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镍钛合金丝因具备独特的形状记忆效应、超弹性和良好的生物相容性，广泛应用于医疗（如支架、正畸丝）、航空航天等领域。其拉拔工艺需克服合金高强度、加工硬化明显及易氧化等特性，流程需精准控制温度、润滑、模具参数等关键环节，核心流程可分为预处理、多道次拉拔（含中间热处理）、成品后处理三大阶段，具体如下：

 一、预处理阶段：为拉拔奠定基础

预处理的核心目标是去除原材料表面缺陷、降低内部应力，确保拉拔过程中材料均匀变形，避免断裂。

1. 原材料准备  

    选用合格的镍钛合金坯料（通常为Φ820mm的热轧棒材或挤压线材），成分需严格控制（镍含量约50.5%51.5%，确保相变温度符合需求），并检测坯料的金相组织、力学性能（如抗拉强度、延伸率），排除内部裂纹、夹杂等缺陷。

2. 表面清理  

    化学除油：采用碱性清洗剂（如氢氧化钠、碳酸钠溶液）浸泡或喷淋，去除坯料表面的轧制油、污渍，避免拉拔时润滑失效或表面压伤。

    酸洗：使用稀盐酸（10%15%）或氢氟酸硝酸混合液（比例需精准控制），去除表面氧化皮（镍钛合金在热轧后易形成TiO₂、NiO复合氧化层），同时轻微腐蚀表面形成粗糙面，增强后续润滑涂层的附着力。酸洗后需立即用纯水冲洗，避免残留酸液腐蚀材料。

3. 润滑涂层制备  

    镍钛合金拉拔需强润滑以减少模具磨损和材料表面划伤，常用磷化皂化涂层：  

      磷化：将坯料浸入磷酸锌或磷酸锰溶液，表面形成多孔的磷酸盐薄膜（厚度515μm），作为润滑载体；  

      皂化：磷化后浸入硬脂酸钠或钙皂溶液，皂化物填充磷化膜孔隙，形成低摩擦系数的润滑层（摩擦系数≤0.15），确保拉拔时模具与材料间的润滑连续性。

 二、多道次拉拔与中间热处理：实现尺寸精度与性能调控

镍钛合金加工硬化速率快（拉拔后硬度可提升30%50%），单次拉拔变形量有限（通常道次变形率≤20%），需通过“拉拔→中间热处理→拉拔”的循环流程，逐步将坯料拉至目标直径（细至Φ0.01mm的微丝），同时调控材料的相变性能和力学性能。

1. 拉拔核心参数控制

拉拔在专用的多模连续拉拔机（如滑动式、无滑动式）上进行，关键参数需根据合金状态（退火态/加工态）和目标直径调整：

道次变形率：初始道次（直径较大时）变形率15%20%，后续道次随直径减小逐步降至8%12%，避免过度加工硬化导致断裂。 

拉拔速度：低速拉拔（通常0.55m/min），避免高速摩擦生热导致润滑层失效或材料局部过热（镍钛合金高温易氧化）。 

模具参数：采用硬质合金（WCCo）或聚晶金刚石（PCD）模具，模具锥角12°18°（减小变形阻力），定径带长度为直径的11.5倍（保证尺寸精度）。 

冷却与润滑：拉拔过程中持续喷淋水溶性润滑液（含极压剂、防锈剂），既降温（控制模具温度≤150℃），又补充润滑，防止模具黏结。 

2. 中间热处理：消除加工硬化，恢复塑性

每完成35道次拉拔后，需进行中间热处理，核心作用是：① 消除加工硬化产生的内应力；② 恢复材料塑性（延伸率从5%以下提升至20%以上）；③ 调控金相组织（形成均匀的β相或马氏体相，为后续拉拔和成品性能打基础）。  

 热处理工艺：  

   温度：700850℃（根据目标性能调整，温度越高，软化效果越强，但需避免晶粒粗大）；  

   保温时间：1030min（直径越小，保温时间越短，防止氧化）；  

   氛围：采用真空（真空度≤10⁻³Pa）或惰性气体（氩气、氮气）保护，彻底避免镍钛合金在高温下氧化（氧化会导致表面脆化，拉拔时易断丝）；  

   冷却方式：随炉冷却（缓慢冷却，塑性恢复更充分）或惰性气体快冷（适用于需保留特定亚稳态组织的场景）。  

 热处理后处理：热处理后材料表面可能形成微量氧化膜，需重复“酸洗→润滑涂层制备”步骤，再进入下一轮拉拔。

 三、成品后处理：保证最终性能与表面质量

当拉拔至目标直径（如医疗正畸丝Φ0.40.8mm、血管支架丝Φ0.10.3mm）后，需通过后处理优化性能、提升表面精度，满足应用需求。

1. 成品热处理（定型处理）  

    核心目标：根据应用场景调控镍钛合金的相变温度（Af、Ms点） 和力学性能（如超弹性、形状记忆效应）。  

    工艺示例：医疗支架丝需超弹性，通常采用400500℃保温3060min（真空/惰性氛围），随后空冷，使材料形成稳定的β相，室温下具备超弹性；正畸丝需形状记忆效应，可采用500600℃保温后缓慢冷却，调控相变温度至口腔温度附近（3237℃）。

2. 表面精整  

    抛光：采用化学抛光（如氢氟酸硝酸混合液）或电化学抛光，去除表面微小划痕、氧化层，使表面粗糙度Ra≤0.1μm（医疗应用需高光滑表面，减少生物组织刺激）；  

    脱脂与清洗：用乙醇或纯水超声清洗，去除抛光残留液和杂质，确保表面洁净度。

3. 性能检测与质量控制  

    尺寸检测：用激光测径仪检测成品丝直径偏差（通常要求≤±0.001mm），确保均匀性；  

    力学性能检测：拉伸试验测抗拉强度（通常≥1000MPa）、延伸率（≥15%）、超弹性回复率（≥95%）；  

    相变性能检测：通过差示扫描量热法（DSC）测定Af、Ms点，确保符合设计要求；  

    表面质量检测：金相显微镜或扫描电镜（SEM）观察表面缺陷，排除裂纹、坑点等问题；  

    生物相容性检测（医疗用）：进行细胞毒性、溶血率测试，符合GB/T 16886等标准。

 四、关键工艺难点与解决措施

1. 断丝问题：因加工硬化或表面缺陷导致，解决措施：① 严格控制道次变形率（不超过20%）；② 确保中间热处理充分，恢复塑性；③ 优化润滑涂层，避免表面划伤。  

2. 尺寸精度差：因模具磨损或拉拔速度波动导致，解决措施：① 采用高硬度PCD模具，延长使用寿命；② 采用伺服电机控制拉拔速度，保证稳定性；③ 每道次后检测直径，及时调整模具参数。  

3. 氧化问题：高温热处理或拉拔过热导致，解决措施：① 全程真空/惰性气体保护；② 控制拉拔速度和冷却效率，避免局部过热。

综上，镍钛合金丝拉拔是“精密塑性变形+多环节性能调控”的过程，需严格控制每一步的工艺参数，尤其关注中间热处理和润滑环节，才能最终获得尺寸精准、性能稳定的产品。深圳市武哥实业有限公司深耕于镍钛记忆合金领域，提供镍钛高温合金（比如镍钛铜高温合金）和镍钛常温合金，是镍钛合金材料&丝材管材供应商。