Медицал ГрадеГр5 ЕЛИ (Ти-6Ал-4В ЕЛИ, УНС Р56401)титанијумске шипке и плоче захтевају строге процесе производње и тестирања како би испунили стандарде као што суАСТМ Ф136(за хируршке импланте) и ИСО 5832-3. Испод је детаљан преглед корака производње, потребне опреме, фаза тестирања и одговарајуће опреме.
Производни процеси и одговарајућа опрема
1.1Припрема сировина (топљење сировина и инготи)
Циљ процеса: Произвести високу{0} чистоћуТи-6Ал-4В ЕЛИ легураинготи са екстра ниским интерстицијалним (ЕЛИ) елементима (О Мање или једнако 0,13%, Ц Мање или једнако 0,08%, Н Мање или једнако 0,05%, Х Мање или једнако 0,0125%).
Кључни кораци:
Дозирање: мешати сунђер титанијум (Већа или једнака чистоћи од 99,7%.), алуминијумске инготе (већа или једнака 99,95% чистоће) и легура ванадијума (В-Ти главна легура) поТи-6Ал-4В ЕЛИоднос састава.
Претапање у вакууму (ВАР): Отопите шаржу 2-3 пута у вакууму да бисте елиминисали нечистоће (нпр. гас, инклузије) и обезбедили уједначен састав.
Потребна опрема:
Вакуумска лучна пећ за претапање (ВАР пећ): Са степеном вакуума мањим или једнаким 1×10⁻³ Па, тачност контроле температуре ±5 степени, да би се постигло топљење високе{3}} чистоће.
Мешалица састојака: За прецизно одређивање пропорција сунђера Ти, Ал и В легура (грешка мања или једнака ±0,1%).
Маска за обликовање ингота: матрица од графита или бакра отпорна на топлоту{0}}, прилагођена величини ингота (нпр. Φ300-800 мм, дужина 1000-3000 мм).
1.2Врућа обрада (формирање шипки и плоча)
1.2.1Ковање (инготи у{0}}полуготови производи)
Циљ процеса: Разбити крупна зрна ингота, побољшати густину материјала (релативна густина већа или једнака 99,5%) и формирати почетне облике (комад за шипке/плоче).
Кључни кораци:
Грејање ингота: Загрејте инготе на 950-1050 степени (+ фазни регион одТи-6Ал-4В ЕЛИ) и држите 2-4 сата за уједначену температуру.
Вруће ковање: Користите пресовање за обликовање инготашипке (Φ50-200мм)илиплочасте гредице (дебљине 20-100мм, ширине 300-1000мм).
Потребна опрема:
Пећ за грејање са електричним отпором: Са опсегом контроле температуре 800-1200 степени, погодно за грејање великих ингота.
Хидраулична преса за ковање: 1000-5000 тона, са прецизном контролом положаја (грешка мања или једнака ±0,5 мм) за равномерно ковање.
Матрице за ковање: термички{0}}обрађене матрице од Х13 челика, са системима за хлађење за спречавање хабања калупа.
1.2.2 Ваљање (полуготових производа у финалне шипке/плоче)
Циљ процеса: Рафинисање зрна, контрола коначних димензија (нпр. толеранција пречника шипке ±0,1 мм, толеранција дебљине плоче ±0,05 мм) и побољшање квалитета површине.
Кључни кораци за барове:
Вруће ваљање: Котрљајте шипке на 850-950 степени да бисте смањили пречник корак-по-корак (нпр. Φ100мм → Φ50мм).
Хладно извлачење (опционо): За високо{0}}прецизне шипке (нпр. Φ10-30мм), извршите хладно извлачење на собној температури да бисте побољшали тачност димензија.
Кључни кораци за плоче:
Вруће ваљање: Котрљајте плоче на 850-950 степени да бисте смањили дебљину (нпр. 50 мм → 10 мм) и проширили ширину.
Хладно ваљање (опционо): За танке плоче (дебљине мање од или једнаке 5 мм), хладно ваљање да се постигне Ра храпавост површине мања или једнака 0,8 μм.
Потребна опрема:
Топла ваљаоница:
За шипке: Више{0}}континуирана ваљаоница (3-5 штанда), пречника ваљака 200-500 мм.
За плоче: Четири-висока реверзибилна ваљаоница, са пречником радне роле 150-300 мм и ширином 1000-2000 мм.
