一種醫(yī)用鎂合金材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于醫(yī)用合金材料領(lǐng)域，涉及一種醫(yī)用鎂合金材料及其制備方法，所述的醫(yī)用鎂合金材料中鉑為0.6wt%-1.8wt%、鈷為4wt%-9wt%、錳為2.5wt%-6.5wt%、鐵為15wt%-22wt%、鈀為0.4wt%-0.9wt%、鈦為12wt%-20wt%，余量為鎂。制備方法包括以下步驟：（1）按重量取鉑、鈷、錳、鐵、余量為鎂；（2）升溫至真空熔煉爐內(nèi)溫度為1090-1120℃，高溫真空熔煉；（3）投入鈀和鈦，再繼續(xù)真空熔煉；（4）退火處理，將真空熔煉爐內(nèi)溫度降低至640-670℃時(shí)，保持溫度恒定90min；（5）緩慢降低至室溫，為醫(yī)用鎂合金材料。
【專利說(shuō)明】一種醫(yī)用鎂合金材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于醫(yī)用合金材料領(lǐng)域，涉及一種鎂合金材料及其制備方法，特別是涉及 一種醫(yī)用鎂合金材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 醫(yī)用合金材料的用途非常廣泛。醫(yī)用合金材料制成的醫(yī)療器件植入人體后，可替 代人體組織或器官的全部或部分功能；或用于治療、修復(fù)人體組織或器官，使其恢復(fù)全部或 部分功能。常用的醫(yī)用合金材料按用途分為齒科材料、骨科材料、軟組織修復(fù)材料和輔助治 療用材料。按材料性質(zhì)又分為：醫(yī)用不銹鋼；有奧氏體、馬氏體、鐵素體和沉淀硬化型不銹 鋼，奧氏體不銹鋼無(wú)磁性、抗腐蝕性能好，廣泛用于制作人工關(guān)節(jié)、骨折內(nèi)固定器械、各種齒 冠、冠橋、固定支架、植入電極、人工心臟瓣膜等。醫(yī)用鈷基合金；主要有鈷鉻鑰合金、鈷鉻鎢 鎳合金、鈷鎳合金等。其力學(xué)性能、耐腐蝕性能及生物相容性均好，多用于制造體內(nèi)承載的 長(zhǎng)期植入件，還用于制造人工關(guān)節(jié)、心血管支架、人工心臟瓣膜及用作齒科材料。醫(yī)用貴金 屬；有金、銀、鉬及其合金。貴金屬具有獨(dú)特穩(wěn)定的物理和化學(xué)性能，多用于制造心臟起搏 器、植入電極，并用于牙齒修復(fù)等。醫(yī)用鈦及其合金；生物相容性好、耐腐蝕性好、合金密度 小、彈性模量值較低，具有一定的力學(xué)相容性。主要用于整形外科，也用于制造人工心臟瓣 膜和瓣籠等。此外，醫(yī)用金屬材料還有鉭、鈮、鋯材料及形狀記憶合金。醫(yī)用鎂合金材料具 有密度合適、強(qiáng)度高、生物相容性好等特點(diǎn)。
[0003]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 要解決的技術(shù)問(wèn)題：鎂合金材料作為一種新型的醫(yī)用合金材料，具備著一些顯著 的優(yōu)點(diǎn)，如硬度和強(qiáng)度較高，并且生物相容性較好，但是常規(guī)的鎂合金材料的耐腐蝕性能較 差，本發(fā)明的目的是提供一種新的具有較高的強(qiáng)度和硬度、耐腐蝕性良好、生物相容性良好 的醫(yī)用鎂合金材料及其制備方法。
[0005] 技術(shù)方案：為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種醫(yī)用鎂合金材料，所述的醫(yī)用鎂 合金金材料包括下述重量的材料： 鉬 0?6wt%_l. 8wt%、 鈷 4wt%_9wt%、 猛 2. 5wt%_6. 5wt%、 鐵 15wt%_22wt%、 鈕I 0. 4wt%-〇. 9wt%> 鈦 12wt%-20wt%、 余量為鎂。
[0006] 所述的一種醫(yī)用鎂合金材料，包括下述重量的材料： 鉬 I. 0wt%_l. 4wt%、 鈷 5wt%_7wt%、 猛 3. 5wt%_5. 5wt%、 鐵 17wt%-20wt%、 IE 0. 6wt%-0. 8wt°/〇, 鈦 14wt%_18wt%、 余量為鎂。
