血管介入用镁合金细径薄壁管材加工工艺研究

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血管支架介入治疗因其创伤小、费用低,已成为治疗冠心病的主要手段,并且已逐渐扩展到外周血管疾病和非血管腔内疾病的治疗。但是,传统的支架材料如钛镍合金、316L不锈钢、钴基合金等不可生物降解,在体内长期存留,导致约有10%~30%的患者术后出现血管再狭窄。镁合金作为血管支架材料因具有生物可降解性受到了越来越多的关注,但镁合金塑性差,冷加工成形困难,而传统的热挤压方式加工出的管材不能满足支架管材的要求。本论文对血管支架用镁合金细径薄壁管材的加工工艺进行了研究,通过轧制和空心拉拔两种工艺相结合的方式最终加工出了尺寸为Φ2.0×0.3mm的AZ31镁合金管材,探索了镁合金管材的游动芯头拉拔工艺。主要研究结果如下:(1)研究了轧制加工时加工率ε和Q值对AZ31镁合金管材组织和力学性能的影响,制定出了合理的冷轧工艺,成功加工出了尺寸为Φ3.0x0.2mm的AZ31镁合金管材。管材的外径尺寸偏差和壁厚尺寸偏差≤0.01mm,同心度为2.5%~5%,管材表面的粗糙度为Ra内=1.0μm和Ra外=0.6μm,抗拉强度σb=247MPa,延伸率5=13%。可见,尽管镁合金塑性差,冷轧加工可加工出尺寸精度高、表面质量好、力学性能良好的AZ31镁合金细径薄壁管材。(2)研究了空心拉拔时拉拔道次对AZ31镁合金管材壁厚和表面粗糙度的影响,制定出了较为合理的空心拉拔工艺,成功加工出了尺寸为Φ2.0x0.3mm的AZ31镁合金管材。管材壁厚均匀,力学性能良好,只是管材壁厚较大,表面存在微裂纹。(3)设计了3个外模和5个游动芯头,通过外模与游动芯头的不同组合,选用不同的润滑剂和拉拔速度对AZ31镁合金管材的游动芯头拉拔工艺进行了探索。游动芯头拉拔加工时管材被芯头卡断,表明游动芯头拉拔工艺对AZ31镁合金管材不适用,这主要是因为AZ31镁合金塑性差,管材的加工率太小,导致游动芯头在变形区的活动范围太小,很难在变形区保持稳定。
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