Medizinisches Ti-6Al-7Nb für K-Draht (Kirschner-Draht)

Medizinisches Ti-6Al-7Nb für K-Draht (Kirschner-Draht)

Ti-6Al-7-Legierung ist eine vielversprechende Legierung für menschliche Implantate. Es hat eine hohe Festigkeit, ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, Biokompatibilität, ist für den menschlichen Körper im Grunde harmlos und hat auch die Vorteile einer starken Plastizität und einer ausgezeichneten Abrasivität. Es ist die potenziell schädliche Wirkung von V in herkömmlichen Ti-6Al-4V-Legierungen für die menschliche Implantation, die die Entwicklung einer biologischen Ti-Legierung ohne V fördert und Ti-6Al{{ 5}} Nb-Legierung. Die Legierung ist dadurch gekennzeichnet, dass V durch Nb ersetzt wird. Ihre mechanischen Eigenschaften entsprechen denen von Ti-6A1-4V. Seine Planbruchzähigkeit ist etwa 10 % höher als die von Ti-6A-4V. Es ist in der klinischen Praxis im Ausland weit verbreitet und hat eine große Tendenz, Ti-6Al-4-Legierungen zu ersetzen.

1. Experiment

Das experimentelle Material besteht aus speziellem Titanschwamm der Güteklasse {{0}}, gemischt gemäß der Legierungszusammensetzung der Marke und des Rufs, gepresster Elektrodengruppenschweißung, dreimal in einem verbrauchbaren Vakuum-Lichtbogenofen zu einem 370-mm-Legierungsbarren geschmolzen und dessen (a) wird durch das metallographische Verfahren plus gemessen)/ Phasenwechselpunkt (TB) Der Barren wird an der Oberfläche abgeschält, der Boden des Barrens wird abgeschnitten und auf erhitzt In der Phasenzone wird der Barren mit einem 2500-Tonnen-Öl geschmiedet drücken, die Oberflächendefekte werden geschliffen und dann auf die Zweiphasenzone erhitzt. Es wird zweimal zu einem 9,5-mm-Stabdrahtrohling gewalzt und dann bis zum unteren Teil des Phasenänderungspunkts erhitzt. Nach einer 30-kW-Ziehmaschine und einer 11-kW-Spulenziehmaschine wird sie wiederholt erhitzt und im Multimodus auf Φ4,0 mm unter 4,0 mm gezogen. Die Kirschnerdrähte werden normalerweise geglüht, gerichtet, poliert, wärmebehandelt und zur Messung der mechanischen Eigenschaften des Drahts entnommen.

2. Ergebnis und Fazit

2.1 Ti-6a1-7nb-Titanlegierungs-Umwandlungspunkt und chemische Zusammensetzung des Barrens

Der Phasenübergangspunkt der Ti-6Al-7Nb-Titanlegierung beträgt 965 Grad, und die chemische Zusammensetzungsanalyse des Ti-6Al-7Nb-Titanlegierungsblocks ist in der Tabelle dargestellt 1 Die Daten in der Tabelle sind die gemessenen Analysewerte des Barrens, bei dem die Kappe und der Boden vom Barren entfernt und 300 mm von beiden Enden entfernt genommen wurden, was die Anforderungen des Standards gb/t13810 für Verarbeitungsmaterialien aus Titan und Titanlegierungen für chirurgische Implantate erfüllt . Die Zusammensetzungsabweichung ist gering und relativ gleichmäßig.

Tabelle 1. Chemische Zusammensetzung des Ti-6Al-7-Barrens

2.2 Tabelle 2 zeigt die mechanischen Eigenschaften bei Raumtemperatur von Drähten, die bei unterschiedlichen Temperaturen derselben Spezifikation gezogen wurden. Aus den Daten in der Tabelle ist ersichtlich, dass die mechanischen Eigenschaften bei Raumtemperatur von Drähten, die bei unterschiedlichen Temperaturen derselben Spezifikation (Endziehtemperatur) gezogen wurden, stark variieren. Dies liegt daran, dass unterschiedliche Verarbeitungstemperaturen unterschiedliche Grade der Härtungsneigung im Verformungsprozess widerspiegeln, obwohl der Prozess der Warmumformverformung von dem Prozess der Eigenschaftswiederherstellung begleitet wird. Aber gleichzeitig verursachte es auch die Anhäufung von Verhärtungen. Wenn die Verarbeitungstemperatur höher ist, wird der Festigkeitshärtungsindex niedriger sein. Ist dagegen die Verarbeitungstemperatur niedriger, wird die Festigkeitshärtung deutlich verbessert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Umwandlungstemperatur der Ti-6a1-7nb-Legierung dazu neigt, sich mit zunehmender Zugverformung nach unten zu bewegen, und die Verarbeitungstemperatur sollte ebenfalls nach unten angepasst werden.

Tabelle 2 Mechanische Eigenschaften des Drahtes nach der Verarbeitung

2.3 Tabelle 3 Sie bezieht sich auf die mechanischen Eigenschaften von Drähten bei Raumtemperatur, die nach derselben Spezifikation bei unterschiedlichen Ziehtemperaturen gezogen und in demselben Glühsystem geglüht wurden. Aus den Daten in der Tabelle ist ersichtlich, dass sich der Festigkeitsindex der mechanischen Eigenschaften nach dem Spannungsarmglühen wenig ändert, aber die Dehnung und Verringerung der Fläche des plastischen Index nach dem Bruch verbessert sind. Die Forschung zeigt, dass die Eigenschaften von Ti-6a-7nb-Draht, der durch Heißziehverfahren hergestellt wird, extrem instabil sind. Es ist notwendig, Spannungen durch Wärmebehandlung zu beseitigen, die Legierung zu erweichen, ihre umfassenden Eigenschaften zu verbessern und den reibungslosen Ablauf nachfolgender Richt- und Polierprozesse zu erleichtern.

Tabelle 3 Mechanische Eigenschaften des Drahtes nach dem Glühen

Abschluss

1) Für die Verarbeitung von hochfestem Draht aus Ti-6a1-7nb-Titanlegierung bewegt sich das ausgewählte Heizsystem mit zunehmender Verformung nach unten. Die Realisierung hoher Festigkeiten hängt bis zu einem gewissen Grad von der Aufhärtung ab.

2) Die umfassende Leistung von Ti-6a1-7nb-Titanlegierungsdraht nach Wärmebehandlung bei 510-530 Grad für 4-8 h und Ofenkühlung ist besser.