WE43镁合金心脏支架管材成形工艺及组织性能

发布时间：2017-07-01 13:04

  本文关键词：WE43镁合金心脏支架管材成形工艺及组织性能，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前，临床使用的金属血管支架材料主要有不锈钢、镍钛合金、钴铬合金等，它们植入后作为异物将永久性存留在体内，会不同程度地刺激周边肌体组织，导致不同程度的炎症反应、血管内膜增生、再狭窄等问题。镁合金具有无毒、可降解的特性，作为血管支架材料有着无可比拟的优势，正引起人们越来越多的关注。 该课题针对WE43镁合金血管支架管材的制备，进行了合金熔炼，均匀化退火处理等实验制备性能优良的挤压坯料，进行了模具的设计及模具挤压过程的数值模拟，研究了不同挤压条件和热处理制度对挤压管材的影响，成功制备出了4×0.2mm的血管支架用毛细管。 论文获得了以下主要结论： （1）铸态WE43镁合金组织主要由α-Mg+β-Mg41Nd5相+γ-Mg24Y5相组成，通过均匀化处理，枝晶偏析消除，非平衡相溶解，其最佳的均匀化退火制度为450℃×18h。 （2）设计了一套镁合金管材挤压模具，其中挤压杯模角为60o，工作带长度为5mm，入口处的圆角半径为3mm，挤压针直径采取斜度设计以避免弯曲。 （3）管材挤压数值模拟显示：挤压过程中，凹模型腔附近的空心坯料内侧流动快、外侧流动慢。坯料挤出后，凹模工作带附近坯料的流动速度、等效应变、等效应变速率、温升、等效应力等分布集中，数值较大，说明该区域变形最剧烈。 （4）在挤压温度为450℃、挤压速度为2mm/s、挤压比为69.6的条件下能够顺利挤出10×1.5mm的镁合金管材。 （5）降低挤压温度、增大挤压速度以及增大挤压比都能减小挤压管材再结晶晶粒尺寸。管材经过480℃×8h+200℃×20h固溶时效处理后，具备了优良的综合力学性能，其抗拉强度和屈服强度分别达到了289.5MPa和190.3MPa，伸长率达到了16.6%。
【关键词】：WE43 镁合金 均匀化退火 模拟 热挤压 再结晶
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-22
• 1.1 引言9
• 1.2 生物医用材料的分类及性质9-10
• 1.3 血管支架材料的应用研究10-14
• 1.3.1 血管支架的要求10-11
• 1.3.2 不可降解血管支架材料11-13
• 1.3.3 可降解血管支架材料13-14
• 1.4 新型可降解镁合金的性能14-16
• 1.4.1 镁合金的力学性能14-16
• 1.4.2 镁合金的降解特性16
• 1.5 可降解镁合金血管支架研究现状16-17
• 1.6 镁合金血管支架的优缺点17-19
• 1.7 提高可降解镁合金材料性能的措施19-21
• 1.8 论文的研究意义及主要内容21-22
• 1.8.1 论文研究意义21
• 1.8.2 主要研究内容21-22
• 第二章 实验方法、材料及设备22-28
• 2.1 实验方案的制定22
• 2.2 实验材料及设备22-23
• 2.2.1 实验材料22
• 2.2.2 实验设备22-23
• 2.3 实验过程23-28
• 2.3.1 WE43 镁合金的熔炼23-24
• 2.3.2 WE43 镁合金的均匀化退火处理24
• 2.3.3 WE43 镁合金管材挤压实验24-26
• 2.3.4 管材热处理26
• 2.3.5 WE43 镁合金管材的拉拔实验26
• 2.3.6 组织性能的表征26-28
• 第三章 管材挤压模具设计及数值模拟28-38
• 3.1 管材挤压模具设计28-32
• 3.1.1 挤压力计算28-29
• 3.1.2 模具结构设计29
• 3.1.3 凹模设计29-31
• 3.1.4 凸模设计31
• 3.1.5 模具材料的选择31-32
• 3.2 管材挤压有限元模拟32-38
• 3.2.1 模型的建立及参数设置32-33
• 3.2.2 管材挤压数值模拟结果及分析33-38
• 第四章 WE43镁合金管材成形工艺及组织性能分析38-48
• 4.1 均匀化退火处理对铸态 WE43 镁合金组织的影响38-40
• 4.2 挤压温度对挤压管材及其组织性能的影响40-42
• 4.2.1 挤压温度对挤压管材的影响40
• 4.2.2 挤压温度对管材组织和性能的影响40-42
• 4.3 挤压速度对挤压管材及其组织性能的影响42-43
• 4.3.1 挤压速度对挤压管材的影响42
• 4.3.2 挤压速度对管材组织和性能的影响42-43
• 4.4 挤压比对挤压管材及其组织性能的影响43-45
• 4.4.1 挤压比对挤压管材的影响43-44
• 4.4.2 挤压比对管材组织和性能的影响44-45
• 4.5 热处理对管材组织和性能的影响45-47
• 4.6 WE43 镁合金支架用毛细管的制备47-48
• 第五章 结论48-49
• 参考文献49-53
• 在校研究成果53-54
• 致谢54

【参考文献】

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本文编号：505994