连铸生产外科植入物不锈钢的试验研究

摘要

国内外科植入物金属材料主要包括12类，品种包括不锈钢、纯钛、钛合金和含钴镍基和含钴铁基等类型，材料的选择余地较大，但不锈钢作为外科植入物的所占比重最大，一般为60-70％。其中欧美产品执行国际标准ISO5832等，国内产品执行国家标准GB/T4234-2003。 医疗行业对外科植入物不锈钢有非常严格的要求：高的纯净度、良好的强度和塑性组合、耐腐蚀性能好、良好的生物相溶性，稳定的相组织、大小均匀和较细小的晶粒大小等，对制造工艺和技术也相应提出很高的要求。 针对原流程存在流程长、电渣工序跳碳致使产品降级或报废、夹杂物含量较高等缺点，本课题提出并成功实施了一种连铸生产外科植入物不锈钢产品的新工艺技术。初炼采用60吨电弧炉，初炼钢水倒入AOD精炼炉精炼，当化学成分调整到位，温度合适且钢水纯净度达到产品要求时，出钢吊包将钢水倒入浇注区域中间包，通过四流小方坯连铸机得到160*160铸坯。铸坯火焰切割长度8-10米，经过全剥皮清除表面缺陷。 经过剥皮的铸坯转入棒材生产线可生产棒材，转入线材生产线可生产盘条和高线，转入锻造生产线可生产扁坯，转入精密合金厂的扁坯进行切割和剥皮，用予应力轧机生产出热轧带坯，经过混酸酸洗和抛光机组抛光清除表面缺陷，再转入四辊冷轧机组经过1-3个轧程和连续炉退火，最后可以得到质量优良的冷轧钢带。 采用小方坯连铸生产的外科植入物不锈钢存在多方面的优势：在合理的工艺条件下，不论是棒材、盘条、线材，还是冷轧带钢，其性能均能符合GB/T4234-2003的要求；避免了成品跳碳问题，不再发生成品因跳碳产生的报废事故；由于省略电渣工序和电渣锭锻造开坯工序，每吨成本降低超过3500元；流程更短，交货期缩短至少1个月。

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文摘

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第一章文献综述

1.1 课题来源

1.2本课题的意义、目的和主要内容

1.3外科植入物不锈钢发展概况

1.3.1国内的现状和发展趋势

1.3.2欧美国家的现状和发展趋势

1.4不锈钢生产技术和装备

1.4.1炉外精炼

1.4.2电渣重熔ESR

1.4.3小方坯连铸

1.4.4锻造与轧制

1.4.5连续式退火炉

第二章 连铸方法生产外科植入物不锈钢的技术路线

2.1制造方法

2.2生产工艺

2.2.1冶炼工艺

2.2.2小方坯连铸工艺

2.2.3锻造工艺

2.2.4热轧工艺

2.2.5冷轧工艺

2.3本章小结

第三章外科植入物不锈钢的检验与分析

3.1化学成分

3.1.1化学成分检测方法及原理

3.1.2外科植入物不锈钢化学成分检测结果

3.2力学性能

3.2.1力学性能的取样方法和试验方法

3.2.2外科植入物不锈钢力学性能的检测结果

3.3非金属夹杂和晶粒度

3.3.1非金属夹杂和晶粒度的检测方法及原理

3.3.2外科植入物不锈钢非金属夹杂和晶粒度的检测结果

3.4本章小结

第四章关键工序对外科植入物不锈钢产品质量的影响因素分析

4.1冷轧对强塑性的影响

4.2冶炼工艺选择对非金属夹杂物的影响

4.3加工工艺制度对显维组织及冷弯性能的影响

4.4冷加工对晶粒度的影响

4.5再结晶行为

4.6点蚀性能分析

4.7无磁性能分析

4.8项目实施过程电渣跳碳难题的出现和解决

4.9本章小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文及参与的科研项目

附录