RU2593255C1 - Способ получения литьевых изделий из сплава на основе никелида титана - Google Patents
Способ получения литьевых изделий из сплава на основе никелида титана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2593255C1 RU2593255C1 RU2015112956/02A RU2015112956A RU2593255C1 RU 2593255 C1 RU2593255 C1 RU 2593255C1 RU 2015112956/02 A RU2015112956/02 A RU 2015112956/02A RU 2015112956 A RU2015112956 A RU 2015112956A RU 2593255 C1 RU2593255 C1 RU 2593255C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium nickelide
- finished product
- concentration
- alloy
- melting
- Prior art date
Links
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 29
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 17
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 24
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 11
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007943 implant Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 2
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 18
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 12
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 5
- 229910010380 TiNi Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HZEWFHLRYVTOIW-UHFFFAOYSA-N [Ti].[Ni] Chemical compound [Ti].[Ni] HZEWFHLRYVTOIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000012567 medical material Substances 0.000 description 1
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- 210000000214 mouth Anatomy 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- -1 titanium carbides Chemical class 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к изготовлению сплавов на основе никелида титана, применяемых для медицинских имплантатов. Способ изготовления литых изделий включает переплав металлического полуфабриката индукционной центробежной плавкой в карборундовом тигле. Предварительно проводят выплавку образцов из сплава на основе никелида титана с различными концентрациями легирующей добавки в диапазоне 0,5-2%, испытывают образцы на память формы и сверхэластичность, определяют путем интерполяции оптимальную концентрацию легирующей примеси и с этой концентрацией выплавляют готовое изделие. В качестве металлического полуфабриката используют пористую заготовку, которую готовят диффузионным спеканием в вакууме смеси порошка никелида титана ПН55ПТ45 с легирующей добавкой при температуре 1230-1270°C в течение 0,5-5 минут, после чего подвергают ее холодной обработке давлением до пористости 25-30 об.%. Обеспечивается равномерное распределение легирующей добавки в сплаве. 2 ил.
Description
Изобретение относится к металлургии, конкретно к порошковой металлургии титановых сплавов, и может быть использовано при изготовлении бюгельных зубных протезов из сверхэластичных сплавов на основе никелида титана.
Никелид титана в силу своей вязкости и упругости трудно обрабатывается резанием, при этом он склонен изменять свои физико-механические характеристики под действием механообработки. Кроме того, никелид титана избегают обрабатывать такими методами горячей механообработки, как горячее прессование и штамповка из-за склонности сплава к ликвации и изменению структурно-фазового состава. С целью минимизации черновой обработки никелида титана предпочтение отдают методу точного литья по выплавляемым моделям. Литье производят индукционно-центробежным способом. Для управления свойствами сплава в него вводят различные легирующие добавки. От характера и концентрации примесей зависят такие важные для медицинских применений характеристики, как температурный диапазон проявления памяти формы и сверхэластичности сплава. Концентрация легирующих добавок, как правило, не превышает 1-2 ат. %.
Для получения мелкоразмерных изделий из титановых сплавов в медицинской технике применяют плавку в карборундовых тиглях. Их использование сопровождается наименьшим технологическим расходом плавящегося материала и наименьшим загрязнением металла технологическими примесями.
Применение других типов тиглей нежелательно, поскольку расплавы титановых сплавов реагируют практически со всеми известными огнеупорными материалами: графитом, оксидами алюминия, магния, кремния и др. [Титановые сплавы. Производство фасонных отливок из титановых сплавов. Е.Л. Бибиков, С.Г. Глазунов, А.А. Неуструев. М. Металлургия. 1983, 296 с.]. Например, при выплавке в графитовых тиглях титановый сплав находится в контакте с твердым переходным слоем тугоплавких карбидов титана толщиной не менее 5 мм, так называемым гарнисажем, который постоянно поддерживают на стенках и дне тигля для предохранения материала тигля от взаимодействия с расплавом. При мелкомасштабной индукционной плавке в графитовом тигле на гарнисажный слой расходуется неприемлемо большая часть объема отливки, что ведет к резкому удорожанию конечного изделия.
