1、钻研布景

镍钛状态影象合金是一类以状态影象效应和超弹性等职能个性闻名的职能性资料，同时还拥有高耐磨性、高耐侵蚀性、高阻尼能力、高生物相容性蹬着异机能。已经成为生物医学和航空航天行业的首选资料[3-4]。

导丝被宽泛利用于微创血管内手术、如血管成形术。在此类利用中，导丝通过狭幼的血管系统被疏导到所需地位，要求导丝应拥有优良的可导向性、扭矩响应性、柔韧性。导丝的主体通常由覆盖有薄聚合物盖板的金属芯组成，聚合物表壳或者护套通常被涂覆，以削减设备输送系统和血管系统内的摩擦[5-6]。导丝实物如图1所示。导丝通常蕴含导引段和职能段。其中，导引段呈圆锥形或圆柱形。为了获得较高的通过性和矫捷性，导引段的直径远幼于职能段的直径，这一特殊设计使导丝的加工难度大大增长。

目前，医用镍钛合金导丝的加工步骤重要是机械磨削加工和模拉法；的ハ骷庸な，导丝在刚性垫板上磨削，受力较大，磨削之后导丝表表质量较差，并且导丝磨削后的状态也无法节造[7-8]。模拉法借助专用磨具满足导引段的尺寸要求，固然设备单一，但是模具磨损较快，必要频仍查抄和更换，增长出产成本。此表，模拉后的导丝通；贡匾谢庸さ群笮χ。总体而言，医用镍钛合金导丝的加工工艺仍存在一些技术难题，必要不休优化和改进，以提高合格率，降低出产成本。

电解加工是一种基于电化学阳极溶化道理而实现工作成形的造作技术[9-10]。与其他传统加工技术相比，电解加工拥有很多利益，任何导电资料都能够加工，不用思考资料强度、硬度、没有加工力和刀具磨损，是一种合用于不锈钢、高温合金、镍钛合金等难加工资料的精密高效加工步骤。

目前，国内表对电解加工镍钛合金发展了很多钻研，获得了不错的进展。Maurer 等[7]利用超短脉冲电解加工，在镍钛状态影象合金资料表表加工出微抗结构，验证电解加工可实现镍钛状态影象合金资料的精密加工。Lee 等[8]钻研镍钛状态影象合金在中性和酸性电解质中的电解抛光工艺，了局批注，中性电解质能迅速去除金属，但加工表表会产生微孔洞，在酸性电解液中使用大电流能够获得较好的加工表表，但冗余电流会导致加工过程不不变。Ma Xinzhou 等[9]利用渺小电解加工步骤，在镍钛状态影象合金的表表蚀刻出复杂状态图案。Frengemeier 等[10]钻研发现，相较于直流电解加工，脉冲电解加工更适合加工镍钛状态影象合金资料，能够提供无变形和无热危险的微观结构。Ao Sansan 等[11]利用电解加工技术在无水电解质中造备镍钛状态影象合金微观结构，发现乙醇电解质溶液能够溶化氧化钛，从而削减氧化物的出现，但过量的乙醇也会影响表表质量。

只管目前已有多项关于电解加工镍钛状态影象合金资料的钻研，但是重要集中于微结构的造备，针对医用镍钛合金导丝的电解加工钻研还相对较少。笔者对医用镍钛合金导丝导引段电解加工步骤发展钻研，分析阴极结构、冲液方式、电压、脉冲频率等对医用镍钛合金导丝加工质量的影响法规，优化最佳加工参数，加工出分歧直径的医用镍钛合金导丝，验证电解加工医用镍钛合金导丝的可行性。

2、试验资料

试验拔取直径为4 mm、长度为5 cm的镍钛合金导丝，镀层量分数为55.6%，余量为钛。由游标卡尺丈量加工后的直径变动，由粗糙度仪丈量表表粗糙度变动。通过光学显微镜观察镍钛合金导丝表表电解加工情况。为减幼误差，试验所需丈量的直径与粗糙度均为三个地位所测得的数据均值。

