磁致伸缩牙科专用TC4合金棒材的制备工艺专利检索- 牙科;口腔或牙齿卫生的装置或方法专利检索查询-专利查询网

磁致伸缩牙科专用TC4 合金棒材的制备工艺
申请号	CN201610837892.X	申请日	2016-09-21	公开(公告)号	CN106425294A	公开(公告)日	2017-02-22
申请人	宝鸡鑫诺新金属材料有限公司;			发明人	郑永利; 陈建军;
摘要	本发明公开了一种磁致伸缩牙科专用TC4 合金棒材的制备工艺，采用“0”级专用海绵钛、纯AL豆和AL85V颗粒为合金元素，按牌号名誉合金成分配料，压制电极组焊，经真空自耗电弧炉三次熔炼成Φ300L mm合金铸锭。用金相法测其(α+β)/β 相变点(TB)。铸锭经过表面扒皮，裁去帽口锭底，电炉加热至β相区，在2500吨油压机开坯锻造，表面缺陷修磨，进而加热至两相区。经过两次轧制成Φ17L棒坯，上述棒坯经电炉加热(相变点以下温度 )，经多模次拉拔至Φ12.5*L mm以上规格，总拉拔变形量不小于40％；再进行退火、校直、磨光、热处理。采用该工艺制备的TC4合金棒材进而制作成牙科振动工作头，其振动特性是目前其它金属材料无法取代的，且材料性能稳定、强度、塑性匹配良好。
权利要求	1.磁致伸缩牙科专用TC4 合金棒材的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、熔炼铸锭选用“0级”海绵钛为原料，纯AL豆和AL85V颗粒为合金元素，按TC4牌号的名誉合金成份配料，压制电极，经真空自耗电弧炉三次熔炼成Φ300Lmm铸锭；步骤二、开坯锻造所述铸锭经电炉加热至β相区，保温使之完全烧透，在2500t油压机大压力下、多向锻造，变形至120mm120mmLmm方棒坯；步骤三、热轧制将上述方棒坯在电阻炉内加热(α+β两相区)，热轧至Φ45Lmm，切断、修理表面缺陷再热轧至17Lmm以上规格棒坯；步骤四、热拉伸上述棒坯经电炉加热(相变点以下温度)，经多模次拉拔至Φ12.5Lmm以上规格，总拉拔变形量不小于40％；步骤五、切断校直、磨光校直在斜棍校直机上进行，直线度不低于0.3％；磨光在无心磨床上进行，磨削至棒材成品要求尺寸Φ12±0.02*3000mm；步骤六、成品热处理上述棒材成品退火要求在真空状态下进行，避免材料表面污染和有害气体杂质增量。
说明书全文	磁致伸缩牙科专用TC4 合金棒材的制备工艺技术领域 [0001] 本发明属于有色金属加工技术领域，具体涉及一种磁致伸缩牙科专用TC4合金棒材的制备工艺。背景技术 [0002] 牙科使用的金属从20世纪20年代的汞合金及金属牙冠等开始，60年代主要使用金、银、钯合金，70年代以后不锈钢成为牙齿矫正用永久性和可拆卸器械最常用材料，90年代钛铸造技术得以推广应用。在用于人体硬组织修复的金属材料中，钛的弹性模量与人体组织最接近，约为80～110GPa，这可以减轻金属种植体与骨组织之间的机械不适应性。钛的热导率是所有牙科修复材料中最低的，热导率低可以减轻对带齿冠、牙齿牙髓的热刺激，对牙齿修复很重要。 [0003] 牙科用钛材质方面，原多为纯钛，但其强度不足，难以研磨，存在耐磨性差，易产生铸造缺陷及质量不稳定等。钛合金强度较高，最常用的是TC4合金，目前可做牙冠、冠钉、固定桥、烤瓷桥、粘结桥、义齿卡环、基托、连接装置和加强装置、几乎义齿所有金属部件都可用钛制作。 [0004] 由于钛合金良好的耐腐蚀性、无毒、无磁性，TC4牌号无疑为磁致伸缩牙科综合治疗仪工作头的首选材料。磁致伸缩牙科治疗工作头用于口腔临床治疗中做龈上洁治，龈下刮治及根管荡洗，采用超声高频共振所产生的巨大超声流冲击振动、清除牙垢，而非传统的机械式运动刮凿牙垢，独有的42000HZ的振动频率和0.02mm的微小振动直径，其工作面与牙表面始终保持平衡，在牙表面做独有的环形运动抛光牙面、牙根、不伤及牙龈、治疗工作头可深入牙龈14mm、清除牙周袋结石、配合抗菌素冲洗，令牙周袋深度减少；同时由于工作头较牙釉质软，对牙冲击小，更不会对牙齿造成第二次伤害，达到非手术治疗牙周病的非凡优势。 [0005] 传统的金属材料(铜、铝、不锈钢、钛及钛合金)均无法满足磁致伸缩牙科治疗工作头的振动要求。即是同一TC4牌号的材料其化学成份、力学性能、高倍组织形态等所有参数完全一致，也不能保证其实现振动的效果。发明内容 [0006] 本发明解决了现有技术的不足，提供一种磁致伸缩牙科专用TC4合金棒材的制备工艺，采用该工艺制备的TC4合金棒材进而制作成牙科振动工作头，其振动特性是目前其它金属材料无法取代的，且材料性能稳定、强度、塑性匹配良好。 [0007] 本发明所采用的技术方案是：一种磁致伸缩牙科专用TC4合金棒材的制备工艺，包括以下步骤： [0008] 步骤一、熔炼铸锭 [0009] 选用“0级”海绵钛为原料，纯AL豆和AL85V颗粒为合金元素，按TC4牌号的名誉合金成份配料，压制电极，经真空自耗电弧炉三次熔炼成Φ300Lmm铸锭； [0010] 步骤二、开坯锻造 [0011] 所述铸锭经电炉加热至β相区，保温使之完全烧透，在2500t油压机大压力下、多向锻造，变形至120mm120mmLmm方棒坯； [0012] 步骤三、热轧制 [0013] 将上述方棒坯在电阻炉内加热(α+β两相区)，热轧至Φ45Lmm，切断、修理表面缺陷再热轧至17Lmm以上规格棒坯； [0014] 步骤四、热拉伸 [0015] 上述棒坯经电炉加热(相变点以下温度)，经多模次拉拔至Φ12.5Lmm以上规格，总拉拔变形量不小于40％； [0016] 步骤五、切断校直、磨光 [0017] 校直在斜棍校直机上进行，直线度不低于0.3％； [0018] 磨光在无心磨床上进行，磨削至棒材成品要求尺寸Φ12±0.023000mm； [0019] 步骤六、成品热处理 [0020] 上述棒材成品退火要求在真空状态下进行，避免材料表面污染和有害气体杂质增量。 [0021] 相较于现有技术，本发明具有的有益效果：采用本工艺制备的TC4合金棒材进而制作成牙科振动工作头(医疗二类器械)，其振动特性是目前其它金属材料无法取代的，且材料性能稳定、强度、塑性匹配良好。具体实施方式 [0022] 下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。 [0023] 一种磁致伸缩牙科专用TC4合金棒材的制备工艺，包括以下步骤： [0024] 步骤一、熔炼铸锭 [0025] 选用“0级”海绵钛为原料，纯AL豆和AL85V颗粒为合金元素，按TC4牌号的名誉合金成份配料，压制电极，经真空自耗电弧炉三次熔炼成Φ300Lmm铸锭； [0026] 步骤二、开坯锻造 [0027] 所述铸锭经电炉加热至β相区，保温使之完全烧透，在2500t油压机大压力下、多向锻造，变形至120mm120mmLmm方棒坯； [0028] 步骤三、热轧制 [0029] 将上述方棒坯在电阻炉内加热(α+β两相区)，热轧至Φ45Lmm，切断、修理表面缺陷再热轧至17Lmm以上规格棒坯； [0030] 步骤四、热拉伸 [0031] 上述棒坯经电炉加热(相变点以下温度)，经多模次拉拔至Φ12.5Lmm以上规格，总拉拔变形量不小于40％； [0032] 步骤五、切断校直、磨光 [0033] 校直在斜棍校直机上进行，直线度不低于0.3％； [0034] 磨光在无心磨床上进行，磨削至棒材成品要求尺寸Φ12±0.023000mm； [0035] 步骤六、成品热处理 [0036] 上述棒材成品退火要求在真空状态下进行，避免材料表面污染和有害气体杂质增量。 [0037] 上述材料试验如下： [0038] 实验材料为采用“0”级专用海绵钛、纯AL豆和AL85V颗粒为合金元素，按牌号名誉合金成分配料，压制电极组焊，经真空自耗电弧炉三次熔炼成Φ300L mm合金铸锭。用金相法测其(α+β)/β相变点(TB)。铸锭经过表面扒皮，裁去帽口锭底，电炉加热至β相区，在2500吨油压机开坯锻造，表面缺陷修磨，进而加热至两相区。经过两次轧制成Φ17L棒坯，上述棒坯经电炉加热(相变点以下温度)，经多模次拉拔至Φ12.5*L mm以上规格，总拉拔变形量不小于40％；再进行退火、校直、磨光、热处理、取样测得棒材力学性能。 [0039] 结果与讨论： [0040] 1.TC4钛合金相变点及铸锭化学成分 [0041] TC4钛合金的相变点为980℃，TC4钛合金铸锭的化学成分分析见表1。表中数据为铸锭取掉帽口锭底，在距离两端各300mm处取样实测分析值，符合外科植入物用钛及钛合金加工材GB/T13810标准要求，成分较为均匀，特别铁、氧含量适中，铁含量不大于0.2％，氧含量不大于0.13％。 [0042] 表1. TC4铸锭化学成分 [0043] [0044] 2. TC4合金成品棒力学性能 [0045] 棒材力学性能检测见表2，表中数据为经真空热处理后的成品状态性能测试，符合GB/T13810标准要求，数值相对集中，抗拉强度在970～1000MPa范围，显微组织评级在A2之内。 [0046] 表2. TC4成品棒力学性能 [0047] [0048] 结论 [0049] 1)牙科工作头用TC4棒材既要求较高的力学性能，又防止疲劳脆断，控制好锭坯杂质元素Fe和O的含量是重要的。 [0050] 2)棒材拉拔均匀化变形不小于40％，显微组织晶粒度的控制是实现工作头振动的关键。 [0051] 通过本发明的工艺制备的TC4合金棒材进而制作成牙科振动工作头，其振动特性是目前其它金属材料无法取代的，且材料性能稳定、强度、塑性匹配良好。 [0052] 上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明的实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等同变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

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