Осложняющим препятствием к реализации свойств сверхэластичности при переплавке легированных сплавов на основе никелида титана является то, что их характеристики при переплавке способны радикально меняться. Никелид-титановый сплав всегда является многофазным, где наряду с основной фазой TiNi присутствуют фазы Ti2Ni и TiNi3, активно захватывающие легирующие примеси. В итоге свойства сплава после выплавки из-за неопределенности распределения примеси по фазам становятся труднопредсказуемыми. Это обстоятельство объясняет тот факт, что свойства полуфабриката после переплава и отливки, например стоматологического протеза, не полностью наследуются готовым изделием, а чаще значительно отличаются от исходных.
Таким образом, процессы плавки и литья изделий из никелида титана нуждаются в усовершенствовании, направленном на контроль концентрации легирующей добавки в основной фазе TiNi, отвечающей за память формы и сверхэластичность.
В качестве прототипа изобретения выбран известный способ получения литьевого сплава на основе никелида титана [Богословский, С.Д. Высокочастотное литье в зубопротезной технике / С.Д. Богословский. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 1977. - 145 с.], включающий переплав металлического полуфабриката методом индукционной центробежной плавки в карборундовом тигле. Металлическим полуфабрикатом служат, например, нарубленные отрезки никелид-титанового стержня, помещаемые в тигель. Этот способ наиболее экономичен для получения небольших отливок массой от 30 до 50 г.
Недостаток известного способа состоит в неопределенности фазового состава и распределения легирующей примеси по фазам при литье изделий из сплава никелида титана с неточно определенным химическим составом. В результате получается сплав с непредсказуемыми свойствами, отличающимися от свойств, требуемых условиями применения. Это ухудшает функциональные свойства изделия, например снижает долговечность, ухудшает биосовместимость с тканями организма. Зачастую для достижения оптимальных характеристик методом проб и ошибок приходится проводить несколько плавок, что связано с большим расходом дорогостоящих компонентов сплава.
Задачей изобретения является выработка способа, обеспечивающего улучшенный контроль концентрации легирующей добавки в отливках из сплава на основе никелида титана, то есть придание ему требуемых характеристик сверхэластичности и памяти формы в рабочем диапазоне температур.
Технический результат изобретения - улучшение функциональных свойств малогабаритных отливок из сплава на основе никелида титана и снижение расходов при их изготовлении.
Технический результат достигается тем, что при изготовлении литых изделий из сплава на основе никелида титана, включающем переплав металлического полуфабриката методом индукционной центробежной плавки в карборундовом тигле, отличие состоит в том, что перед выплавкой готового изделия проводят выплавку не менее чем двух мелкомасштабных образцов с варьированием концентрации легирующей добавки в диапазоне 0,5-2%, проводят испытания образцов на память формы и сверхэластичность, путем интерполяции определяют оптимальную концентрацию легирующей примеси и с этой концентрацией делают окончательную плавку и отливают готовое изделие, при этом в качестве металлического полуфабриката используют пористую заготовку, которую приготавливают диффузионным спеканием в вакууме смеси порошка никелида титана ПН55ПТ45 с легирующей добавкой при температуре 1230-1270°C в течение 0,5-5 минут, после чего подвергают ее холодной обработке давлением до пористости 25-30 об. %.
Получение технического результата поясняется следующим.
Улучшение функциональных свойств выплавляемых изделий связано с обеспечением оптимальной концентрации и равномерного распределения легирующих добавок, придающих сплаву требуемые свойства памяти формы, сверхэластичности и прочности в рабочем диапазоне температур.
Это достигается заявляемой последовательностью действий, включающей пробные мелкомасштабные плавки с различными концентрациями легирующих добавок. Число плавок должно быть не менее двух с тем, чтобы была возможной интерполяция для определения оптимальной концентрации. Ввиду того, что концентрационная зависимость характеристик сплава может быть нелинейной, предпочтительно доведение числа пробных плавок до трех.
Мелкомасштабный характер пробных плавок снижает общий расход компонентов при изготовлении конечного изделия.
Выбор пробных концентраций в диапазоне 0,5-2% соответствует реальным границам, внутри которых легирующие добавки положительно влияют на характеристики сплава для медицинских применений. Интерполяция позволяет определить оптимальную концентрацию легирующей добавки, например, по критерию соответствия температурного диапазона, в котором проявляется память формы и сверхэластичность, условиям функционирования протеза.
