yjk-note-TC4钛合金人工关节的精密锻造.pdfVIP

TC4钛合金人工关节的精密锻造 胁出i。慨‘8i刚‘帕m8山。。删1。y船mal蛐8坳fB 北京百慕航材高科技股份有限公司(100095)熊震国 杨超林 郝树本 唐至今 李园春 【摘要】根据人I关节零件的技术条件要求，确定7其精密模锻的I艺方案。在1600t曲柄压 力机上利用机械压力机恒载荷精搬方法成功地实现jTC4钍合金人I关节的精密搬造，搬件 符台YY0117．1-93外科植入物骨关节韫侏锻、铸件(TC4钍舍金锻件)标准。 关量词精密模锻^工关节TC4钛合金 titanium Keywordsprecisionforging，artificialjoints，TC4alloy 近十多年来，生物医用材料及制品的市场始终 工步： 保持在20％左右的增长速度。人工关节技术在国外 下料一制坯一吹砂一浸涂润滑荆一终锻一吹砂 大约始于40年代。我国在60年代以后逐步开展，随清理一入库 着工业水平的提高，我国在30年内开展了人工关节 机械压力机上恒载荷精密锻造原理 的研制及各种类型的人工关节的应用．逐步跟上了 世界人工关节技术的发展。由于钛合金具有比强度 1．锻件尺寸的影响因素 高、与有机体亲和力较强等优点，在人工关节中使用 锻件尺寸精度包括平面和厚度尺寸精度．平面 较为广泛，其中以髋关节临床用量最大。 尺寸公差由模具加工精度和防止模具错移的工艺装 我公司最近承担某一型号人工髋关节的研制项 备来保证，而厚度尺寸精度控制则是机械压力机锻 目。其外观如图1所示，材料为TC4钛合金。 造的关键问题。从锻造工艺因素对锻件尺寸精度的 影响来看，直接影响锻件厚度尺寸精度的因素有： 1)锻造温度的波动；2)模具温度的影响；3)毛 坯尺寸的影响；4)润滑本身的影响；5)操作速度的 影响。 2．机械压力机恒载荷精密锻造原理 机械压力机采用曲柄连杆机构传递运动和载 荷，在常规模锻条件下．锻造过程的载荷按变形需要 由压力机自动加载．当锻造条件(如毛坯尺寸、加热 图1精密人工关节锻件毛坯 温度、模具温度、操作时间和润滑条件等)变化时，锻 在此之前一直采用祷件．由于铸造组织存在疏 造载荷就随之变化，锻造载荷所引起的机床(含曲 松、韧性差等缺点，拟改为锻件。该锻件尺寸精度要 轴、连杆、滑块、立柱等)弹性变形也随之变化，因此， 求较高，厚度方向要求为士o．1mm，除柄端外，其他锻件厚度也会发生变化，同批锻件的厚度也就不同， 部位不进行机加工，只需抛修和光饰即可。 其公差带可达到lmm以上，不能满足精锻和锻件 技术条件的要求。 工艺方案的制定 为使锻件厚度一致，必须使机械压力机的每个 1．锻造温度范围的确定 锻造行程的机床总变形相同，即把机械压力机的常 TC4属于两相钛合金，其p转变温度一般为规变载荷