[發明專利]鎂合金、其生產方法及其用途

有效

• 申請號: 201380022714.6
• 申請日: 2013-06-20
• 公開（公告）號: CN104284993B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: H·米勒;P·烏戈維澤爾;J·洛夫勒
• 申請（專利權）人: 百多力股份公司
• 主分類號: C22C23/04
• 分類號: C22C23/04;C22F1/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 王海寧

本專利申請涉及鎂合金，并且涉及其生產方法以及涉及其用途。

已知鎂合金的特性由合金元素和雜質的類型和量以及生產條件明確地限定。合金元素和雜質對鎂合金特性的影響是本領域技術人員長時間來已知的并且闡明了確定二元或三元鎂合金的特性其作為植入物材料的用途的復雜性質。

最常用于鎂的合金元素是鋁，由于固溶體和沉淀硬化以及細晶粒形成導致增加的拉伸強度，但是也導致了微孔性。此外，在熔體中鋁將鐵沉淀界限朝向顯著更低的鐵含量移動，在該鐵含量處鐵顆粒沉淀或與其他元素一起形成金屬間顆粒。鎂合金中不希望的伴生元素包括鐵、鎳、鈷和銅，這些元素由于其正電的性質引起了腐蝕傾向的顯著增加。

在所有鎂鑄造合金中可以發現錳并且以AlMnFe沉淀的形式結合鐵，由此降低了局部元素的形成。另一方面，錳不能結合所有的鐵，并且因此剩余的鐵和剩余的錳總是留在熔體中。

硅降低了可鑄造性和粘度，并且隨著Si含量升高，預期了一種惡化的腐蝕行為。鐵、錳和硅具有非常高的形成金屬間相的傾向。

這種相的電化學電勢非常高并且因此可以作為控制合金基質的腐蝕的陰極。

作為固溶體硬化的結果，鋅改進機械性能并且導致晶粒細化，然而它還導致在二元Mg-Zn和三元Mg-Al-Zn合金中以按重量計1.5至2％的含量開始的具有傾向于熱裂化的微孔性。

由鋯形成的合金添加物提高拉伸強度而沒有降低膨脹并且導致晶粒細化，但是還導致對動態重結晶的嚴重損害，這在重結晶溫度的提高中得到證明并且因此要求高能量消耗。此外，鋯不能添加到含鋁和硅的熔體中，因為損失晶粒細化作用。

稀土例如Lu、Er、Ho、Th、Sc和In均表現出類似的化學行為并且形成在二元相圖的富含鎂側上具有部分溶解度的低共熔系統，以便沉淀硬化是有可能的。

已知的是另外的合金元素連同雜質的添加引起二元鎂合金中形成不同的金屬間相。例如，在晶界上形成的金屬間相Mg17Al12是脆性的并且限制了延展性。與鎂基質相比，該金屬間相更惰性并且能夠形成局部電池(local element)，由此腐蝕行為惡化。

除了這些影響因素之外，鎂合金的特性還決定性地取決于冶金生產條件。當通過合金化加入合金元素時，常規的澆鑄方法自動引入雜質。因此現有技術(US 5,055,254 A)對鎂澆鑄合金中的雜質限定容許限度，例如，該限度對于包含約按重量計8％至9.5％的Al和按重量計0.45％至0.9％的Zn的鎂-鋁-鋅合金，提及容許限度是按重量計0.0015％至0.0024％的Fe、按重量計0.0010％的Ni、按重量計0.0010％至0.0024％的Cu以及按重量計不小于0.15％至0.5％的Mn。

在許多已知文獻中提及鎂及其合金中雜質的容許限度以及生產條件并且如下以按重量計％列出：