Использование в качестве металлического полуфабриката пористой заготовки обосновано экспериментальным путем. При загрузке в тигель навесок монолитного металла и легирующей добавки они, в силу различной плотности, неоднородно распределяются в объеме отливки, в связи с чем отлитый образец обладает выраженным градиентом свойств. Например, одни части отлитого протеза оказываются чрезмерно гибкими, другие - чрезмерно хрупкими, а сам протез - функционально несостоятельным. Нестабильность механических свойств послужила причиной отбраковки метода отливки из монолитного никелид-титанового сплава. Альтернативой являются методы порошковой металлургии, основанные на предварительном получении пористых заготовок. Применительно к никелид-титановым сплавам таких методов существует три: реакционное спекание смеси порошков никеля и титана, реакционное спекание тех же порошков в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и спекание готового порошка никелида титана. Готовый порошок, выпускаемый промышленно под маркой ПН55ПТ45, оказывается наиболее стабильным в части фазового состава и повторяемости результатов переплавки. Содержание в готовом изделии фазы NiTi после переплавки спека из него - наибольшее, что также способствует получению стабильных результатов, поскольку меньшее количество легирующей добавки захватывается сопутствующими фазами Ti2Ni и TiNi3. В ходе спекания шихты, представляющей собой гомогенизированную смесь указанного порошка и легирующей добавки, последняя без расплавления диффундирует в спекаемый порошок никелида титана и равномерно распределяется в объеме пористого полуфабриката. Таким образом осуществляется твердофазное легирование пористого никелид-титанового полуфабриката. При последующей переплавке сформировавшиеся кластеры с включениями легирующей добавки сохраняют ближний порядок, в результате чего характеристики отливки получаются более стабильными и пространственно однородными.
Температурный диапазон спекания 1230-1270°C и продолжительность выдержки 0,5-5 минут обеспечивают спекание частиц порошка и диффузию в них легирующей добавки для достижения равномерного легирования всей заготовки. Нижние границы условий спекания соответствуют термическому преодолению поверхностных потенциальных барьеров с достаточным темпом, верхние - началу перетекания легкоплавких фаз и нарушению однородности полуфабриката.
Холодная обработка пористой заготовки давлением до пористости 25-30 об. % является одним из ключевых элементов заявляемого способа. Высокая пористость спеченной заготовки (типично 60-70%) является причиной ее низкой теплопроводности, сильной неоднородности прогрева и излишне длительного нагрева. Это приводит к тому, что во время нагрева отдельные части заготовки расплавляются, в то время как другие части остаются твердыми. Пока происходит нагрев и растворение оставшихся твердыми частей пористой заготовки, уже образовавшийся расплав реагирует с материалом тигля и прожигает его.
Обработка давлением позволяет повысить теплопроводность пористой заготовки за счет увеличения числа и улучшения качества межчастичных контактов. В результате повышения теплопроводности улучшается равномерность и увеличивается скорость нагрева всех частей заготовки до температуры плавления. Быстрый индукционный нагрев позволяет достичь температуры плавления за столь короткое время, что процесс прогорания тигля не успевает развиться. Сохранность тигля и малый отход сырья позволяют оперативно и с небольшим расходом компонентов провести несколько предварительных малообъемных плавок с разными концентрациями легирующих добавок и определить концентрацию, обеспечивающую требуемые физико-механические характеристики, после чего провести плавку рабочего сплава в необходимом объеме.
Экспериментально установлено, что степень уплотнения пористого полуфабриката при обработке давлением до пределов 25-30 об. % достаточна для того, чтобы сократить время расплавления от исходных 180-240 сек до приемлемой величины 60-90 сек. Дальнейшее уплотнение нецелесообразно из-за избыточной пластической деформации, ведущей к фрагментации и разрушению полуфабриката. Обработка давлением может включать ковку, прокатку или прессование, причем выбор того или иного приема не влияет на качество получаемого результата.
Изобретение поясняется иллюстрациями фиг. 1, 2. На фиг. 1 изображен металлический полуфабрикат в виде пористой заготовки, предназначенной для получения литьевого сплава на основе никелида титана, до обработки давлением (а) и после обработки давлением (б). На фиг. 2 изображен бюгельный протез, отлитый из никелид-титанового сплава со свойствами памяти формы и сверхэластичности.
