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1、鈦及鈦合金機械加工2009年第9期(總第227期)vesNews鈦及鈦合金機械加工寶雞鈦業(yè)股份有限公司周友誠※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※#?！靰毒舞葦#q葚一.…:%奇臻{罐端蕞嵇毒{;§t*幽鈦及鈦合金是一種新興的生物金屬工程材料,具有比重小,高比強,耐高溫,耐腐蝕,超導性,無磁性,記憶性,生物相容性,不僅是航天航空兵器,艦船等軍事工業(yè)中不可缺少的結構材料,而且在制藥,醫(yī)療器械等部門中也廣泛應用,特別是制造人工關節(jié),人工股骨頭,人工膝關節(jié),人工全肱骨,人工腕關節(jié),人工踝關節(jié),
2、人工椎體,人工骼骨,骨螺栓,骨接板等.口腔修復中有牙冠,冠釘,固定橋,烤瓷橋,粘結橋,義齒卡環(huán),基托連接裝置和加強裝置義齒,所有金屬部件,各醫(yī)科的鈦制手術器械等.以上產(chǎn)品屬于生命支持的一類器械,質量檢查嚴格,機械加工較復雜.鈦及鈦合金是屬于難切割加工材料,經(jīng)過數(shù)道工序如人工股骨頭生產(chǎn)過程如下:(1)下料一按工藝運用靠模,在砂輪切割機下斷料.(2)初鍛一采用自由鍛,噴油爐加熱溫度85O℃～980℃,在40kg空氣鍾上鍛打成型.(3)砂磨—選材質為氧化鋁磨料,粒度36～6o中硬砂輪加工磨去鋒棱,銳角和表面微裂紋,切除氧化皮.(4
3、)模鍛一毛坯加濕800~C一960~C,模具加濕2o0cI=～250℃利用300T～400T摩擦壓力機械鍛加工,產(chǎn)品在模具中模鍛成型.(5)紅切邊一連續(xù)作業(yè),工件在750~C～850cI=時把成型毛坯在相應噸位沖床上,立即放人切邊模內(nèi)沖切,切除四周廢邊.(6)熱整形一將鍛件加熱到600℃一800oC要800T精壓機上校正.(7)磨加工一按圖加工,磨球頭和斜面氧化層,柄部平面,平直,倒銳角.(8)鉆削—首先用硬質合金鋼,鉆氧化層然后用普通高速鋼鉆(手動)鉆出孔,再正反面鉆孔,加工時用防銹乳化液冷卻.(9)鉗加工—銼平,修毛刺整
4、理.(1O)粗車削—選YG8或XG6X車刀車削,粗削外圓,留0.4mm余量用防銹乳化液冷卻.(11)精磨一磨蛋形斜面,與頸部平滑過程連接,不能碰球頭.(12)精車一應用專用夾具,校準加工件,采用圓球專用車具,精車圓球.(13)拋光一采用無鐵介質,按工藝規(guī)程加工,達到相應表面粗糙度要求.(14)清洗一去脂,漂洗和干燥,去除拋光后油泥和其他附著物,保持工件光潔干凈.(15)打標記—按不同規(guī)格,相應打上鋼印標記.(16)噴陶瓷一(外加工)在柄部噴陶瓷.(17)精拋一球頭拋光,達到鏡面精度.(18)檢驗一表面一般要求,用倍率放大鏡檢
5、查,表面裂紋采用VCS著色滲透法擦傷,內(nèi)部質量采用x射線探傷粗糙度,用電測法測定.(19)包裝一用精制塑料包裝盒包裝,內(nèi)墊絨布海綿.目前應用外科植入用的鈦及鈦合金材料有:純鈦,金屬牌號為TA1,TA2,TA3,TA4鈦合金化學成份Ti一6AI一4V牌號為TC4鈦合金化學成份Ti一6AI一7ND含鈮合金鈦合金化學成份Ti一5AI一2.5FE合金加材鈦合金化學成份Ti—l5MO在人造骨關節(jié)所選的工藝真空熔煉精密鍛造,真空精密鑄造和粉末冶金等,由鈦及鈦合金再熔煉,必須在真空或隋性氣體保護下進行熔煉和鑄造.一般在外科植人用鈦及鈦合金
6、進行多次熔煉和鍛造的產(chǎn)品,必須嚴格檢查外部表面,常常有氧化皮,裂紋,凹坑,折疊等缺陷.根據(jù)不同標準規(guī)定進行適當?shù)奶幚硪悦庥绊戝懺鞎r質量,對于鍛造工序結束的鍛件如棒材需要鋸切掉頭尾,還要打磨掉毛刺,有些鍛件還要進行扒皮,校正或者酸堿洗以取掉表面氧化皮.由于工藝嚴格,需要通過精整方法,化學分析,機械性能試驗,外觀檢驗,金相分析和x射線探傷等復雜檢查,才能判斷質量的好壞.精整工藝對于保證鍛件質量是不可少的工序?8?2009年第9期(總第227期)根據(jù)不同的要求可經(jīng)如下處理:去氧化皮,酸洗,噴砂化學銑磨削,機/Jn-r,剝皮,拋光.
7、精整方法主要有以下幾種:一,打磨打磨的目的主要是為了清理掉各種裂紋,凹坑及折疊,鍛件應無開裂,裂紋,裂痕方面的缺陷.打磨的設備有懸式砂輪機,落地式砂輪機,手提砂輪切割機等可在磨棒上進行清理.根據(jù)來料選擇砂輪,一般對于半成品修磨采用粒度號小的砂輪,對于成品材選用大號60#以上砂輪.材質為氧化鋁磨料,磨去鋒棱,銳角和表面微裂紋切除氧化皮.修磨裂紋時,砂輪應置于垂直裂紋的方向以免修磨方向與裂紋方向一致時將裂紋掩蓋導致修磨不凈.在修磨缺陷時砂輪應經(jīng)常移動,不得在一處停留時問過長,用力過大以防止金屬局部熱氧化,修磨后的表面不得出現(xiàn)藍,
8、黑色,不得出現(xiàn)陡階和凹臺.并適當降低砂輪速度,邊加工邊用防銹液高壓冷卻,降低切削溫度,提高表面質量減少刀具磨損.二,鋸切鋸切也是鈦及鈦合金鍛造生產(chǎn)件一道重要的輔助工序.鋸切主要用于鍛造坯料的中棒,成品棒材頭尾的去除.鋸切所用設備有:圓盤鋸,弓型鋸,砂輪切割機,車床,線切割機,等離子切割機,
