[發明專利]一種生物醫用β-鈦合金材料及制備方法

無效

• 申請號: 201210410239.7
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN102899528A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 劉會群;易丹青;高頎;李獻民;許艷飛
• 申請（專利權）人: 中南大學;寶鈦集團有限公司
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C1/02;C22F1/18;A61L27/06
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

1.一種生物醫用β-鈦合金材料，其特征在于：其合金成分范圍以質量百分比計為：

Nb?30～40%，

Zr?5～15%，

Sn?1～10%，

O??0.1～0.3%，余量為Ti，各組分質量百分之和為100%。

2.按照權利要求1所述一種高鈮含量的生物醫用β-鈦合金材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：配料

按照各組分的質量百分比計為：(30～40%)Nb-(5～15%)Zr-(1～10%)Sn-(0.1～0.3%)O，余量為Ti進行配料；

步驟二：合金制備

將按照設計的合金成分配制好的配料在液壓機上壓制成電極，再將電極放入真空自耗電弧爐內熔煉2-3次，鑄錠，冷卻至室溫，制得生物醫用β-鈦合金錠；熔煉時爐內真空度大于1.33×10^-2Pa。

3.按照權利要求2所述一種生物醫用β-鈦合金材料的制備方法，其特征在于:Ti是以零級別的海綿Ti和TiO₂的形式加入，Zr是以99.9%海綿Zr形式加入，高熔點元素Nb、易揮發元素Sn以Ti-Nb、Ti-Sn中間合金形式加入，合金中氧的含量通過TiO₂的含量來控制。

4.按照權利要求2所述一種生物醫用β-鈦合金材料的制備方法法，其特征在于:步驟二中，合金熔煉溫度為1600-1700℃，熔煉時間為30-60min。

5.按照權利要求3或4所述一種生物醫用β-鈦合金材料的制備方法，其特征在于:生物醫用β-鈦合金錠放入Ar氣氛的真空爐內進行均勻化退火，均化退火溫度為900-1000℃，時間為8-12小時。

6.按照權利要求5所述一種生物醫用β-鈦合金材料的制備方法，其特征在于:均勻化退火后的生物醫用β-鈦合金錠表面刷涂一層高溫保護涂料，自然風干后，在電阻爐中800-900℃保溫60-90min，然后開坯鍛造，得到鍛坯；所述鍛坯經熱軋或冷軋制備成板材；終鍛溫度控制在800℃以上。

7.按照權利要求6所述一種生物醫用β-鈦合金材料的制備方法，其特征在于:熱軋前，對鍛坯表面刷涂一層高溫保護涂料，熱軋溫度為800-900℃，保溫時間為1-2小時，熱軋總變形量為60-70%。

8.按照權利要求6所述一種生物醫用β-鈦合金材料的制備方法，其特征在于:冷軋總變形量為30%-80%；冷軋板表面刷涂一層高溫保護涂料，于800～900℃進行固溶處理60-90min后水淬，于400-600℃進行時效處理10min～5h后水冷。

9.按照權利要求6、7或8任意一項所述一種生物醫用β-鈦合金材料的制備方法，其特征在于:所述高溫保護涂料為氧化鋁或氮化硼。

10.按照權利要求6、7或8任意一項所述一種生物醫用β-鈦合金材料的制備方法，其特征在于:制備的生物醫用β-鈦合金材料的彈性模量為E=40～68GPa，屈服強度為σ_0.2=580～815MPa，抗拉強度為σ_b=750～1075MPa，伸長率為ε=12～48%，斷面收縮率為：36～65%。