Способ получения литьевых изделий из сплава на основе никелида титана включает переплав металлического полуфабриката методом индукционной центробежной плавки в карборундовом тигле. Отличие состоит в том, что перед выплавкой готового изделия проводят выплавку не менее чем двух (предпочтительно трех) мелкомасштабных образцов с различными концентрациями легирующей примеси в диапазоне 0,5-2%. Образцы испытывают на память формы и сверхэластичность и путем интерполяции определяют оптимальную концентрацию легирующей добавки, при которой сплав должен в наибольшей степени удовлетворять заданным характеристикам, например, по температурному диапазону, деформационной способности и т.п. Добавляя в полуфабрикат легирующую добавку в оптимальной концентрации, выплавляют готовое изделие. В качестве металлического полуфабриката используют пористую заготовку, которую приготавливают диффузионным спеканием в вакууме смеси порошка никелида титана ПН55ПТ45 с легирующей добавкой при температуре 1230-1270°C в течение 0,5-5 минут. Полученную заготовку перед переплавкой подвергают холодной обработке давлением (ковкой, прокаткой или прессованием) до пористости 25-30%.
Способ осуществляют следующим образом. На первом этапе приготавливают пористые заготовки из легированного никелида титана методом диффузионного спекания в вакууме. В качестве сырья используют промышленно выпускаемый порошок никелида титана ПН55ПТ45. Легирующие добавки, влияющие на физико-механические свойства сплава, выбираются в соответствии с назначением конечного изделия. Ввиду неизбежного разброса фазового и химического состава конечного литого материала подбор оптимальной концентрации легирующей добавки приходится делать для каждого изделия индивидуально, производя несколько пробных малообъемных заготовок с концентрацией добавок, варьируемой в пределах 0.5-2%. В связи с этим особое значение имеет снижение непроизводительных потерь сырья и тиглей. Диффузионное спекание проводят в вакууме при температуре от 1230 до 1270°C в течение 0,5-5 мин. Полученные пористые металлические заготовки подвергают механическому уплотнению путем прессования, ковки или прокатки. В результате обработки их пористость снижается от исходной величины 60-70 об. % до конечной величины 25-30 об. %. На фиг. 1 приведены фотографии пористой заготовки до и после обработки прокаткой. На втором этапе уплотненную заготовку переплавляют в карборундовом тигле методом центробежной индукционной плавки. Благодаря тому, что теплопроводность уплотненной заготовки повышена в сравнении с исходной теплопроводностью, скорость и равномерность прогрева в тигле повышаются, так время расплавления материала уменьшается до 60-90 сек в сравнении с исходными 180-240 сек. За столь короткое время карборундовый тигель остается неповрежденным, что исключает возможность неудачной плавки. Это обстоятельство радикально улучшает возможности проведения нескольких пробных малообъемных плавок для подбора оптимальной степени легирования. После подбора нужной концентрации легирующей добавки проводят изготовление полномасштабной пористой заготовки, ее холодную обработку давлением, плавление и отливку готового изделия.
Экспериментально установлено, что для определения нужной концентрации достаточно провести пробный синтез и плавку трех образцов сплава с различными концентрациями легирующей добавки.
Пример изготовления бюгельного протеза из сверхэластичного сплава никелида титана с памятью формы.
Бюгельный протез является сложной многофункциональной конструкцией, которая состоит из металлической и керамической частей. Металлическая часть выполняет несущую функцию, крепится к здоровым зубам и в свою очередь несет керамические протезы утерянных зубов. Крепежные элементы обладают эффектом памяти формы, что помогает удобно крепить их к здоровым зубам. В целом металлическая конструкция обладает эффектом сверхэластичности, который повышает ее биомеханическую совместимость с мягкими и твердыми тканями ротовой полости [Гюнтер В.Э., Ходоренко В.Н., Ясенчук Ю.Ф и др. Никелид титана. Медицинский материал нового поколения. / под ред. В.Э. Гюнтера - Томск.: Изд-во МИЦ, 2006. - 296 с.].
