后的人工關(guān)節(jié)半成品置入固溶處理爐中，加熱至850°C，保溫I小時后水淬。
[0039](7)第二次人工時效:將固溶處理后的人工關(guān)節(jié)半成品置入時效爐中加熱至350°C，保溫5小時后水冷到室溫，即得到人工關(guān)節(jié)成品。
[0040]實施例2
一種人工關(guān)節(jié)的熱處理方法，所述人工關(guān)節(jié)的材質(zhì)為鈦合金，所述鈦合金的成分按重量百分比含量為:A1:5.0%，Ga:2.9%，V:4.0%，余量為鈦及不可避免的雜質(zhì)。
[0041]包括如下步驟:
(I)原料準備及熔煉:選用海綿鈦作為電極，在真空度0.8Pa的等離子真空焊箱中焊接電極，采用真空自耗電弧爐進行兩次熔煉為鈦鑄錠；將該鈦鑄錠與T1-Ga、T1-Al和T1-V中間合金共同加入到真空熔煉爐中熔煉成所需成分的鈦合金熔體。
[0042](2)精密鑄造:將步驟(I)得到的熔體進行保溫后采用精密鑄造的方法得到人工關(guān)節(jié)半成品。
[0043](3)退火處理:將步驟(2)得到的人工關(guān)節(jié)半成品裝入到真空感應熱處理爐中加熱到569°C，保溫43min，再加熱到681 °C，保溫22min，再加熱到769°C，保溫58min后空冷至室溫。
[0044](4)人工時效:將步驟(3)處理后的人工關(guān)節(jié)半成品置入時效爐中加熱至345°C，保溫4.8小時后水冷到室溫。
[0045](5)深冷處理:人工時效后的人工關(guān)節(jié)半成品置入深冷箱，先降溫到-81°C后，維持溫度19min后，繼續(xù)降溫到_160°C，深冷處理28min后恢復到室溫。
[0046](6)固溶處理:將深冷處理后的人工關(guān)節(jié)半成品置入固溶處理爐中，加熱至8400C，保溫0.9小時后水淬。
[0047](7)第二次人工時效:將固溶處理后的人工關(guān)節(jié)半成品置入時效爐中加熱至351°C，保溫5小時后水冷到室溫，即得到人工關(guān)節(jié)成品。
[0048]實施例3
一種人工關(guān)節(jié)，所述人工關(guān)節(jié)采用實施例1人工關(guān)節(jié)的熱處理方法得到，所述人工關(guān)節(jié)的材質(zhì)為鈦合金，所述鈦合金雜質(zhì)中Fe ( 0.10%，C彡0.008%，N彡0.005%。所述人工關(guān)節(jié)的抗拉強度992MPa，鍛后伸長率22%，斷面收縮率46%，彈性模量為68GPa。
[0049]實施例4
一種人工關(guān)節(jié)，所述人工關(guān)節(jié)采用實施例2人工關(guān)節(jié)的熱處理方法得到，所述人工關(guān)節(jié)的材質(zhì)為鈦合金，經(jīng)過測定所述鈦合金雜質(zhì)中Fe:0.08%，C:0.00:6%, N:0.006%。所述人工關(guān)節(jié)的抗拉強度1012MPa，鍛后伸長率21%，斷面收縮率48%，彈性模量為72GPa。
【主權(quán)項】
1.一種人工關(guān)節(jié)，所述人工關(guān)節(jié)的材質(zhì)為鈦合金，其特征在于，所述鈦合金的成分按重量百分比含量為:A1:4.5-5.2%，Ga:2.5-6.8%，V:3.8-4.8%，余量為鈦及不可避免的雜質(zhì)，且雜質(zhì)中 Fe 彡 0.20%，C 彡 0.05%，N 彡 0.01% ； 制備方法包括如下步驟: (1)原料準備及熔煉:選用海綿鈦作為電極，在真空度<1Pa的等離子真空焊箱中焊接電極，采用真空自耗電弧爐進行兩次熔煉為鈦鑄錠；將該鈦鑄錠與Ga、Al和V的中間合金共同加入到真空熔煉爐中熔煉成所需成分的鈦合金熔體； (2)精密鑄造:將步驟(I)得到的熔體進行保溫后采用精密鑄造的方法得到人工關(guān)節(jié)半成品； (3)退火處理:將步驟(2)得到的人工關(guān)節(jié)半成品裝入到真空感應熱處理爐中加熱到520-5900C，保溫40~50min，再加熱到 620~690°C，保溫20~30min，再加熱到 750~780°C，保溫55~65min后空冷至室溫； (4)人工時效:將步驟(3)處理后的人工關(guān)節(jié)半成品置入時效爐中加熱至310~360°C，保溫4~6小時后水冷到室溫； (5)深冷處理:人工時效后的人工關(guān)節(jié)半成品置入深冷箱，降溫到-120~-180°C，深冷處理25~35min后恢復到室溫； (6)固溶處理:將深冷處理后的人工關(guān)節(jié)半成品置入固溶處理爐中，加熱至820~860°C，保溫0.8-1.2小時后水淬； (7)第二次人工時效:將固溶處理后的人工關(guān)節(jié)半成品置入時效爐中加熱至320~360°C，保溫4~6小時后水冷到室溫，即得到人工關(guān)節(jié)成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工關(guān)節(jié)，其特征在于，所述人工關(guān)節(jié)的抗拉強度多980MPa，鍛后伸長率彡20%，斷面收縮率彡45%ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的人工關(guān)節(jié)，其特征在于，所述人工關(guān)節(jié)的彈性模量為58~72GPa0
