛镍合金器械仍有磁性,在核磁共振强磁场医疗设备和器件下,医务人员的介入操作会受到很大干扰,因此需要核磁共振下的医疗器械具有接近真空的无磁性能,从而保证操作的抗干扰性能、可靠性和高精度。为了防止强大的磁场引起医疗器械操作严重偏移、信号漂移及精度下降,因此要求合金器械的磁导率μ=1~1.0003。另外,为了保证不因交变热应力而引起微量塑性变形,发生应力疲劳破坏,从而导致微细结构断裂,影响操作的稳定性和精度,合金器械的微屈服强度需要满足σ0.002≥200mpa等技术要求。

2、目前,获得具有一定热膨胀系数的合金主要有3条途径:(1)通过居里转变温度而实现定膨胀性能,如fe-ni、fe-co-cr系列的铁磁性因瓦合金;(2)基于奈尔转变温度而得到一定膨胀系数的mn基、cr基无磁因瓦合金;(3)利用难熔金属的无磁定膨胀性能及其以难熔金属为基的合金通过热膨胀系数在固溶体和多相混合物中的杠杆分配法则,调整合金元素满足所需要的无磁定膨胀特性。

3、虽然人们一方面希望在fe-ni、fe-co-cr因瓦合金的基础上发展无磁定膨胀合金,以大量低膨胀顺磁性难熔金属元素取代fe和ni来求得无磁定膨胀性能;另一方面,试图拓宽mn基和cr基的使用温度范围,改善其加工性,但均未见有较大进展的研究报道。比如中国专利cn 202210878026.0公开了一种具有良好塑性的定膨胀合金板及其制备方法,由以下质量百分含量的元素组成:ni 27%~33%,co 15%~18.5%,mn 0.1%~0.35%,si≤0.2%,余量为fe和不可避免的杂质,通过适量添加si、mn、ni和co,提高了居里温度,使得定膨胀合金板在更高温度下保持可控线膨胀系数,但是仍有磁性,不能满足无磁不锈定膨胀合金的要求。并且,由于医疗设备需要具有对细胞无毒性和耐腐蚀的性质,而在现有的无磁不锈定膨胀合金中难以达到此要求。

4、因此,亟需提供一种磁导率和剩磁极小、综合力学性能优、弹性好、耐腐蚀性好和无细胞毒性的无磁不锈定膨胀合金。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种磁导率和剩磁极小、综合力学性能优、弹性好、耐腐蚀性好和无细胞毒性的无磁不锈定膨胀合金及其制备方法。

2、为了实现上述专利技术目的,本专利技术提供以下技术方案:

3、本专利技术提供了一种无磁不锈定膨胀合金,按质量百分比计,包括:钼25~28%、钯1.3~1.6%、铌1.1~1.5%、硅0.2~0.6%、锰1.4~1.8%、钕0.2~0.5%、杂质元素0.01~0.05%以及余量的钽。

4、优选地,按质量百分比计,包括:钼27%、钯1.5%、铌1.3%、硅0.4%、锰1.6%、钕0.2~0.5%、杂质元素0.01~0.05%以及余量的钽。

5、本专利技术还提供了上述技术方案所述的无磁不锈定膨胀合金的制备方法,包括以下步骤:

6、(1)将无磁不锈定膨胀合金的原料在真空下熔清后,依次进行真空感应熔炼和浇铸,得到钽合金条;

7、(2)向所述步骤(1)得到的钽合金条进行等离子感应熔炼,经浇铸得到合金电极棒;

8、(3)将所述步骤(2)得到的合金电极棒退火后,作为自耗电极,进行真空自耗熔炼,得到合金铸锭;