3、电解加工步骤

为发展镍钛合金导丝的电解加工钻研，试验机床选取三轴定位系统，实现工作的精确定位，定位误差为0.001 mm。工作通过同步带驱动实现回转，回转误差为0.02 mm，确保加工精度。电解液通过冷却管向井口充斥加工区域，电解液流速为15 L/min。通过向阴极与阳极之间持续喷淋电解液，不仅保障电解液充斥加工区域，并且能够带走加工过程中产生的热量与残渣，以维持优良的电解加工环境。脉冲电源正负极别离通过导电铜座与引电针衔接于工作阳极与工具阴极，实现镍钛合金导丝的电解加工。电解加工如图2所示。

4、试验设计

试验分析整圆和半圆阴极结构对镍钛合金导丝加工的影响，通过测试和分析工件表表粗糙度、尺寸精度等指标，得出最优的阴极结构。在此基础上，进一步分析电压、脉冲频率等加工参数对电解加工了局的影响。通过对分歧电解加工参数前提下工件的机能指标进行对比分析，获得最佳的电解加工参数。利用最佳电解加工参数发展分歧直径镍钛合金导丝电解加工试验，验证镍钛合金导丝电解加工步骤的可行性。

5、试验了局

5.1 阴极结构影响

在电解加工过程中，工具阴极结构对加工质量会产生沉要影响，阴极结构是电解加工试验中首先面对并解决的问题。为了满足镍钛合金导丝加工要求，提出整圆阴极加工和半圆阴极加工，别离如图3、图4所示。阴极厚度均为10 mm，圆孔直径为5 mm，两个阴极在一样电参数下别离加工2 min。

整圆阴极加工成效如图5所示，半圆阴极加工成效如图6所示
Ｄ芄豢闯，整圆阴极加工后镍钛合金导丝出现显著的刚性状，半圆阴极加工后镍钛合金导丝整体为直线。通过对比分析，发现半圆阴极加工相较于整圆阴极加工可能获得越发好的加工成效。

综上所述，合理的阴极设计对于提高镍钛合金导丝的电解加工质量至关沉要。通过试验验证，确认半圆阴极加工相比整圆阴极加工拥有更优的加工机能。

5.2 电压影响

电压是电解加工中极度沉要的参数。为分析电压对电解加工效能的影响，进行试验。试验对象为直径4 mm、长度5 cm的镍钛合金导丝，电解液选取10%质量分数氧化钠溶液，初始加工间隙为0.5 mm，占空比为0.5 脉冲频率为1000 Hz，回转速度为600 r/min，加工功夫为1 min，电压为10～40 V。加工1 min后，镍钛合金导丝直径变动与电压关系如图7所示
Ｄ芄环⑾，直径变动随电压增大而增大，当电压超过30 V后，直径变动增量逐步减幼。这是由于随着电压增大，单元功夫内资料去除量增大，导致加工间隙急剧增大。随着加工间隙增大，电压对单元功夫内直径变动的影响减幼。

鉴于镍钛合金导丝利用于医疗领域，对表表质量有较高要求，因而试验沉点关注分歧电压前提下加工件的表表粗糙度。分歧电压下测得的表表粗糙度见表1。

表 1 分歧电压下表表粗糙度

由表1可知，表表粗糙度值随着电压增大而增大，当电压达到30 V后，表表粗糙度值逐步减幼。这是由于随着电压增大，电解效能逐步提高，同时由于镍和钛的电解效能分歧，导致表表粗糙度值逐步增大。另一方面，由于电解效能随着电压增大而提高，单元功夫内加工间隙的变动量增大，同时由于镍的电解效能高于钛，镍与阴极的加工间隙也大于钛，因而随着加工间隙的逐步增大，钛的电解效能逐步高于镍的电解效能，由此使表表粗糙度值逐步减幼。使用光学显微镜观察分歧电压下的加工成效，如图8所示
Ｄ芄幌灾闯，10 V电压下镍钛合金导丝表表初步去除30 V电压去除成效显著提升，但镍钛合金导丝表表出现较为粗糙的情况。电压进一步增大至40 V进行加工，镍钛合金导丝表表更为均匀，表表粗糙度值有所减幼，出现出更为优质的加工成效。