Машина за хладно извлачење (за шипке): Са силом извлачења 50-200кН, опремљена системом за подмазивање калупа.
Млин за хладно ваљање (за плоче): млин са две-високе или четири-високе, са прецизном контролом зазора ваљака (±0,01 мм).
1.3 Топлотна обрада (оптимизација перформанси)
Циљ процеса: Подесите механичка својства (затезна чврстоћа већа од или једнака 860МПа, граница течења већа од или једнака 795МПа, издужење веће или једнако 10%) и елиминисање унутрашњег напрезања.
Кључни кораци:
Жарење: Загрејте шипке/плоче на 700-750 степени, држите 1-2 сата, а затим охладите на ваздуху (за ублажавање стреса) или у пећи (за мекша својства).
Третман раствором + старење (опционо): За апликације високе{1}}врсте, загрејте на 920-950 степени (раствор), гасите водом, а затим одлежајте на 500-550 степени 4-8 сати.
Потребна опрема:
Пећ за вакуумску топлотну обраду: Са степеном вакуума мањим или једнаким 5×10⁻³ Па, да би се избегла оксидација (медицински Ти не захтева површински оксид).
Регулатор температуре: Са ПИД контролом, тачност ±2 степена, како би се осигурала уједначена топлотна обрада.
Резервоар за гашење: За гашење водом (третман раствором), са контролом температуре (20-30 степени) како би се спречила деформација материјала.
1.4Површински третман (хигијена и биокомпатибилност)
Циљ процеса: Уклонити површинске дефекте (нпр. каменац, огреботине), побољшати отпорност на корозију и испунити стандарде медицинске хигијене.
Кључни кораци:
Кисељење: Потопите у мешавину киселине (ХНО₃ + ХФ) да бисте уклонили оксидни каменац и површинске нечистоће (време кисељења 5-15 минута).
Пасивација: Третирајте азотном киселином (20-30% концентрације) да бисте формирали густ ТиО₂ филм (дебљине 5-10 нм) за отпорност на корозију.
Полирање (опционо): За производе за имплант-извршите механичко полирање (Ра мањи од или једнак 0,2 μм) или електрохемијско полирање.
Потребна опрема:
Резервоар за кисељење: ПП или титанијумски резервоар отпоран на киселину-, са системом вентилације за уклањање киселих испарења.
Резервоар за пасивирање: Исти материјал као резервоар за кисељење, са контролом температуре (25-40 степени).
Машина за полирање:
Механички: Трачна брусилица (за шипке) или машина за полирање плоча, са абразивним тракама (800-1200 грит).
Електрохемијски: Опрема за полирање титанијумских електрода, са контролом напона (10-30В).
Опис производа
2. Процеси тестирања и одговарајућа опрема
2.1Испитивање хемијског састава
Циљ теста: Проверити усклађеност са Гр5 ЕЛИ саставом (Ал:5,5-6,75%, В:3,5-4,5%, интерстицијски елементи мањи или једнаки границама) и открити штетне нечистоће (нпр. Фе мање од или једнако 0,25%).
Методе тестирања и опрема:
Оптичка емисиона спектрометрија (ОЕС):
Опрема: ОЕС спектрометар (нпр. Брукер К4 ТАСМАН), тестира 20+ елементе за 1-2 минута, тачност ±0,01%.
Фузија инертног гаса (ИГФ):
Опрема: ИГФ анализатор (нпр. ЛЕЦО ТЦ600), мери садржај О, Н, Х (граница детекције 0,1ппм).
Анализатор угљеника/сумпора:
Опрема: ЦС анализатор (нпр. ЛЕЦО ЦС844), тестови садржаја Ц (граница детекције 0,001%).
2.2 Испитивање механичких својстава
Циљ испитивања: Уверите се да затезна чврстоћа, граница течења, издужење и тврдоћа испуњавају захтеве АСТМ Ф136.
Методе тестирања и опрема:
Тест затезања:
Опрема: Универзална машина за испитивање (нпр. Инстрон 5982), носивости 100-500кН, мери криву напрезања и деформације и израчунава затезну чврстоћу/снагу течења, издужење.
Узорак: узорци у облику бућице{0}} (стандард АСТМ Е8).
