DD224875A1 - METHOD FOR THE PRODUCTION OF TITANIUM BAND - Google Patents

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.The invention relates to a process for the production of titanium tape. The titanium strip produced by the process according to the invention is particularly suitable for the production of non-rotationally symmetrical containers in the field of medical technology. The aim of the invention is to produce titanium tape, which is suitable for further processing of non-rotationally symmetrical Gehaeusen after thermoforming technology under high-quality guarantee. The invention has for its object to develop a process for the production of titanium tape with good thermoforming properties. The inventive idea is that the starting material is selected chemically and after the surface treatment, the process steps Hochvakuumgluehung and cold rolling is subjected, wherein the Entverformungsgrad 66-75%. The process can be used as a pre-treatment stage in the production of housings.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

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.The invention relates to a process for the production of titanium tape. The titanium strip produced by the method according to the invention is particularly suitable for the production of non-rotationally symmetrical containers in the field of medical technology.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

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.High demands are placed on the materials used in medical technology for implantation in terms of non-magnetisability, advantageous corrosion behavior, low specific weight and good surface finish. Titanium has met these demands to a large extent among the metals and alloys, so that it has been used internationally as a packaging material for pacemakers for several years.

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.Depending on the technological requirements and practical possibilities, the housing production is carried out by various methods, provided that the conditions to the hermetically sealed housing are met. For cup production, deep drawing processes are necessary in every case.

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.One way of housing production is the deep drawing of two halves of titanium tubing, which are joined together using the laser welding technique. This method is elegant because it can be practiced with relatively few technological steps. To make matters worse still not controllable half shell finishing work that complicate the Laserstrahlfügeprozeß and lead to leaks in the weld.

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.Another production line leads from the titanium sheet metal blank over several deep drawing stages to the finished housing. This so-called cup technology does not lead to success with commercially available titanium bit in normal quality (see TGL 25421 for EMO Ti 110 or similar grades), because in the production of the non-rotationally symmetrical thermoforming cup the material behavior has to be paid close attention.

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.Although leading long-range titanium manufacturers offer different grades of unalloyed semis to make pacemaker capsules that differ in chemical composition and material properties, it has been found that non-rotationally symmetric thermoforming cups can only be made from titanium sheet with exceptionally low gas contents in multiple deep draws ,

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziei der Erfindung ist es, Titanband herzustellen, das sich zur Weiterverarbeitung von nichtrotationssymmetrischen Gehäusen nach der Tiefziehtechnologie unter Gewährleistung hoher Qualität eignet.Ziei of the invention is to produce titanium tape, which is suitable for further processing of non-rotationally symmetrical housings after thermoforming technology while ensuring high quality.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

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.The invention has for its object to develop a process for the production of titanium tape, through which the technological parameters recrystallization texture, grain size and thermoforming properties are optimized in the right proportion to the anisotropic behavior of the titanium strip.

Das so hergestellte Titanband soll über solche Eigenschaften verfugen, die es zur Weiterverarbeitung nach der Tiefziehtechnologie günstig erscheinen lassen.The titanium tape produced in this way should have such properties that make it seem favorable for further processing by deep-drawing technology.

Es wurde gefunden, daß die technologischen Parameter chemische Reinheit, Rekristailisationstextur, Korngröße und Tiefzieheigenschaften aufeinander eingestellt werden müssen.It has been found that the technological parameters of chemical purity, re-crystallization texture, grain size and thermoforming properties have to be adjusted to one another.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß die vorgeschmiedeten Titanplatinen, deren Verunreinigungen maximalThe inventive method is that the forged titanium plates whose impurities maximum

O =0,035 undO = 0.035 and

H =0,0015Gew.-%H = 0.0015% by weight

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.should be subjected to a stress relief annealing at 720 ° C / 1 h of atmosphere and subsequent surface treatment by sandblasting and planing and a first hot rolling stage at 300 ⁰ C.

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.Subsequently, the surface is degreased, rolled up the tape and a high vacuum annealing at 650 ° C / 1 h and 10 ~ ⁴ bar carried out. After annealing, the layers of the tape are loosened and the surface is pickled in a mixture of HNO ₃ , HF and H ₂ O.

Das nachfolgende Kaltwalzen und die Schlußgiühung bei 650°C/1 h und 10~⁴ bar ermöglichen die Einstellung der Korngröße und der Rekristallisationstextur.The subsequent cold rolling and the Schlußgiühung at 650 ° C / 1 h and 10 ~ ⁴ bar allow adjustment of the grain size and the Rekristallisationstextur.

Es wurde weiterhin gefunden, daß durch einen Endverformungsgrad von 65 bis 75% die Tiefzieheigenschaften des Titanbandes günstig beeinflußt werden.It has also been found that by a final deformation of 65 to 75%, the thermoforming properties of the titanium strip are favorably influenced.

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.A further advantageous effect of the method according to the invention is that the anisotropy behavior of the titanium strip is influenced by the intensity of the texture so that the base plane of the hexagonal lattice is inclined in the band by 30 ° to the sheet normal. Thus, the translation direction is rotated by 30 ° to the rolling direction.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Titanband besitzt folgende Eigenschaften:The titanium strip produced by the process according to the invention has the following properties:

R_m = 290-300MPaR _m = 290-300 MPa

A₁₀ = 59-63%A ₁₀ = 59-63%

Erichsentiefung = 13,7-15,0mmErichsentiefung = 13,7-15,0mm

Ausführungsbeispielembodiment

Die vorgeschmiedeten Platinen EMO Ti 110 haben die Abmessung 40 x 106 χ 300 mm. Die chemische Analyse der verwendeten Charge ergab:The forged EMO Ti 110 boards have the dimensions 40 x 106 χ 300 mm. The chemical analysis of the batch used revealed:

C = 0,0016%, Fe = 0,028%, N = 0,008%, 0 = 0,028%, H = 0,0016%.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.In a resistance-heated chamber furnace, the homogenization or stress relief annealing is carried out at 720 ° C / 1 h.

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.After the surface treatment is hot rolled to 2.0 mm at 300 ⁰ C, degreased, rolled and annealed at 650 ° C / 1 h in a high vacuum 10 ~ ⁴ bar recrystallizing annealed. Subsequently, the surface is pickled in a mixture of HIMO ₃ , HF and H ₂ O, finish rolled to 0.5 mm and the HV final annealing at 650 ° C / 1 h performed.

Die Bandprüfung ergab folgende Werte:The tape test gave the following values:

R_m = 300,5MPa, Dehnung A₁₀ = 60,15%, Erichsentiefung = 12,9mm.R _m = 300.5 MPa, elongation A ₁₀ = 60.15%, Erichsen recess = 12.9 mm.

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.These mechanical properties are a prerequisite for the production of thermoforming cups in a six-stage tool set, wherein the cup longitudinal axis is rotated by 30 ° C to the rolling direction of the strip.

Claims (2)

Erfindungsansprüche:Invention claims: 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.1. A process for the production of titanium strip, characterized in that titanium with 0.015 wt .-% C; 0.03 wt% Fe; 0.008 wt% N; 0.035 wt .-% O and 0.0015 wt .-% H at 300 ⁰ C hot rolled, the hot rolled strip degreased, rolled up and annealed at 650 ° C / 1 h under high vacuum. 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.2. The method according to item 1, characterized in that with a degree of cold work of 65-75% and a HV final annealing at 650 ° C / 1 h and 10 ~ ⁴ bardie adjustment of the anisotropic mechanical properties is performed, their optimal translation direction by 30 ° is rotated to the rolling direction.