专利名称：提拉装置及加工端部带有连续或台阶锥度合金丝材的方法
技术领域：
本发明涉及一种机械提拉装置及利用其加工超细金属合金丝材的方法。
背景技术：
微创伤(或血管内)介入治疗技术指在影像设备的引导下，利用穿刺钉、导丝、导管和支架等器械进行的诊断与治疗操作。该技术属微创伤介入治疗，无须开刀，只需局部麻醉，具有出血少、创伤少、并发症少、安全可靠、术后恢复快等优点。作为介入器械之一的导丝具有将导管经皮引入血管或肌体的其他管腔的作用，而且是协助导管选择性进入细小血管分支或其他病变腔隙以及操作中更换导管的重要工具。端部带有连续或台阶锥度的导丝在介入诊断与治疗中有着广泛的应用，尤其是在介入神经学、颅腔诊断与治疗中。导丝远端带有连续或台阶的锥度有助于通过狭窄、曲折的脉管系统。不锈钢或镍钛合金是加工导丝的理想材料，因为它可以保证足够的强度和弹性。但对这两种丝材的机械加工比较困难，尤其是镍钛合金屈强比高、弹性模量低、回弹大、切削温度高，很难进行机械精加工，是一种难加工的合金。导丝加工的传统方法是机械加工，一般采用的是无心研磨方法，但机械加工所用设备相对昂贵、加工成本较高，且磨削后会在合金表面留下加工硬化层，该层往往成为使用过程中引起失效的疲劳裂纹源。
发明内容
为了解决目前传统导丝加工方法存在的设备昂贵、加工成本高及加工后的表面存在加工硬化现象等问题，本发明提供一种提拉装置及加工端部带有连续或台阶锥度合金丝材的方法。该方法采用提拉腐蚀加工导丝锥度的方法即丝材与有效的腐蚀加工溶液接触，通过控制提拉速度和腐蚀加工溶液浓度及温度来控制腐蚀速度，从而能控制丝材均匀地溶解，并沿丝材的长度方向上形成连续或具有台阶的锥度。
本发明的提拉装置包括电机、丝杠、提拉运动器、对提拉方向、速度、次数进行控制的外围控制装置和支架，电机固定在支架的上端，支架的下端固定在台面上，电机的输入端与对提拉方向、速度、次数进行控制的外围控制装置的输出端连通，电机的输出轴与丝杠的上端连接，丝杠的下端固定在连轴器的盲孔中，提拉运动器通过螺母套在丝杠上。
本发明所涉及的端部带有连续锥度的超细丝材的加工方法，依次包括以下步骤a、配制用于溶解合金的腐蚀加工溶液，控制腐蚀加工溶液的温度为50～80℃；b、将丝材固定在上述提拉装置上，通过对提拉方向、速度、次数进行控制的外围控制装置实现丝材在腐蚀加工溶液里的浸入与提出，控制提拉速度为0.15～0.3m/min，提拉5～12次，得到端部带有一定连续锥度的丝材。
本发明所涉及的端部带有台阶锥度的超细丝材的加工方法，它依次包括以下步骤a、配制用于溶解合金的腐蚀加工溶液，控制腐蚀加工溶液的温度为50～80℃；b、将丝材固定在上述提拉装置上，按照所需加工的台阶锥度尺寸将丝材浸入到腐蚀加工溶液中一定时间，得到所需尺寸后，用有足够的耐蚀性、不起泡、不脱落、不渗漏、干燥温度低(室温)的保护胶涂敷已被加工部分，然后通过提拉腐蚀加工过渡台阶部分的锥度，即可得到一定尺寸的台阶锥度，控制提拉速度为0.15～0.3m/min，提拉5～12次。
本发明所述丝材为任何可用于人体植入或应用于其他领域的金属合金材，直径一般在1mm以下。
本发明用以硝酸(HNO3)或盐酸(HCl)为基的腐蚀剂作为不锈钢超细丝材的腐蚀加工溶液，例如一种由体积比为50％的盐酸和体积比为13％的硝酸组成的混合溶液对于大多数不锈钢都是适合的。本发明用氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)和水(H2O)的混合溶液作为近等原子比镍钛合金丝材的腐蚀加工溶液。其中氢氟酸(HF)是促使近等原子比镍钛合金溶解的腐蚀剂，硝酸(HNO3)是氧化剂，可抑制氢的生成与提高表面粗糙度。
本发明涉及一套通过对提拉方向、速度、次数进行控制的外围控制装置控制电机正反转及转速，利用丝杠与螺母配合实现提拉的装置，它可实现在腐蚀加工过程中对被加工丝材进行可调的匀速或变速往复提拉。同时，为保证加工具有连续锥度的丝材，本发明通过对提拉方向、速度、次数进行控制的外围控制装置，可保证在提拉过程中不考虑能量损失、机械摩擦等因素，来实现提拉速度的动态匀速。
本发明具有以下优点所加工的端部带有连续或台阶锥度的丝材，机械性能无明显变化，加工后具有原始丝材或更好的表面粗糙度，且尺寸控制精度高，可作为最后加工工序。结果表明，本发明所述方法不仅能达到机械加工的效果，而且具有设备简单易操作，加工成本低的特点，利于推广应用。
图1是本发明提拉装置的结构示意图，图2是具体实施方式