Тест тврдоће:
Опрема: Тестер тврдоће по Вицкерсу (нпр. Вилсон ВХ1102), тестира ХВ тврдоћу (оптерећење 10 кгф, време задржавања 10 с), захтев ХВ 280-340.
Тест утицаја (опционо):
Опрема: Цхарпи Импацт Тестер (нпр. Инстрон ЦЕАСТ 9050), мери ударну жилавост (већа или једнака 10Ј/цм² на собној температури).
2.3 Испитивање микроструктуре
Циљ теста: Проверите величину зрна (мања или једнака 50 μм), дистрибуцију фаза (уједначена + фаза) и одсуство дефеката (нпр. инклузије, пукотине).
Методе тестирања и опрема:
Металографска припрема:
Опрема: машина за млевење (за брушење узорака), машина за полирање (са дијамантском пастом, 1-0,25 μм), резервоар за нагризање (средство за нагризање: Кроллов реагенс - 1-3% ХФ + 2-6% ХНО₃+ Х₂О).
Посматрање микроструктуре:
Опрема: оптички микроскоп (нпр. Олимпус БКС53М), са увећањем од 100-1000×; Скенирајући електронски микроскоп (СЕМ, нпр. Зеисс Сигма 300) за посматрање високе резолуције (опционо).
2.4Испитивање квалитета и квалитета површине
Циљ теста: Уверите се да димензије испуњавају захтеве толеранције и да површина нема дефекта (нпр. огреботине, удубљења).
Методе тестирања и опрема:
Мјерење димензија:
За шипке: Дигитална мерача (прецизност ±0,01 мм) за пречник; Ласерски мерач пречника (нпр. Кеиенце ЛС-9000) за континуирано мерење (брзина 1000 пута у секунди).
За плоче: мерач дебљине (нпр. Митутоио ИД-Ц112) за дебљину; Машина за мерење координата (ЦММ, нпр. Хекагон Глобал С) за тачност 3Д димензија (грешка мања или једнака ±0,005 мм).
Тест храпавости површине:
Опрема: Тестер за храпавост површине (нпр. Митутоио СЈ-210), мери вредности Ра, Рз (опсег детекције 0,001-20 μм).
Визуелна инспекција:
Опрема: камера или микроскоп високе{0}}високе дефиниције, проверава да ли постоје дефекти на површини (прихватљива је величина дефекта мања или једнака 0,1 мм).
2.5 Испитивање отпорности на корозију (критично за медицинску употребу)
Циљ теста: Проверити отпорност на корозију телесних течности (симулирати ин{0}}животно окружење).
Методе тестирања и опрема:
Потенциодинамички тест поларизације:
Опрема: Електрохемијска радна станица (нпр. Гамри Референце 600), тестови у симулираној телесној течности (СБФ раствор, 37 степени), мери густину струје корозије (мање или једнако 1×10⁻⁶ А/цм²).
Тест неутралног сланог спреја (НСС):
Опрема: комора за слани спреј (нпр. К-ФОГ ЦРХ), распршује 5% раствор НаЦл (35 степени), не захтева корозију више од или једнако 200 сати.
2.6Испитивање без{0}}разарања (НДТ, за унутрашње дефекте)
Циљ теста: Откривање унутрашњих пукотина, инклузија или пора (нема дефекта већих или једнаких 0,5 мм).
Методе тестирања и опрема:
Ултразвучно тестирање (УТ):
Опрема: Ултразвучни детектор грешака (нпр. Олимпус ЕПОЦХ 650), са фреквенцијом сонде 2-5МХз, тестира унутрашње дефекте (граница детекције 0,1мм).
Радиографско тестирање (РТ, опционо за дебеле производе):
Опрема: Машина за рендгенску радиографију (нпр. ИКСЛОН Цхеетах ЕВО), детектује унутрашње инклузије (осетљивост већа или једнака 2% дебљине).
Испитивање магнетним честицама (МПТ, за површинске пукотине):
Опрема: Тестер магнетних честица (нпр. Ериез 6200), детектује површинске пукотине (дужине веће или једнаке 0,2 мм) на феромагнетним деловима (ретко за Ти, али се користи ако се сумња на контаминацију гвожђем).
Моника
Положај:Менаџер
ВхатсАпп:+86 182 9270 2722
Е-пошта:Cr-Re@titanmsgp.com