[0007] -種醫(yī)用鎂合金材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 按重量取金屬材料，具體百分比為鉬為〇. 6wt%_l. 8wt%、鈷為4wt%_9wt%、錳為 2. 5wt%-6. 5wt%、鐵為 15wt%-22wt%、余量為鎂； (2) 將上述的各金屬材料投入真空熔煉爐中，升溫速率為40-60°C /min，升溫至真 空熔煉爐內(nèi)溫度為1090_1120°C，在此溫度下進(jìn)行高溫真空熔煉，真空熔煉爐內(nèi)壓強(qiáng)為 80-1000Pa，真空熔煉的時(shí)間為2-3h ; (3) 再向真空熔煉爐內(nèi)投入鈀和鈦，重量百分比鈀為0. 4wt%-0. 9wt%、鈦為 12wt%-20wt%，保持溫度和壓強(qiáng)恒定，再繼續(xù)真空熔煉lh-3h ; (4) 將真空熔煉爐進(jìn)行退火處理，降溫速率為45-65°C /min，將真空熔煉爐內(nèi)溫度降低 至640-670°C時(shí)，保持溫度恒定，時(shí)間為90min ; (5) 降溫速率為30-45°C /min，緩慢降低至室溫，為醫(yī)用鎂合金材料。
[0008] 所述的一種醫(yī)用鎂合金材料的制備方法，制備方法中鉬為I. 〇wt%-l. 4wt%、 鈷為 5wt%-7wt%、錳為 3. 5wt%-5. 5wt%、鐵為 17wt%-20wt%、鈀為 0? 6 wt%-〇. 8wt%、鈦為 14wt%-18wt%、余量為鎂。
[0009] 所述的一種醫(yī)用鎂合金材料的制備方法，制備方法步驟（2)中升溫速率為50°C / min，升溫至真空熔煉爐內(nèi)溫度為1KKTC，在此溫度下進(jìn)行高溫真空熔煉，真空熔煉爐內(nèi)壓 強(qiáng)為300Pa，真空熔煉的時(shí)間為3h。
[0010] 所述的一種醫(yī)用鎂合金材料的制備方法，制備方法步驟（3)中保持溫度和壓強(qiáng)恒 定,再繼續(xù)真空熔煉2h。
[0011] 所述的一種醫(yī)用鎂合金材料的制備方法，制備方法步驟（4)中降溫速率為55°C / min，將真空熔煉爐內(nèi)溫度降低至655°C時(shí)，保持溫度恒定，時(shí)間為90min。
[0012] 所述的一種醫(yī)用鎂合金材料的制備方法，制備方法步驟（5)中降溫速率為40°C / min〇
[0013] 有益效果：本發(fā)明的醫(yī)用鎂合金材料中包括鉬、鈷、錳、鐵、鈀、鈦和鎂。制備工藝包 括真空熔煉、保溫、退火等步驟。制備的鎂合金材料具備了非常好的硬度和抗拉強(qiáng)度、斷裂 延伸率，另外還具有良好的耐腐蝕強(qiáng)度和生物相容性?？梢宰鳛獒t(yī)用合金材料用于牙齒種 植材料、接骨板材料等的應(yīng)用中。
[0014]

【具體實(shí)施方式】
[0015] 實(shí)施例1 (1)按重量取金屬材料，具體百分比為鉬為1.8wt%、鈷為9wt%、錳為2. 5wt%、鐵為 15wt%、余量為鎂； (2) 將上述的各金屬材料投入真空熔煉爐中，升溫速率為60°C /min，升溫至真空熔煉 爐內(nèi)溫度為1120°C，在此溫度下進(jìn)行高溫真空熔煉，真空熔煉爐內(nèi)壓強(qiáng)為lOOOPa，真空熔 煉的時(shí)間為3h ; (3) 再向真空熔煉爐內(nèi)投入鈀和鈦，重量百分比鈀為0. 9wt%、鈦為12wt%，保持溫度和 壓強(qiáng)恒定，再繼續(xù)真空熔煉3h ; (4) 將真空熔煉爐進(jìn)行退火處理，降溫速率為65°C /min，將真空熔煉爐內(nèi)溫度降低至 670°C時(shí)，保持溫度恒定，時(shí)間為90min ; (5) 降溫速率為30°C /min，緩慢降低至室溫，為醫(yī)用鎂合金材料。
[0016] 實(shí)施例2 (1) 按重量取金屬材料，具體百分比為鉬為〇. 6wt%、鈷為4wt%、錳為6. 5wt%、鐵為 22wt%、余量為鎂； (2) 將上述的各金屬材料投入真空熔煉爐中，升溫速率為40°C /min，升溫至真空熔煉 爐內(nèi)溫度為1090°C，在此溫度下進(jìn)行高溫真空熔煉，真空熔煉爐內(nèi)壓強(qiáng)為80Pa，真空熔煉 的時(shí)間為2h ; (3) 再向真空熔煉爐內(nèi)投入鈀和鈦，重量百分比鈀為0. 4wt%、鈦為20wt%，保持溫度和 壓強(qiáng)恒定，再繼續(xù)真空熔煉Ih ; (4) 將真空熔煉爐進(jìn)行退火處理，降溫速率為45°C /min，將真空熔煉爐內(nèi)溫度降低至 640°C時(shí)，保持溫度恒定，時(shí)間為90min ; (5) 降溫速率為45°C /min，緩慢降低至室溫，為醫(yī)用鎂合金材料。
