DD224875A1

DD224875A1 - Verfahren zur herstellung von titanband

Info

Publication number: DD224875A1
Application number: DD26376984A
Authority: DD
Inventors: Erhard Heier; Karl-Heinz Dahle; Ralf Urbanczyk
Original assignee: Mansfeld Kombinat W Pieck Veb
Priority date: 1984-06-04
Filing date: 1984-06-04
Publication date: 1985-07-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Titanband. Das nach dem erfindungsgemaessen Verfahren hergestellte Titanband eignet sich besonders zur Herstellung von nichtrotationssymmetrischen Behaeltern im Bereich der Medizintechnik. Ziel der Erfindung ist es, Titanband herzustellen, das sich zur Weiterverarbeitung von nichtrotationssymmetrischen Gehaeusen nach der Tiefziehtechnologie unter Gewaehrleistung hoher Qualitaet eignet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Titanband mit guten Tiefzieheigenschaften zu entwickeln. Der Erfindungsgedanke besteht darin, dass das Vormaterial chemisch selektiert wird und nach der Oberflaechenbehandlung den Verfahrensschritten Hochvakuumgluehung und Kaltwalzen unterworfen wird, wobei der Entverformungsgrad 66-75% betrug. Das Verfahren kann als Vorbehandlungsstufe in der Gehaeusefertigung angewendet werden.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Titanband. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Titanband eignet sich besonders zur Herstellung von nichtrotationssymmetrischen Behältern im Bereich der Medizintechnik.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

An die in der Medizintechnik eingesetzten Materialien für Implantade werden hinsichtlich Nichtmagnetisierbarkeit, vorteilhaftes Korrosionsverhalten, geringes spezifisches Gewicht und gute Oberflächenbeschaffenheit hohe Anforderungen gestellt. Diesen Forderungen wird Titan unter den Metallen und Legierungen in hohem Maße gerecht, so daß es international schon seit einigen Jahren als Gehäusewerkstoff für Herzschrittmacher verwendet wird.

Je nach den technologischen Voraussetzungen und praktischen Möglichkeiten wird die Gehäusefertigung nach verschiedenen Verfahren durchgeführt, vorausgesetzt, die Bedingungen an das hermetisch zu verschließende Gehäuse werden erfüllt. Für die Becherfertigung sind in jedem Fall Tiefziehprozesse notwendig.

Einen Weg der Gehäuseherstellung stellt das Tiefziehen von zwei Halbschalen aus Titanbiech dar, die mit Hilfe der Laserschweißtechnik zusammengefügt werden. Diese Methode ist elegant, da sie mit relativ wenig technologischen Schritten praktizierbar ist. Erschwerend wirken derzeit noch nicht beherrsch bare Halbschalenrichtarbeiten, die den Laserstrahlfügeprozeß erschweren und zu Undichtheiten in der Schweißnaht führen.

Eine andere Fertigungslinie führt aus derTitanblechronde über mehrere Tiefziehstufen zum fertigen Gehäuse. Diese sogenannte Bechertechnologie führt bei handelsüblichem Titanbiech in Normalqualität (siehe TGL 25421 für EMO Ti 110 oder ähnliche Sorten) nicht zum Erfolg, weil bei der Herstellung der nichtrotationssymmetrischen Tiefziehbecher dem Werkstoffverhalten große Beachtung geschenkt werden muß.

Obwohl führende Titanhersteller auf dem Weitmarkt unterschiedliche Qualitäten von unlegiertem Halbzeug zur Herstellung von Kapsein für Herzschrittmacher anbieten, die sich hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung und der Werkstoffeigenschaften unterscheiden, konnte ermittelt werden, daß nur aus Titanblech mit außerordentlich niedrigen Gasgehalten in mehreren Tiefziehgängen nichtrotationssymmetrische Tiefziehbecher hergestellt werden können.

Ziel der Erfindung

Ziei der Erfindung ist es, Titanband herzustellen, das sich zur Weiterverarbeitung von nichtrotationssymmetrischen Gehäusen nach der Tiefziehtechnologie unter Gewährleistung hoher Qualität eignet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Titanband zu entwickeln, durch das die technologischen Parameter Rekristallisationstextur, Korngröße und Tiefzieheigenschaften im richtigen Verhältnis zum Anisotropieverhalten des Titanbandes optimiert werden.