5.3 占空迸纂脉冲频率影响

占空迸纂脉冲频率同样是电解加工中的沉要参数。为分析占空迸纂脉冲频率对加工效能与表表粗糙度的影响，进行试验。试验参数根基同上，电压为30 V，占空比为0.4、0.5、0.6 脉冲频率为1000 Hz、5000 Hz、10000 Hz，获得单元功夫直径变动与表表粗糙度数据，见表2。

表 2 分歧脉冲频率和占空比时直径变动与表表粗糙度数据

当脉冲频率一按时，随着占空比增大，直径变动逐步增大，表表粗糙度值逐步增大。这是由于在脉冲频率一按时，占空比越大，脉宽越宽。在脉冲的一个周期内，用于工具电极加工的功夫越多，工件的单元去除量越大，从而使加工间隙增大，使加工精度降低，表粗糙度值增大\[^{12}\]。

倒丶空比一按时，随着脉冲频率增大，直径变动逐步减幼，表表粗糙度值逐步减幼。这是由于脉冲频率越大，脉宽越窄。在脉冲的一个周期内，用于工具电极加工的功夫越少，工件的单元去除量越幼，从而使加工间隙减幼，使加工精度提高，表表粗糙度值减幼。

6、加工参数优化

电解加工试验中涉及的加工参数多多，相互之间存在复杂的耦合关系，很难成立一个齐全的理论模型来精确预测加工了局，这就必要通过大量试验数据堆集经验，逐步优化加工参数。分歧资料的电化学个性存在差距，对于统一种资料，也可能因微观结构差距而导致电解反映差距，这就要求针对具体的资料和工作进行针对性的加工参数优化。电解加工的指标通常是实现高精度和高表表质量，这必要在多多指标间进行衡量与优化，如本次钻研就必要在加工效能和表表质量间进行衡量，这样的多指标优化同样必要大量的试验堆集经验。由此，电解加工当选择最佳加工参数必要通过大量试验堆集和实际，从而实现较好的加工成效。经过大量试验，选出最佳加工参数为电压40 V、占空比0.4、脉冲频率10 000 Hz。选用以上加工参数电解加工1～3 min后的镍钛合金导丝实物如图9所示。电解加工后镍钛合金导丝直径变动与表表粗糙度见表3
Ｄ芄豢闯，随着加工功夫的耽搁，镍钛合金导丝直径逐步减幼，表表加工质量逐步改善，批注电解加工可能在肯定水平上有效节造镍钛合金导丝的尺寸，并且提高表表加工质量。这种变动趋向注明，电解加工对于镍钛合金导丝拥有肯定的加工成效，能够实现所需的加工指标。

表 3 电解加工后直径变动与表表粗糙度

7、实现语

针对医用镍钛合金导丝导引段加工难题，笔者提出电解加工步骤，具体分析阴极结构、电压、占空比、脉冲频率等加工参数对镍钛合金导丝加工质量的影响法规。

分析阴极结构对加工成效的影响，半圆阴极相较于整圆阴极能获得更佳的加工成效。

分析电压对去除效能的影响，电压增大会显著提高去除效能，但电压高于30 V后，去除速度的增大趋向将放缓，这可能暗示电解反映在较高电压下已靠近肯定鼓和状态。适度增大电压可能略微改善表表粗糙度，这可能与分歧金属去除速度有关，但需把稳过高的电压会导致表表质量降落。

增大脉冲频率和降低占空迸仔助于提高电解加工精度，确定最佳加工参数为加工电压 40 V、占空比 0.4、脉冲频率 10 000 Hz。

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