一种具有超薄氧化膜镍钛丝材的加工方法技术

本申请涉及金属材料及其制备技术领域，尤其是涉及一种具有超薄氧化膜镍钛丝材的加工方法，其技术方案要点是，步骤1：对初始丝材表面进行抛光以去除表面氧化膜；步骤2：将丝材放入退火炉中进行气氛保护退火；步骤3：对丝材进行冷拉拔，丝材经过此次拉拔后的形变量为30%～70%；判断此时的丝材直径d是否等于成品丝材直径D，若丝材直径d大于成品丝材直径D，依次重复步骤2和步骤3，若丝材直径d等于成品丝材直径D，进入步骤4；步骤4：将丝材放入退火炉中进行气氛保护退火；达到了使得镍钛丝材表面具有较薄的氧化膜，在保持表面光洁度的同时，保持镍钛丝材良好的生物相容性的目的。镍钛丝材良好的生物相容性的目的。镍钛丝材良好的生物相容性的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种具有超薄氧化膜镍钛丝材的加工方法


[0001]本申请涉及金属材料及其制备
，尤其是涉及一种具有超薄氧化膜镍钛丝材的加工方法。

技术介绍

[0002]镍钛合金因其独特优异的性能，目前在生物医用材料领域得到了广泛应用，如心脏支架、接骨板、接骨钉，尤其是镍钛合金丝材制成的正畸丝等。
[0003]相关技术中记载的镍钛丝材加工方法主要分为热拉和冷拉；热拉方式的工序包括初始丝材扒皮、氧化、固定模热拉(石墨润滑)、大气退火和酸碱洗，而传统冷拉方式的工序具体包括初始丝材扒皮、氧化、丝材表面涂覆润滑剂、固定模冷拉、大气退火和碱酸洗；其中氧化工序的目的在于使得丝材表面获得氧化膜以实现对后续拉拔工序的润滑作用。
[0004]上述两种传统的镍钛丝材加工方法都会在大气退火后的丝材表面产生较厚的氧化膜，过厚的氧化膜将导致如正畸丝等产品在经过镀膜等后续工艺后性能差，酸碱洗虽然能够减薄成品丝材表面的氧化膜厚度，但势必造成成品丝材的表面粗糙度过大，进而导致成品丝材表面无法保持良好的生物相容性。