Das so hergestellte Titanband soll über solche Eigenschaften verfugen, die es zur Weiterverarbeitung nach der Tiefziehtechnologie günstig erscheinen lassen.

Es wurde gefunden, daß die technologischen Parameter chemische Reinheit, Rekristailisationstextur, Korngröße und Tiefzieheigenschaften aufeinander eingestellt werden müssen.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß die vorgeschmiedeten Titanplatinen, deren Verunreinigungen maximal

O =0,035 und

H =0,0015Gew.-%

betragen sollen, einer Spannungsfreiglühung bei 720°C/1 h an Atmosphäre und einer anschließenden Oberflächenbearbeitung durch Sandstrahlen und Hobeln sowie einer ersten Warmwalzstufe bei 300⁰C unterzogen werden.

Anschließend wird die Oberfläche entfettet, das Band eingerollt und eine Hochvakuumglühung bei 650°C/1 h und 10~⁴ bar durchgeführt. Nach dem Glühen werden die Lagen des Bandes gelockert und die Oberfläche in einem Gemisch von HNO₃, HF und H₂O gebeizt.

Das nachfolgende Kaltwalzen und die Schlußgiühung bei 650°C/1 h und 10~⁴ bar ermöglichen die Einstellung der Korngröße und der Rekristallisationstextur.

Es wurde weiterhin gefunden, daß durch einen Endverformungsgrad von 65 bis 75% die Tiefzieheigenschaften des Titanbandes günstig beeinflußt werden.

Eine weitere vorteilhafte Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß durch die Intensität der Textur das Anisotropieverhalten des Titanbandes so beeinflußt wird, daß die Basisebene des hexagonaien Gitters im Band um 30° zur Blechnormalen geneigt ist. Somit ist auch die Translationsrichtung um 30° zur Walzrichtung gedreht.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Titanband besitzt folgende Eigenschaften:

R_m = 290-300MPa

A₁₀ = 59-63%

Erichsentiefung = 13,7-15,0mm

Ausführungsbeispiel

Die vorgeschmiedeten Platinen EMO Ti 110 haben die Abmessung 40 x 106 χ 300 mm. Die chemische Analyse der verwendeten Charge ergab:

C = 0,0016%, Fe = 0,028%, N = 0,008%, 0 = 0,028%, H = 0,0016%.

In einem widerstandsbeheizten Kammerofen wird die Homogenisierungs- oder Spannungsfreiglühung bei 720°C/1 h durchgeführt.

Nach der Oberflächenbearbeitung wird bis 2,0mm bei 300⁰C warmgewalzt, entfettet, eingerollt und bei 650°C/1 h im-Hochvakuum 10~⁴ bar rekristallisierend geglüht. Anschließend wird die Oberfläche in einem Gemisch von HIMO₃, HF und H₂O gebeizt, an 0,5mm fertiggewalzt und die HV-Schlußglühung bei 650°C/1 h durchgeführt.

Die Bandprüfung ergab folgende Werte:

R_m = 300,5MPa, Dehnung A₁₀ = 60,15%, Erichsentiefung = 12,9mm.

Diese mechanischen Eigenschaften sind Voraussetzung für die Herstellung von Tiefziehbechern in einem sechsstufigen Werkzeugsatz, wobei die Becherlängsachse um 30°Czur Walzrichtung des Bandes verdreht wird.

Claims

Erfindungsansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Titanband, gekennzeichnet dadurch, daß man Titan mit 0,015 Gew.-% C; 0,03 Gew.-% Fe; 0,008 Gew.-% N; 0,035 Gew.-% O und 0,0015 Gew.-% H bei 300⁰C warmwalzt, das warm gewalzte Band entfettet, einrollt und bei 650°C/1 h im Hochvakuum weichglüht.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß mit einem Kaltverformungsgrad von 65-75% sowie einer HV-Schlußglühung bei 650°C/1 h und 10~⁴bardie Einstellung der anisotropen mechanischen Eigenschaften durchgeführt wird, deren optimale Translationsrichtung um 30° zur Walzrichtung gedreht ist.