本發明屬于鈦合金材料加工技術領域，具體涉及一種高強ti6al7nb鈦合金絲材的制備方法。

背景技術：

ti6al7nb鈦合金具有低的密度、合適的強度、優良的生物相容性、耐腐蝕性、可加工性，且不含有害元素“v”等特點，被用來加工髓內針，骨釘、關節柄等人體植入件，在生物醫用材料領域廣泛使用。gb/t、iso和astm等標準對外科植入物用ti6al7nb鈦合金的性能規定：退火態和熱加工態絲棒材，抗拉強度≥900mpa，屈服強度≥800mpa，延伸率≥10％，斷面收縮率≥25％。

ti6al7nb鈦合金工藝性能不佳，易開裂，采用常規的制備方法很難穩定生產出強度高、塑性適中的絲材，尤其是用來加工髓內針等零件的高強高韌絲材。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種高強ti6al7nb鈦合金絲材的制備方法，解決了現有方法難以穩定生產出具有高強度、良好塑性的ti6al7nb鈦合金絲材的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種高強ti6al7nb鈦合金絲材的制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1，棒坯軋制：

選取橫向組織優于ettc2a5級的ti6al7nb鈦合金棒坯，置于箱式電阻爐中，在相變點以下加熱，保溫，軋制；

步驟2，制備多棱絲材：

將經步驟1軋制的棒坯采用無心車車削，100％去除氧化皮，然后在室溫下冷連軋，得到多棱絲材；

步驟3，絲材規圓：

將步驟2得到的多棱絲材，在室溫下規圓拉拔為圓形絲材；

步驟4，絲材矯直精整：

對步驟4得到的圓形絲材進行矯直、磨光，即得到高強ti6al7nb鈦合金絲材。

本發明的特點還在于，

步驟1中加熱溫度為相變點以下10℃～50℃，保溫時間至少為min。

步驟1中軋制道次為14～18道次，道次變形量為10％～25％，累積變形量不小于95.5％。

步驟2中去除氧化皮后棒坯的絲材同棒差≤0.08mm，表面粗糙度ra≤1.6μm。

步驟2中冷連軋至少5道次，道次變形量為10％～11％，冷連軋累積變形量≥40％。

步驟3中采用多道次規圓拉拔，道次變形量≤6％，累積變形量≥10％。

步驟4中矯直在室溫下進行。

本發明的有益效果是，本發明一種高強ti6al7nb鈦合金絲材的制備方法，選取合適的坯料加工工藝來改善材料成形性，通過成品加工方式和變形量的配合來控制絲材的組織性能，采用本發明方法制備得到高強ti6al7nb鈦合金絲材，比常規熱拉拔工藝得到的絲材組織均勻，強度高，各項性能均可達到髓內針等高強高韌外科植入物用ti6al7nb絲材的要求。

附圖說明

圖1是本發明制備得到的高強ti6al7nb鈦合金絲材的各項力學性能圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。

本發明一種高強ti6al7nb鈦合金絲材的制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1，選取橫向組織優于ettc2a5級的ti6al7nb鈦合金棒坯，置于箱式電阻爐中，在相變點以下10℃～50℃加熱，爐內保溫至少min(r坯為坯料直徑/mm)后開始軋制，軋制道次為14～18道次，道次變形量為10％～25％，累積變形量不小于95.5％。

步驟2，對經步驟1軋制的棒坯采用100％無心車削去除氧化皮，絲材同棒差≤0.08mm，表面粗糙度ra≤1.6μm，室溫下冷連軋至少5道次，道次變形量為10％～11％，冷連軋累積變形量≥40％，得到多棱絲材；

步驟3，將多棱絲材在室溫下進行多道次規圓拉拔變形，拉絲模具為圓形輥模，道次變形量≤6％，累積變形量≥10％，得到圓形絲材；對圓形絲材冷矯直，磨光，即得到高強ti6al7nb鈦合金絲材。

圖1是采用本發明方法制備得到的高強ti6al7nb鈦合金絲材的各項力學性能圖。數據顯示，本發明方法制備得到的絲材抗拉強度≥1250mpa，屈服強度≥1020mpa，延伸率≥10％，斷面收縮率≥35％，普通絲材的技術指標為抗拉強度≥900mpa，屈服強度≥800mpa，延伸率≥10％，斷面收縮率≥25％，可以看出，本發明方法制備得到的絲材抗拉強度遠遠高于普通絲材，塑性與之相當。

實施例1

步驟1，選取規格為φ45mm，橫向組織符合ettc2a5級的ti6al7nb鈦合金棒坯，實測相變點為1010℃，置于箱式電阻爐中，在1000℃下加熱，爐內保溫55min后開始軋制，采用14道次軋制，道次變形量為10％～18％，軋至φ9.5mm(累積變形量95.5％)；

步驟2，將步驟1軋制得到的棒坯利用無心車車削表面至φ8mm，100％去除氧化皮，控制絲材同棒差為0.05mm，表面粗糙度ra實測1.6μm，室溫下冷連軋，軋制道次為6道次，道次變形量為10％～11％，冷連軋至5.74mm(累積變形量為48％)，得到多棱絲材；

步驟3，將冷連軋后5.74mm多棱絲材在室溫下經多道次圓形輥模拉拔至φ5.4mm，道次變形量為1％～4％，累積變形量為11％；絲材冷矯直，磨光，即得到高強ti6al7nb鈦合金絲材。

實施例2

步驟1，選取規格為φ52mm，橫向組織符合ettc2a4級的ti6al7nb鈦合金棒坯，實測相變點為1005℃，置于箱式電阻爐中在980℃下加熱，爐內保溫60min后開始軋制，采用18道次軋制，道次變形量為15％～25％，軋至φ6.5mm(累積變形量98.5％)；

步驟2，將步驟1軋制得到的棒坯利用無心車車削表面至φ4.8mm，100％去除氧化皮，控制絲材同棒差為0.06mm，表面粗糙度ra實測1.2μm，室溫下冷連軋，軋制道次為5道次，道次變形量為10％～11％，冷連軋至3.68mm(累積變形量為40％)，得到多棱絲材；

步驟3，將冷連軋后3.68mm多棱絲材在室溫下經多道次圓形輥模拉拔至φ3.4mm，道次變形量為4％～6％，累積變形量為14％；絲材冷矯直，磨光，即得到高強ti6al7nb鈦合金絲材。

實施例3

步驟1，選取規格為φ50mm，橫向組織符合ettc2a5級的ti6al7nb鈦合金棒坯，實測相變點為1010℃，置于箱式電阻爐中，在960℃下加熱，爐內保溫60min后開始軋制，采用16道次軋制，道次變形量為12％～22％，軋至φ7.5mm(累積變形量97.5％)；

步驟2，將經步驟1軋制得到的棒坯利用無心車車削表面至φ6mm，100％去除氧化皮，控制絲材同棒差為0.08mm，表面粗糙度ra實測1.4μm，室溫下冷連軋，軋制道次為5道次，道次變形量為10％～11％，冷連軋至4.59mm(累積變形量為42％)，得到多棱絲材；

步驟3，將冷連軋后4.59mm多棱絲材在室溫下經多道次圓形輥模拉拔至φ4.35mm，道次變形量為2％～5％，累積變形量為10％；絲材冷矯直，磨光，即得到高強ti6al7nb鈦合金絲材。