二中提拉装置的结构示意图，图3是具体实施方式
四所述一种端部带有连续锥度导丝的结构示意图，图4是具体实施方式
七所述一种端部带有台阶锥度导丝的结构示意图。
具体实施例方式
具体实施方式
一如图1所示，本实施方式的提拉装置由电机1、丝杠2、提拉运动器3、对提拉方向、速度、次数进行控制的外围控制装置4和支架7组成，电机1固定在支架7的上端，支架7的下端固定在台面上，电机1的电输入端与对提拉方向、速度、次数进行控制的外围控制装置4的输出端连通，电机的输出轴与丝杠2的上端连接，丝杠2的下端固定在固定体8的盲孔9中，提拉运动器3通过螺母套在丝杠2上。
工作原理通过电机1旋转丝杠2，用螺母套在丝杠上的提拉运动器3通过丝杠2的正反转来实现提拉运动。电机1通过对提拉方向、速度、次数进行控制的外围控制装置4中的外围反馈电路进行控制，可对提拉的速度进行匀速或变速的控制，通过对提拉方向、速度、次数进行控制的外围控制装置4中的单片机控制，可对提拉方向、次数进行控制。
本实施方式所述装置是可用于一切可通过化学腐蚀加工丝材锥度的提拉装置。
具体实施方式
二如图2所示，本实施方式与具体实施方式
一不同的是，在实际生产过程中还需一个腐蚀加工液槽6，腐蚀加工液槽6设置在被加工丝材5的上端悬挂在提拉运动器3上后其下端能垂直浸没在腐蚀加工液槽6中的位置。
具体实施方式
三本实施方式为一种锥形远端部具有特定尺寸的近等原子比镍钛合金导丝的加工方法，它依次包括以下步骤a、在50-80℃的温度范围内配制一定浓度的氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)与水(H2O)的混合溶液，其中氢氟酸的体积百分比一般不超过20％，硝酸的体积百分比一般在20-50％之间，用作腐蚀加工溶液。
b、如图2所示，将丝材固定在一种利用以伺服电机为动力，带动丝杠与螺母配合来实现提拉的装置上，通过对提拉方向、速度、次数进行控制的外围控制装置来实现丝材在腐蚀加工溶液里的浸入与提出。利用提拉装置在一定的速度下将被加工丝材在腐蚀加工溶液中提拉一定次数，即可得到远端具有特定尺寸的连续锥形镍钛合金导丝。通过控制腐蚀加工溶液的温度、浓度与氢氟酸(HF)和硝酸(HNO3)的体积百分比和提拉的速度与次数，即可加工所需的任意远端尺寸的连续锥形。为了提高加工后镍钛合金丝材的表面粗糙度，一般采用5次以上的提拉次数。
本实施方式所述的镍钛合金丝材一般为直径在1mm以下的超细丝材。
具体实施方式
四本实施方式为加工长度范围在1500-3000mm、近端尺寸范围在0.36-0.6mm，远端尺寸范围在0.08-0.2mm的连续锥长为200mm的近等原子比镍钛合金丝材具体工艺参数腐蚀加工溶液为体积百分比为HF∶HNO3∶H2O＝1∶4∶5的混合溶液，腐蚀加工溶液初始温度为50-80℃，提拉速度范围为0.15-0.3m/min，提拉5-12次，导丝结构如图3所示。其他工艺条件与具体实施方式
三相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
四不同的是，用以盐酸和硝酸为基、初始温度在50-80℃的混合溶液作为腐蚀加工溶液，加工长度范围在1500-3000mm、近端尺寸范围在0.36-0.6mm，远端尺寸范围在0.08-0.2mm的连续锥长为200mm的超细不锈钢丝材。
具体实施方式
六本实施方式为一种远端部具有特定尺寸锥台的近等原子比镍钛合金导丝的加工方法，它依次包括以下步骤a、配制具体实施方式
三所述的腐蚀溶液；b、将远端部按照所需加工的长度浸入到腐蚀液里一定时间，得到所需尺寸后提出清洗并涂敷保护胶；c、按照具体实施方式
三所述的加工连续锥度的方法对镍钛合金丝材进行过渡锥台部分的锥度加工。
具体实施方式
七本实施方式为加工长度范围在1500-3000mm、近端尺寸范围在0.36-0.6mm、远端尺寸范围在0.08-0.2mm、整体锥长200mm、过渡锥台50mm的近等原子比镍钛合金丝材的具体工艺参数腐蚀加工溶液为体积百分比为HF∶HNO3∶H2O＝1∶4∶5的混合溶液，腐蚀加工溶液初始温度为50℃，按照具体实施方式
四首先将丝材远端浸入腐蚀溶液150mm，在一定时间内腐蚀加工远端部后提出清洗后涂敷保护胶，然后再次将丝材浸入腐蚀溶液按照具体实施方式
一所述方法加工远端150mm以上的50mm的锥台部分。提拉速度范围在0.15-0.3m/min，提拉5-12次。导丝结构如图4所示。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
