血管介入用镁合金细径薄壁管材加工工艺研究

摘要

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Φ3.0×0.2mm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δ=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Φ2.0×0.3mm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。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 冠心病与介入治疗

1．2 血管支架的发展历程、分类及常用材料

1．2．1 血管支架的发展历程

1．2．2 血管支架的分类及应用

1．2．3 制造血管支架的常用材料

1．3 血管支架性能指标及生物可降解支架

1．3．1 血管支架性能指标

1．3．2 生物可降解血管支架

1．4 镁合金的性能特点及应用

1．4．1 镁合金及其性能特点

1．4．2 镁合金的应用

1．5 镁合金的塑性变形特点及塑性变形工艺

1．5．1 镁合金的塑性变形特点

1．5．2 镁合金的塑性变形工艺

1．5．3 镁合金血管支架管材加工现状

1．6 本论文的研究意义与研究内容

1．6．1 本论文的研究意义

1．6．2 本论文的研究内容

第2章 实验内容

2．1 技术路线

2．2 实验材料及实验设备

2．3 实验测试方法

2．3．1 金相组织观察

2．3．2 力学性能测试

2．3．3 管材尺寸测量

2．3．4 管材表粗糙度测量

第3章 AZ31镁合金细径薄壁管材轧制工艺研究

3．1 加工率ε的选择

3．1．1 加工率ε对AZ31镁合金管材组织的影响

3．1．2 加工率ε对AZ31镁合金管材力学性能的影响

3．2 Q值的选择

3．2．1 Q值对AZ31镁合金管材组织的影响

3．2．2 Q值对AZ31镁合金管材力学性能的影响

3．3 其它工艺参数的选择

3．4 生产试制与结果

3．4．1 轧制工艺流程

3．4．2 实验结果

3．5 本章小结

第4章 AZ31镁合金细径薄壁管材空心拉拔工艺研究

4．1 空心拉拔工艺的选择

4．2 生产试制与结果

4．2．1 空心拉拔工艺流程

4．2．2 实验结果

4．3 管材质量评价

4．3．1 管材尺寸精度及表面质量

4．3．2 管材力学性能

4．3．3 管材显微组织

4．4 本章小结

第5章 AZ31镁合金细径薄壁管材游动芯头拉拔工艺初探

5．1 游动芯头拉拔原理

5．2 游动芯头实现稳定拉拔的条件

5．2．1 拉拔过程的稳定性

5．2．2 游动芯头在变形区的稳定性

5．3 游动芯头拉拔稳定性的影响因素

5．3．1 管坯质量对拉拔稳定性的影响

5．3．2 工艺参数对拉拔稳定性的影响

5．3．3 外模与游动芯头对拉拔稳定性的影响

5．4 游动芯头与外模的设计

5．4．1 AZ31镁合金管坯变形量的确定

5．4．2 △D／△S值的确定

5．4．3 外模与游动芯头设计时应注意的其他问题

5．4．4 外模与游动芯头设计图

5．5 生产试制与结果分析

5．5．1 实验工艺与操作步骤

5．5．2 实验结果与分析

5．6 本章小结

第6章 结论

参考文献

致谢

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