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的人工關(guān)節(jié)，其特征在于，所述所述人工關(guān)節(jié)的抗拉強度:990~1200MPa，鍛后伸長率:20~28%，斷面收縮率:45~52%，彈性模量為59~71GPa。
5.一種人工關(guān)節(jié)的熱處理方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)原料準備及熔煉:選用海綿鈦作為電極，在真空度<1Pa的等離子真空焊箱中焊接電極，采用真空自耗電弧爐進行兩次熔煉為鈦鑄錠；將該鈦鑄錠與Ga、Al和V的中間合金共同加入到真空熔煉爐中熔煉成所需成分的鈦合金熔體； (2)精密鑄造:將步驟(I)得到的熔體進行保溫后采用精密鑄造的方法得到人工關(guān)節(jié)半成品； (3)退火處理:將步驟(2)得到的人工關(guān)節(jié)半成品裝入到真空感應熱處理爐中加熱到520-5900C，保溫40~50min，再加熱到 620~690°C，保溫20~30min，再加熱到 750~780°C，保溫55~65min后空冷至室溫； (4)人工時效:將步驟(3)處理后的人工關(guān)節(jié)半成品置入時效爐中加熱至310~360°C，保溫4~6小時后水冷到室溫； (5)深冷處理:人工時效后的人工關(guān)節(jié)半成品置入深冷箱，降溫到-120~-180°C，深冷處理25~35min后恢復到室溫； (6)固溶處理:將深冷處理后的人工關(guān)節(jié)半成品置入固溶處理爐中，加熱至820~860°C，保溫0.8-1.2小時后水淬； (7)第二次人工時效:將固溶處理后的人工關(guān)節(jié)半成品置入時效爐中加熱至320~360°C，保溫4~6小時后水冷到室溫，即得到人工關(guān)節(jié)成品； 所述人工關(guān)節(jié)的材質(zhì)為鈦合金，所述鈦合金的成分按重量百分比含量為:A1:4.5-5.2%，Ga:2.5-6.8%，V:3.8-4.8%，余量為鈦及不可避免的雜質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人工關(guān)節(jié)的熱處理方法，其特征在于，所述Ga、Al和V的中間合金為T1-Ga、T1-Al和T1-V中間合金。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的人工關(guān)節(jié)的熱處理方法，其特征在于，步驟(I)中，選用海綿鈦作為電極，在真空度l~6Pa的等離子真空焊箱中焊接電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的人工關(guān)節(jié)的熱處理方法，其特征在于，所述深冷處理中，人工時效后的人工關(guān)節(jié)半成品置入深冷箱，先降溫到-69~-88°C后，維持溫度10~22min后，繼續(xù)冷卻到-140~-180°C，維持溫度26~30min后恢復到室溫。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種人工關(guān)節(jié)，其材質(zhì)為鈦合金，制備步驟包括原料準備及熔煉、精密鑄造、退火處理、人工時效、深冷處理、固溶處理、第二次人工時效等步驟得到人工關(guān)節(jié)成品，同時通過調(diào)整鈦合金組分與上述熱處理步驟配合，使得該人工關(guān)節(jié)的強度、彈性模量和耐腐蝕性等性能得到大幅度提高。
【IPC分類】C22C1-02, A61F2-30, C22F1-18, C22C14-00
【公開號】CN104745870
【申請?zhí)枴緾N201510172954
【發(fā)明人】張崗
【申請人】張崗
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月14日