Бюгельный протез изготавливали в два этапа. На первом этапе спекали порошок никелида титана ПН55ПТ45 с легирующей добавкой в виде порошка кобальта ПК-1У при температуре 1250°C в течение 1,5 мин. Количество легирующей добавки подбирали экспериментально путем мелкомасштабных пробных плавок. Спекание полуфабрикатов с количеством легирующей добавки 0.5, 1.0, 1.5 ат. % проводили в вакуумной печи в кварцевой трубке с внутренним диаметром 15 мм и длиной 300 мм. Получили пористые заготовки в виде пористых стержней с пористостью 60 об. % (фиг. 1, а). Спеченные пористые цилиндрические заготовки прокатывали на прокатном стане в ручьевых валках до получения пористости 30 об. % (фиг. 1, б). Прокатанную заготовку помещали в карборундовый тигель индукционной центробежной печи и переплавляли в атмосфере проточного аргона в течение 90 сек с последующей отливкой в оболочковую форму. Из отливок электроэрозионным способом вырезали образцы для испытаний и проверяли физико-механические характеристики, чтобы выявить образцы с наилучшими для успешного функционирования протеза параметрами сверхэластичности и памяти формы. Таким путем была найдена оптимальная концентрация легирующей добавки для бюгельного протеза - 0,7 ат. % Co.
Заготовку для бюгельного протеза получали способом, аналогичным описанному выше. Изделие из монолитного никелида титана, полученное литьем в оболочковую форму по выплавляемой модели, подвергали очистке пескоструйным методом и слесарной обработке, после чего наращивали керамические части бюгельного протеза (фиг. 2).
Предложенный малоотходный способ получения литьевых изделий их сплава на основе никелида титана с улучшенными функциональными характеристиками за счет оптимальной степени легирования и его высокой однородности может быть распространен не только на стоматологические протезы, но и на целый ряд медицинских имплантатов различного назначения.
Claims (1)
- Способ изготовления литого изделия из сплава на основе никелида титана, включающий переплав металлического полуфабриката индукционной центробежной плавкой в карборундовом тигле, отличающийся тем, что перед выплавкой изделия проводят выплавку не менее чем двух образцов с различными концентрациями легирующей добавки в диапазоне 0,5-2%, проводят испытания образцов на память формы и сверхэластичность, путем интерполяции определяют оптимальную концентрацию легирующей примеси и с этой концентрацией выплавляют изделие, при этом в качестве металлического полуфабриката используют пористую заготовку, которую приготавливают диффузионным спеканием в вакууме смеси порошка никелида титана ПН55ПТ45 с легирующей добавкой при температуре 1230-1270°С в течение 0,5-5 минут, после чего подвергают ее холодной обработке давлением до пористости 25-30 об.%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015112956/02A RU2593255C1 (ru) | 2015-04-08 | 2015-04-08 | Способ получения литьевых изделий из сплава на основе никелида титана |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015112956/02A RU2593255C1 (ru) | 2015-04-08 | 2015-04-08 | Способ получения литьевых изделий из сплава на основе никелида титана |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2593255C1 true RU2593255C1 (ru) | 2016-08-10 |
Family
ID=56612854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015112956/02A RU2593255C1 (ru) | 2015-04-08 | 2015-04-08 | Способ получения литьевых изделий из сплава на основе никелида титана |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2593255C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2651846C1 (ru) * | 2017-07-10 | 2018-04-24 | Сергей Геннадьевич Аникеев | Способ получения пористого сплава на основе никелида титана |
| CN110560692A (zh) * | 2019-10-08 | 2019-12-13 | 广东省材料与加工研究所 | 一种多孔Ti-Al基合金材料、制备方法及其应用 |
| RU2771150C1 (ru) * | 2021-12-09 | 2022-04-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" | Способ получения пористого материала на основе никелида титана методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза |
| RU2772315C2 (ru) * | 2017-03-02 | 2022-05-18 | Роар СКАЛЬСТАД | Лыжная палка |