七不同的是，用以盐酸和硝酸为基、初始温度在50-80℃的混合溶液作为腐蚀加工溶液，加工长度范围在1500-3000mm、近端尺寸范围在0.36-0.6mm、远端尺寸范围在0.08-0.2mm、整体锥长200mm、过渡锥台50mm的超细不锈钢丝材。
本发明所述的加工端部带有连续或台阶锥度近等原子比镍钛合金及不锈钢丝材的提拉装置及方法，也可用于加工其他一切金属合金材质可用于人体内植入的导丝，都在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.提拉装置，其特征在于所述装置包括电机(1)、丝杠(2)、提拉运动器(3)、对提拉方向、速度、次数进行控制的外围控制装置(4)和支架(7)，电机(1)固定在支架(7)的上端，支架(7)的下端固定在台面上，电机(1)的输入端与对提拉方向、速度、次数进行控制的外围控制装置(4)的输出端连通，电机(1)的输出轴与丝杠(2)的上端连接，丝杠(2)的下端固定在固定体(8)的盲孔(9)中，提拉运动器(3)通过螺母套在丝杠(2)上。
2.根据权利要求1所述的提拉装置，其特征在于所述装置还包括腐蚀加工液槽(6)，腐蚀加工液槽(6)设置在被加工丝材(5)的上端悬挂在提拉运动器(3)上后其下端能垂直浸没在腐蚀加工液槽(6)中的位置。
3.加工端部带有连续锥度合金丝材的方法，其特征在于所述方法为a、配制用于溶解合金的腐蚀加工溶液，控制腐蚀加工溶液的温度为50～80℃；b、将丝材固定在权利要求1所述提拉装置上，通过对提拉方向、速度、次数进行控制的外围控制装置实现丝材在腐蚀加工溶液里的浸入与提出，控制提拉速度为0.15～03m/min，提拉5～12次，得到端部带有一定连续锥度的丝材。
4.根据权利要求3所述的加工端部带有连续锥度合金丝材的方法，其特征在于所述丝材为近等原子比镍钛合金导丝或不锈钢丝材。
5.根据权利要求4所述的加工端部带有连续锥度合金丝材的方法，其特征在于所述丝材为近等原子比镍钛合金导丝时，腐蚀加工溶液为氢氟酸、硝酸与水的混合溶液，其中氢氟酸的体积百分比为10～20％，硝酸的体积百分比为20～50％。
6.根据权利要求4所述的加工端部带有连续锥度合金丝材的方法，其特征在于所述丝材为不锈钢丝材时，腐蚀加工溶液为体积比为50％的盐酸和体积比为13％的硝酸组成的混合溶液。
7.加工端部带有台阶锥度合金丝材的方法，其特征在于所述方法为a、配制用于溶解合金的腐蚀加工溶液，控制腐蚀加工溶液的温度为50～80℃；b、将丝材固定在权利要求1所述提拉装置上，按照所需加工的台阶锥度尺寸将丝材浸入到腐蚀加工溶液一定时间，得到所需尺寸后，用保护胶涂敷已被加工部分，然后通过提拉腐蚀加工过渡台阶部分的锥度，即可得到一定尺寸的台阶锥度，控制提拉速度为0.15～0.3m/min，提拉5～12次。
8.根据权利要求7所述的加工端部带有台阶锥度合金丝材的方法，其特征在于所述丝材为近等原子比镍钛合金导丝或不锈钢丝材。
9.根据权利要求8所述的加工端部带有台阶锥度合金丝材的方法，其特征在于所述丝材为近等原子比镍钛合金导丝时，腐蚀加工溶液为氢氟酸、硝酸与水的混合溶液，其中氢氟酸的体积百分比为10～20％，硝酸的体积百分比为20～50％。
10.根据权利要求8所述的加工端部带有台阶锥度合金丝材的方法，其特征在于所述丝材为不锈钢丝材时，腐蚀加工溶液为体积比为50％的盐酸和体积比为13％的硝酸组成的混合溶液。
全文摘要
提拉装置及加工端部带有连续或台阶锥度合金丝材的方法，涉及一种机械提拉装置及利用其加工超细金属合金丝材的方法。为解决传统导丝加工方法设备昂贵、加工成本高及加工后的表面存在加工硬化现象等问题，本发明提拉装置的电机(1)固定在支架(7)的上端，支架(7)的下端固定在台面上，电机(1)的电输入端与对提拉方向、速度、次数进行控制的外围控制装置(4)的输出端电连通，电机(1)的输出轴与丝杠(2)的上端连接，丝杠(2)的下端固定在固定体(8)的盲孔(9)中，提拉运动器(3)通过螺母套在丝杠(2)上，把被加工丝材浸入到腐蚀加工溶液中，通过提拉装置进行提拉。本发明具有加工成本低的优点，利于推广和应用。
文档编号C23F1/08GK1912185SQ20061001045
公开日2007年2月14日 申请日期2006年8月29日 优先权日2006年8月29日
发明者郑玉峰, 李莉, 方昊 申请人:哈尔滨工程大学