醫(yī)用TiNi細(xì)絲的制備工藝及其組織性能研究.pdf

1、TiNi形狀記憶合金具有良好的形狀記憶效應(yīng)、超彈性和生物相容性。隨著形狀記憶合金開發(fā)應(yīng)用的深入和介入醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展，TiNi形狀記憶合金細(xì)絲的研究和應(yīng)用已經(jīng)成為形狀記憶合金應(yīng)用開發(fā)的一個重要領(lǐng)域。本文對Ti-50.7at％Ni合金細(xì)絲(φ0.2mm)的制取工藝和TiNi合金細(xì)絲的組織性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究，為TiNi合金細(xì)絲在實際的生產(chǎn)和應(yīng)用提供了依據(jù)。其主要結(jié)論如下： 從拉拔、模具和潤滑劑等幾方面系統(tǒng)研究細(xì)絲的拉拔工藝，提出了合理

2、的工藝參數(shù)，為細(xì)絲的生產(chǎn)提供了依據(jù)。采用真空感應(yīng)熔煉的鑄錠材料，通過鍛造、軋制和熱拉拔，能制備出φ0.1mm的TiNi絲材。熱拉拔適合的工藝為：道次加工率10％～20％，爐溫550℃～750℃。熱拉拔φ0.3mm～φ1.0mmTiNi絲材，采用硬質(zhì)合金模具較合適；熱拉拔φ0.1mm～φ0.3mmTiNi細(xì)絲，采用金剛石模具較合適。選擇低摩擦系數(shù)的石墨乳作潤滑劑，不僅解決了細(xì)絲易粘模、斷絲問題，還解決了粗絲產(chǎn)品的表面問題。TiNi合金細(xì)絲

3、熱處理后的抗拉強(qiáng)度σb≥551MPa、面縮率ψ≥10％，其性能滿足對醫(yī)用TiNi合金材料的要求。 根據(jù)用示差掃描量熱(DSC)法測試的相變溫度和用掃描電鏡進(jìn)行的組織結(jié)構(gòu)觀察和成分分析結(jié)果，總結(jié)出熱處理對TiNi合金細(xì)絲的組織和相變溫度的影響規(guī)律。400℃～500℃，30min～120min熱處理時，TiNi合金細(xì)絲中主要析出Ti3Ni4相，隨著溫度的升高和時間的增長，TiNi合金細(xì)絲中析出相增多。隨著熱處理溫度的升高和熱處理時間

4、的延長，其相變溫度升高。 根據(jù)用彎曲實驗方法在自制模具上的形狀記憶效應(yīng)測量結(jié)果，得出熱處理對TiNi合金細(xì)絲的最大可回復(fù)彎曲應(yīng)變量和彎曲循環(huán)壽命的影響規(guī)律。TiNi合金細(xì)絲的最大可回復(fù)應(yīng)變量隨溫度的升高而略有增大。同一熱處理溫度下，熱處理時間延長，最大可回復(fù)應(yīng)變量數(shù)值略有減小。隨彎曲變形量的增加，TiNi細(xì)絲疲勞壽命縮短。隨熱處理溫度的升高，試樣的應(yīng)變循環(huán)次數(shù)增大。500℃，30min處理時的疲勞壽命最長，達(dá)4380次。