| CN115194152A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-10-18 | 北京科技大学 | 一种多孔Ni-Mn-Ga形状记忆合金的制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3672879A (en) * | 1966-11-04 | 1972-06-27 | William J Buehler | Tini cast product |
| US4282033A (en) * | 1980-06-16 | 1981-08-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Melting method for high-homogeneity precise-composition nickel-titanium alloys |
| RU2465016C1 (ru) * | 2011-05-04 | 2012-10-27 | Виктор Эдуардович Гюнтер | Способ изготовления композитного материала из сплавов на основе никелида титана |
| EP2427583B1 (en) * | 2009-05-07 | 2015-03-25 | Michael K. Popper | ESR MELTING OF NiTi ALLOYS |
-
2015
- 2015-04-08 RU RU2015112956/02A patent/RU2593255C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3672879A (en) * | 1966-11-04 | 1972-06-27 | William J Buehler | Tini cast product |
| US4282033A (en) * | 1980-06-16 | 1981-08-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Melting method for high-homogeneity precise-composition nickel-titanium alloys |
| EP2427583B1 (en) * | 2009-05-07 | 2015-03-25 | Michael K. Popper | ESR MELTING OF NiTi ALLOYS |
| RU2465016C1 (ru) * | 2011-05-04 | 2012-10-27 | Виктор Эдуардович Гюнтер | Способ изготовления композитного материала из сплавов на основе никелида титана |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| БОГОСЛОВСКИЙ С.Д. Высокочастотное литье в зубопротезной технике, М., Медицина, 1977, с.68-71, 128-130. * |
| КРАХИН О.И. и др. Сплавы с памятью. Технология и применение, Старый Оскол, ТНТ, 2011, с.120-134. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2772315C2 (ru) * | 2017-03-02 | 2022-05-18 | Роар СКАЛЬСТАД | Лыжная палка |
| RU2651846C1 (ru) * | 2017-07-10 | 2018-04-24 | Сергей Геннадьевич Аникеев | Способ получения пористого сплава на основе никелида титана |
| CN110560692A (zh) * | 2019-10-08 | 2019-12-13 | 广东省材料与加工研究所 | 一种多孔Ti-Al基合金材料、制备方法及其应用 |
| RU2771150C1 (ru) * | 2021-12-09 | 2022-04-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" | Способ получения пористого материала на основе никелида титана методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза |
| CN115194152A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-10-18 | 北京科技大学 | 一种多孔Ni-Mn-Ga形状记忆合金的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2593255C1 (ru) | Способ получения литьевых изделий из сплава на основе никелида титана | |
| CA2502192A1 (en) | Method of making metallic and/or ceramic parts of near-net shape | |
| JP6873922B2 (ja) | タービンエンジンのＴｉＡｌブレードを製造する方法 | |
| Dzhendov et al. | Application of selective laser melting in manufacturing of fixed dental prostheses | |
| Liu et al. | Metal injection moulding of aluminium alloy 6061 with tin | |
| JP2011516734A (ja) | 貴金属合金物体の製造方法 | |
| CN110629071A (zh) | 具有超弹性和形状记忆效应钛合金的制备方法 | |
| US20070092855A1 (en) | Molding made from a dental alloy for producing dental parts | |
| CN109311086A (zh) | 用粉末冶金术制备钛或钛合金组件的方法 | |
| AU2006218029B2 (en) | Method for casting titanium alloy | |
| CN117900363B (zh) | 一种NbZrTi系难熔高熵合金锥形薄壁件的热挤压成型方法 | |
| US20050163646A1 (en) | Method of forming articles from alloys of tin and/or titanium | |
| Kim | Martensitic transformation behavior and mechanical properties of highly porous Ti-Ni-Mo scaffolds | |
| RU2641592C2 (ru) | Способ получения пористых изделий из быстрозакаленных порошков титана и его сплавов | |
| RU2170645C2 (ru) | Шихта для изготовления носителя клеточных структур | |
| KR101828981B1 (ko) | 진공정밀주조공정에 의한 절삭가공용 치과 도재소부용 코발트-크롬계 합금 및 이의 제조방법 | |
| RU2632047C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВОГО СПЛАВА TiNi С ВЫСОКИМ УРОВНЕМ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ | |
| RU2831235C1 (ru) | Способ изготовления профильных дисков из жаропрочного сплава на никелевой основе | |
| JP6049813B1 (ja) | 装飾品用合金、装飾品用合金の製造方法及び装飾品 | |
| KR20180086836A (ko) | 분말야금법에 의한 치과재료 주조용 합금 편의 제조방법 | |
| JP2011132569A (ja) | プラチナ合金及びそれを用いた装飾品 | |
| Sotomayor et al. | Duplex stainless steel self-ligating Orthodontic Brackets by Micro-powder Injection Moulding | |
| JP3839632B2 (ja) | Ｎｉ−Ａｌ系金属間化合物の製造方法 | |
| JPH0436428A (ja) | 高靭性タングステン焼結合金の製造方法 | |
| Simmons et al. | Powder Injection Molding of Titanium Components |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190409 |