[0017] 實(shí)施例3 (1) 按重量取金屬材料，具體百分比為鉬為l.Owt%、鈷為7wt%、錳為3. 5wt%、鐵為 17wt%、余量為鎂； (2) 將上述的各金屬材料投入真空熔煉爐中，升溫速率為60°C /min，升溫至真空熔煉 爐內(nèi)溫度為1120°C，在此溫度下進(jìn)行高溫真空熔煉，真空熔煉爐內(nèi)壓強(qiáng)為lOOOPa，真空熔 煉的時(shí)間為3h ; (3) 再向真空熔煉爐內(nèi)投入鈀和鈦，重量百分比鈀為0. 6wt%、鈦為18wt%，保持溫度和 壓強(qiáng)恒定，再繼續(xù)真空熔煉3h ; (4) 將真空熔煉爐進(jìn)行退火處理，降溫速率為65°C /min，將真空熔煉爐內(nèi)溫度降低至 670°C時(shí)，保持溫度恒定，時(shí)間為90min ; (5) 降溫速率為30°C /min，緩慢降低至室溫，為醫(yī)用鎂合金材料。
[0018] 實(shí)施例4 (1) 按重量取金屬材料，具體百分比為鉬為1.4wt%、鈷為5wt%、錳為5. 5wt%、鐵為 20wt%、余量為鎂； (2) 將上述的各金屬材料投入真空熔煉爐中，升溫速率為40°C /min，升溫至真空熔煉 爐內(nèi)溫度為1090°C，在此溫度下進(jìn)行高溫真空熔煉，真空熔煉爐內(nèi)壓強(qiáng)為80Pa，真空熔煉 的時(shí)間為2h ; (3) 再向真空熔煉爐內(nèi)投入鈀和鈦，重量百分比鈀為0. 8wt%、鈦為14wt%，保持溫度和 壓強(qiáng)恒定，再繼續(xù)真空熔煉Ih ; (4) 將真空熔煉爐進(jìn)行退火處理，降溫速率為45°C /min，將真空熔煉爐內(nèi)溫度降低至 640°C時(shí)，保持溫度恒定，時(shí)間為90min ; (5)降溫速率為45°C /min，緩慢降低至室溫，為醫(yī)用鎂合金材料。
[0019] 實(shí)施例5 (1) 按重量取金屬材料，具體百分比為鉬為I. 2wt%、鈷為6wt%、錳為4. 5wt%、鐵為 19wt%、余量為鎂； (2) 將上述的各金屬材料投入真空熔煉爐中，升溫速率為50°C /min，升溫至真空熔煉 爐內(nèi)溫度為ll〇〇°C，在此溫度下進(jìn)行高溫真空熔煉，真空熔煉爐內(nèi)壓強(qiáng)為300Pa，真空熔煉 的時(shí)間為3h ; (3) 再向真空熔煉爐內(nèi)投入鈀和鈦，重量百分比鈀為0. 7wt%、鈦為16wt%，保持溫度和 壓強(qiáng)恒定，再繼續(xù)真空熔煉2h ; (4) 將真空熔煉爐進(jìn)行退火處理，降溫速率為55°C /min，將真空熔煉爐內(nèi)溫度降低至 655°C時(shí)，保持溫度恒定，時(shí)間為90min ; (5) 降溫速率為40°C /min，緩慢降低至室溫，為醫(yī)用鎂合金材料。
[0020] 對(duì)比例1 (1) 按重量取金屬材料，具體百分比為鉬為1.8wt%、鈷為9wt%、錳為2. 5wt%、鐵為 15wt%、余量為鎂； (2) 將上述的各金屬材料投入真空熔煉爐中，升溫速率為60°C /min，升溫至真空熔煉 爐內(nèi)溫度為1120°C，在此溫度下進(jìn)行高溫真空熔煉，真空熔煉爐內(nèi)壓強(qiáng)為lOOOPa，真空熔 煉的時(shí)間為3h ; (3) 將真空熔煉爐進(jìn)行退火處理，降溫速率為65°C /min，將真空熔煉爐內(nèi)溫度降低至 670°C時(shí)，保持溫度恒定，時(shí)間為90min ; (4) 降溫速率為30°C /min，緩慢降低至室溫，為醫(yī)用鎂合金材料。
[0021] 對(duì)比例2 按下述重量比稱取原材料：鋅I. 8wt%、錳I. Owt%、釹粉I. 5wt%、鈣粒0. 5wt%，余量為 Mg。將原材料放入石墨坩堝中以高純氬氣為保護(hù)氣體在真空感應(yīng)電爐中熔煉合金，待熔煉 溫度達(dá)到770°C時(shí)啟動(dòng)電磁攪拌裝置，攪拌10_20min且其間傾轉(zhuǎn)坩堝數(shù)次，以保證合金元 素在熔體中的充分均勻分布，然后在合金熔體中加入質(zhì)量百分含量為總原材料0.5-0. 8% 的C2Cl6精煉劑精煉處理3-5min，之后攪拌熔體、待其冷卻到700-720 °C時(shí)澆入預(yù)熱溫度 為260-280°C的模具中形成合金鑄錠。
