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江蘇供應醫用鈦絲加工

2020-03-15
江蘇供應醫用鈦絲加工

鈦是20世紀50年代發展起來的一種重要的結構金屬,鈦合金因具有強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用於各個領域。世界上許多國家都認識到鈦合金材料的重要性,相繼對其進行研究開發,並得到了實際應用。第一個實用的鈦合金是1954年美國研製成功的Ti-6Al-4V合金,由於它的耐熱性、強度、塑性、韌性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物相容性均較好,而成為鈦合金工業中的王牌合金,使用量已占全部鈦合金的75%~85%。其他許多鈦合金都可以看做是Ti-6Al-4V合金的改型。

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工業純鈦的特點是:強度不高,但塑性好,易於加工成形、衝壓、焊接、可切削加工性能良好;在大氣、海水、濕氯氣及氧化性、中性、弱還原性介質中具有良好的耐蝕性,抗氧化性優於大多數奧氏體不鏽鋼;但耐熱性較差,使用溫度不宜太高。工業純鈦按其雜質含量的不同,分為TA1、TA2、TA3三個牌號。這三種工業純鈦的間隙雜質元素是逐漸增加的,故其機械強度和硬度也隨之逐級增加,但塑性、韌性相應下降。工業上常用的工業純鈦是TA2,因其耐蝕性能和綜合力學性能適中。對耐磨和強度要求較高時可選用TA3。對要求較好的成形性能時可選用TA1。

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抗阻尼性能強金屬鈦受到機械振動、電振動後,與鋼、銅金屬相比,其自身振動衰減時間最長。利用鈦的這一性能可作音叉、醫學上的超聲粉碎機振動元件和高級音響揚聲器的振動薄膜等。無磁性、無毒鈦是無磁性金屬,在很大的磁場中也不會被磁化,無毒且與人體組織及血液有好的相溶性,所以被醫療界采用。抗拉強度與其屈服強度接近 鈦的這一性能說明了其屈強比(抗拉強度屈服強度)高,表示了金屬鈦材料在成形時塑性變形差。由於鈦的屈服極限與彈性模量的比值大,使鈦成型時的回彈能力大。

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當提高溫度時它們會與空氣發生強烈的反應。當在650℃以上加熱時,鈦與氧強烈反應,而在700℃以上時,則與氮也發生反應,同時形成被這兩種氣體所飽和的較深表麵層。例如,當采用表麵加熱方式把直徑350mm的鈦坯料加熱到1100~1150時,就需要在鈦與氣體強烈反應的溫度範圍中保溫3~4h以上,則可能形成厚度1mm以上的吸氣層。供應醫用鈦絲加工這種吸氣層會惡化合金的變形性能。在具有還原性氣氛的油爐中加熱時,吸氫特別強烈,氫能在加熱過程中擴散到合金內部,降低合金的塑性。當在具有氧化性氣氛的油爐中加熱時,鈦合金的吸氫過程顯著減慢;在普通的箱式電爐中加熱時,吸氫更慢。由此可知,醫用鈦絲加工毛坯應在電爐中加熱。當不得不采用火焰加熱時,應使爐內氣氛呈微氧化性,以免引起氫脆。

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用塑性加工方法(包括冷加工和熱加工)將鈦鑄錠製成各種加工材(鈦棒、鈦絲、鈦鍛件、鈦板、鈦管和型材等),不僅使金屬鈦有了便於使用的形狀,而且改善了組織,提高了性能。也可用近淨成型工藝(鑄造和粉末冶金)製成各種形狀的零部件。一般來說,粉末件或鑄件的性能沒有加工材的性能好,但也可以采用熱等靜壓處理技術來改善,粉末冶金工藝還能生產出熔煉工藝難以生產的合金,如顆粒增強合金。此外,還可以用焊接和複合材料的方法,達到用戶希望的產品和性能。

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鈦棒及鈦絲的表麵改性主要有:氮化,陽極氧化,大氣氧化等。1.氮化:采用等離子體滲氮、多弧離子鍍、離子注入和激光氮化的等化學熱處理技術,在鈦義齒表麵形成金黃色TIN滲鍍層,從而提高鈦的耐磨性、耐腐蝕性和耐疲勞性。但技術複雜,設備昂貴,用於鈦義齒的表麵改性很難達到臨床實用化。2.陽極氧化:鈦棒的陽極氧化技術較為容易,在一些氧化性介質中,外加電壓的作用下,鈦陽極可形成較厚的氧化膜,從而提高其耐腐蝕性和耐磨性、耐候性。陽極氧化的電解液一般采用H2SO4和有機酸水溶液。3.大氣氧化:鈦棒在高溫大氣中可形成較厚堅固的無水氧化膜,對鈦的全麵腐蝕、間隙腐蝕都有較,方法比較簡單。

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