技术实现思路

[0005]为了使得镍钛丝材表面具有较薄的氧化膜，在保持表面光洁度的同时，保持镍钛丝材良好的生物相容性，本申请提供一种具有超薄氧化膜镍钛丝材的加工方法。
[0006]本申请提供的一种具有超薄氧化膜镍钛丝材的加工方法采用如下的技术方案：一种具有超薄氧化膜镍钛丝材的加工方法，包括以下步骤，步骤1：对初始丝材表面进行抛光以去除表面氧化膜；步骤2：将丝材放入退火炉中进行气氛保护退火；步骤3：对丝材进行冷拉拔，丝材经过此次拉拔后的形变量为30％～70％；判断此时的丝材直径d是否等于成品丝材直径D，若丝材直径d大于成品丝材直径D，依次重复步骤2和步骤3，若丝材直径d等于成品丝材直径D，结束步骤2和步骤3。
[0007]通过采用上述技术方案，步骤1中抛光去除初始材料表面的氧化膜，有利于成品丝材表面光滑且超薄氧化膜的获取；步骤2中对丝材进行退火，降低丝材的硬度以提高丝材的可塑性，气氛保护退火能够极大程度上减小成品丝材表面的氧化膜厚度，此外在退火的过程中不可避免地在丝材表面产生一层较薄的氧化膜，以替代氧化工序获取能够起到拉拔润滑作用的氧化膜；经过多次退火和冷拉拔工序以防止丝材由于形变量过大而发生断裂的情况发生；这样，本申请使得镍钛丝材表面具有较薄的氧化膜，在保持表面光洁度的同时，保持了镍钛丝材良好的生物相容性。
[0008]可选的，在步骤3中，向将要进入冷拉拔模具的丝材喷淋经过制冷的润滑剂，以使丝材的冷拉拔环境温度为
‑
50℃～0℃。
[0009]通过采用上述技术方案，润滑剂一方面为冷拉拔工艺起到必不可少的润滑作用，另一方面经过制冷后的润滑剂使得丝材的冷拉拔温度处于较低值，丝材内部进而处于马氏
体相状态，镍钛合金马氏体更软且具有更强的可塑性，有利于加工出直径更小的成品丝材，且每次冷拉拔所允许的形变量能够有所增加，每次冷拉拔获得的丝材长度增加，在氧化膜体积一定的情况下，经过冷拉拔后的丝材表面氧化膜厚度更小，进一步起到成品丝材表面氧化膜减薄的作用。
[0010]可选的，在步骤3中，丝材经过冷拉拔后吹干并擦拭丝材表面。
[0011]通过采用上述技术方案，使得预进行退火的丝材表面更加洁净，有利于提高退火后丝材的表面质量并降低经过退火后丝材表面的氧化膜厚度。
[0012]可选的，在步骤3中采用丝材擦拭装置对丝材表面进行吹干擦拭；丝材擦拭装置包括起吹干作用的喷气嘴以及擦拭作用的棉纶，丝材能够依次经过喷气嘴和棉纶。
[0013]可选的，在步骤2和步骤3全部结束后设置步骤4，步骤4为：将丝材放入退火炉中进行气氛保护退火。
[0014]通过采用上述技术方案，降低成品丝材的硬度以起到矫直的作用，硬度较低的丝材便于后续加工正畸丝等。
[0015]可选的，所述退火炉包括炉体以及设置在炉体内部的炉管，炉管具有位于退火炉外部的保护气体进口，丝材能够穿入炉管并从炉管内部穿出。
[0016]通过采用上述技术方案，使丝材从炉管一端穿入并从另一端穿出，将保护气体通过保护气体进口通入炉管内部，进而实现对丝材的在线气氛退火。
[0017]可选的，炉体的两端设置有集气罩，集气罩连通有气体运输管道，炉管的两端具有可供丝材通过的丝材进口和丝材出口，丝材进口和丝材出口分别通入相应的集气罩内。
[0018]通过采用上述技术方案，退火过程中难免产生废气或有毒气体，通过集气罩以及气体运输管道实现对废气的收集以便于后续的统一处理，提高退火工艺过程的环保性。
[0019]可选的，所述气氛保护退火采用的保护气体为氮气、氩气或乙醛。
[0020]通过采用上述技术方案，减缓丝材在退火过程中表面的氧化，尤其是乙醛还能够起到一定的还原作用。
[0021]可选的，在步骤2中，所述气氛保护退火的退火温度为650℃～750℃且退火时间为30s～1min。
[0022]可选的，在步骤4中，所述气氛保护退火的退火温度为400℃～600℃且退火时间为30s～1min。
[0023]综上所述，本申请通过对初始丝材表面进行抛光，且全程的退火工艺采用气氛保护退火，使得镍钛丝材表面具有较薄的氧化膜，在保持表面光洁度的同时，保持了镍钛丝材良好的生物相容性；此外，通过向将要进入冷拉拔模具的丝材喷淋经过制冷的润滑剂，使得丝材内部处于马氏体相状态，有利于加工出直径更小的成品丝材，且每次冷拉拔所允许的形变量能够有所增加，在氧化膜体积一定的情况下，经过冷拉拔后的丝材表面氧化膜厚度更小，进一步起到成品丝材表面氧化膜减薄的作用。
附图说明
[0024]图1是本申请中的具有超薄氧化膜镍钛丝材的加工方法的流程示意图；图2是本申请中的退火炉的结构示意图，图中的箭头方向为保护气体的流向；图3是本申请中的丝材擦拭装置的结构示意图；
图4是对比例中的成品丝材的表面扫描电镜图；图5是实施例1中的成品丝材的表面扫描电镜图；图6是实施例2中的成品丝材的表面扫描电镜图。
[0025]图中，1、喷气嘴；2、机架；3、导向轮；4、棉纶；5、炉体；6、炉管；7、保护气体进口；8、放线轮；9、收线轮；10、集气罩；11、气体运输管道；12、丝材进口；13、丝材出口。
具体实施方式
[0026]在本申请的描述中，需要说明的是，术语“进口”、“出口”、“冷”、“水平”等均为基于附图所示的相对关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的工艺或模块必须具有特定的方位、状态和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0027]以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
[0028]现定义，在进行本申请涉及到的所有加工工序之前的丝材为初始丝材，最终期望获取的丝材为成品丝材，成品丝材的直径满足设计尺寸D，在加工过程中丝材的实时尺寸为d。
[0029]参照图1，本申请提供了一种具有超薄氧化膜镍钛丝材的加工方法，包括以下步骤：步骤1：对初始丝材进行抛光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有超薄氧化膜镍钛丝材的加工方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤1：对初始丝材表面进行抛光以去除表面氧化膜；步骤2：将丝材放入退火炉中进行气氛保护退火；步骤3：对丝材进行冷拉拔，丝材经过此次拉拔后的形变量为30%～70%；判断此时的丝材直径d是否等于成品丝材直径D，若丝材直径d大于成品丝材直径D，依次重复步骤2和步骤3，若丝材直径d等于成品丝材直径D，结束步骤2和步骤3。2.根据权利要求1所述的具有超薄氧化膜镍钛丝材的加工方法，其特征在于：在步骤3中，向将要进入冷拉拔模具的丝材喷淋经过制冷的润滑剂，以使丝材的冷拉拔环境温度为
‑
50℃～0℃。3.根据权利要求1或2所述的具有超薄氧化膜镍钛丝材的加工方法，其特征在于：在步骤3中，吹干并擦拭经过冷拉拔后的丝材的表面。4.根据权利要求3所述的具有超薄氧化膜镍钛丝材的加工方法，其特征在于：在步骤3中采用丝材擦拭装置对丝材表面进行吹干擦拭；丝材擦拭装置包括起吹干作用的喷气嘴(1)以及起擦拭作用的棉纶(4)，丝材能够依次经过喷气嘴(1)和棉纶(4)。5.根据权利要求1所述的具有超薄氧化膜镍钛丝材的加工方法，其特征在于：在步骤2和步骤3全部结束后...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振强，廖赞，张宝祥，刘扩，王江波，李君涛，
申请(专利权)人：有研科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：