[0022] 實(shí)施例1至5和對(duì)比例1和2的鎂合金材料的抗拉強(qiáng)度、斷裂延伸率、維氏硬度如 下：

【權(quán)利要求】
1. 一種醫(yī)用鎂合金材料，其特征在于，所述的醫(yī)用鎂合金金材料包括下述重量的材 料： 鉬 0?6wt%_l. 8wt%、 鈷 4wt%_9wt%、 猛 2. 5wt%_6. 5wt%、 鐵 15wt%-22wt%、 鈕1 0. 4wt%-〇. 9wt%> 鈦 12wt%-20wt%、 余量為鎂。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用鎂合金材料，其特征在于，所述的醫(yī)用鎂合金金材 料包括下述重量的材料： 鉬 1. 0wt%_l. 4wt%、 鈷 5wt%_7wt%、 猛 3. 5wt%_5. 5wt%、 鐵 17wt%-20wt%、 IE 0. 6wt%-0. 8wt°/〇, 鈦 14wt%_18wt%、 余量為鎂。
3. -種醫(yī)用鎂合金材料的制備方法，其特征在于所述的醫(yī)用鎂合金材料的制備方法 包括以下步驟： (1) 按重量取金屬材料，具體百分比為鉬為〇. 6wt%-l. 8wt%、鈷為4wt%-9wt%、錳為 2. 5wt%-6. 5wt%、鐵為 15wt%-22wt%、余量為鎂； (2) 將上述的各金屬材料投入真空熔煉爐中，升溫速率為40-60°C /min，升溫至真 空熔煉爐內(nèi)溫度為1090_1120°C，在此溫度下進(jìn)行高溫真空熔煉，真空熔煉爐內(nèi)壓強(qiáng)為 80-1000Pa，真空熔煉的時(shí)間為2-3h ; (3) 再向真空熔煉爐內(nèi)投入鈀和鈦，重量百分比鈀為0. 4wt%-0. 9wt%、鈦為 12wt%-20wt%，保持溫度和壓強(qiáng)恒定，再繼續(xù)真空熔煉lh-3h ; (4) 將真空熔煉爐進(jìn)行退火處理，降溫速率為45-65°C /min，將真空熔煉爐內(nèi)溫度降低 至640-670°C時(shí)，保持溫度恒定，時(shí)間為90min ; (5) 降溫速率為30-45°C /min，緩慢降低至室溫，為醫(yī)用鎂合金材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種醫(yī)用鎂合金材料的制備方法，其特征在于所述的醫(yī)用 鎂合金材料的制備方法中鉬為1. 〇wt%-l. 4wt%、鈷為5wt%-7wt%、錳為3. 5wt%-5. 5wt%、鐵為 17wt%-20wt%、鈀為 0? 6 wt%-〇. 8wt%、鈦為 14wt%-18wt%、余量為鎂。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種醫(yī)用鎂合金材料的制備方法，其特征在于所述的醫(yī) 用鎂合金材料的制備方法步驟（2)中升溫速率為50°C /min，升溫至真空熔煉爐內(nèi)溫度為 1KKTC，在此溫度下進(jìn)行高溫真空熔煉，真空熔煉爐內(nèi)壓強(qiáng)為300Pa，真空熔煉的時(shí)間為 3h〇
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種醫(yī)用鎂合金材料的制備方法，其特征在于所述的醫(yī)用 鎂合金材料的制備方法步驟（3)中保持溫度和壓強(qiáng)恒定，再繼續(xù)真空熔煉2h。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種醫(yī)用鎂合金材料的制備方法，其特征在于所述的醫(yī) 用鎂合金材料的制備方法步驟（4)中降溫速率為55°C /min，將真空熔煉爐內(nèi)溫度降低至 655°C時(shí)，保持溫度恒定，時(shí)間為90min。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種醫(yī)用鎂合金材料的制備方法，其特征在于所述的醫(yī)用 鎂合金材料的制備方法步驟（5)中降溫速率為40°C /min。
【文檔編號(hào)】C22C30/00GK104451302SQ201410642383
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】金仲恩, 全春蘭, 張帆 申請(qǐng)人:蘇州蔻美新材料有限公司