9、(4)将所述步骤(3)得到的合金铸锭依次进行锻造、热轧、冷轧/冷拔、退火处理和冷却,得到无磁不锈定膨胀合金。

10、优选地,所述步骤(1)中真空感应熔炼的温度为2995~3000℃;真空感应熔炼的时间为30~60min。

11、优选地,所述步骤(3)中退火温度为1200~1250℃;退火的时间16~24h。

12、优选地,所述步骤(3)中真空自耗熔炼的熔速90~150kg/h。

13、优选地,所述步骤(4)中热轧的温度为700~900℃;热轧的时间为30~40min。

14、优选地,所述步骤(4)中冷轧的加工度为90%以上;所述冷拔的加工度为96%以上。

15、优选地,所述步骤(4)中退火处理的温度为200~700℃;退火处理的保温时间20~40min。

16、本专利技术还提供了上述技术方案所述的无磁不锈定膨胀合金或者上述技术方案所述制备方法制备得到的无磁不锈定膨胀合金在无磁性医疗器械中的应用。

17、本专利技术提供了一种无磁不锈定膨胀合金,按质量百分比计,包括:钼25~28%、钯1.3~1.6%、铌1.1~1.5%、硅0.2~0.6%、锰1.4~1.8%、钕0.2~0.5%、杂质元素0.01~0.05%以及余量钽。本专利技术通过在合金中引入钼,且控制在上述范围内,能够有效控制无磁不锈定膨胀合金的热膨胀系数;钼和钯均是强烈的稳定性元素,并且含量近30%,α相形成元素数量极少,无磁不锈定膨胀合金为β固溶体组织,使合金具有良好的组织稳定性;钕的加入可以保证合金具有良好的时效析出强化和固溶强化效果,并可大幅度提高合金基体的电极电位,减小基体与第二相的电偶腐蚀电位差,从而提高合金的耐均匀腐蚀性能;此外,钽、钼和铌都是顺磁性金属,本身的磁导率和剩磁很小,因此,合金有较小的磁导率。实施例的结果表明,本专利技术提供的无磁不锈定膨胀合金的膨胀系数为7.58×10-6/℃,磁导率为1.0001;该合金在各种浓度盐酸中的腐蚀率<0.01/a,是良好的耐腐蚀材料;综合力学性能优异;弹性好;合金对细胞无明显生物毒性,合金对细胞生长都有促进作用。因此,本专利技术提供的无磁不锈定膨胀合金是制作核磁共振强磁场下无磁性医疗器械的理想材料。

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【技术保护点】

1.一种无磁不锈定膨胀合金,按质量百分比计,包括:钼25~28%、钯1.3~1.6%、铌1.1~1.5%、硅0.2~0.6%、锰1.4~1.8%、钕0.2~0.5%、杂质元素0.01~0.05%以及余量的钽。

2.根据权利要求1所述的无磁不锈定膨胀合金,其特征在于,按质量百分比计,包括:钼27%、钯1.5%、铌1.3%、硅0.4%、锰1.6%、钕0.2~0.5%、杂质元素0.01~0.05%以及余量钽。

3.权利要求1或2所述的无磁不锈定膨胀合金的制备方法,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中真空感应熔炼的温度为2995~3000℃;真空感应熔炼的时间为30~60min。

5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中退火温度为1200~1250℃;退火的时间16~24h。

6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中真空自耗熔炼的熔速90~150kg/h。

7.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中热轧的温度为700~900℃;热轧的时间为30~40min。

8.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中冷轧的加工度为90%以上;所述冷拔的加工度为96%以上。

9.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中退火处理的温度为200~700℃;退火处理的保温时间20~40min。

10.权利要求1或2所述的无磁不锈定膨胀合金或者权利要求3~9任意一项所述制备方法制备得到的无磁不锈定膨胀合金在无磁性医疗器械中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种无磁不锈定膨胀合金,按质量百分比计,包括:钼25~28%、钯1.3~1.6%、铌1.1~1.5%、硅0.2~0.6%、锰1.4~1.8%、钕0.2~0.5%、杂质元素0.01~0.05%以及余量的钽。

2.根据权利要求1所述的无磁不锈定膨胀合金,其特征在于,按质量百分比计,包括:钼27%、钯1.5%、铌1.3%、硅0.4%、锰1.6%、钕0.2~0.5%、杂质元素0.01~0.05%以及余量钽。

3.权利要求1或2所述的无磁不锈定膨胀合金的制备方法,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中真空感应熔炼的温度为2995~3000℃;真空感应熔炼的时间为30~60min。

5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中退...

【专利技术属性】
技术研发人员:张雁儒
申请(专利权)人:河南理工大学
类型:发明
国别省市:

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