[發明專利]一種可降解高強韌耐蝕生物醫用鎂合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201510991645.0
• 申請日: 2015-12-28
• 公開（公告）號: CN105401033B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 劉燕萍;許春香;張金山;宗喜梅;楊文甫;閻佩雯;聶凱波;潘少鵬;程偉麗;王文先
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C22C23/00
• 分類號: C22C23/00;C22C1/03;C22F1/06;A61L27/04;A61L27/58;A61L27/50;A61L31/02;A61L31/14
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司14101
• 代理人: 申艷玲

1.一種可降解的高強韌耐蝕生物醫用鎂合金，其特征在于，由以下質量百分比的元素組成：Sn 4.00~7.00%，Ca 0.50~5.00%，Zr 0.30~0.70%，其余為Mg和不可避免的雜質元素；

所述可降解的高強韌耐蝕生物醫用鎂合金的制備方法，包括以下步驟：

第一步：熔煉

（1）按所述比例稱取以下原料：Mg，Sn，Mg-30wt.%Ca，Mg-30wt.%Zr；

（2）首先將純Mg、純Sn、 Mg-Ca、Mg-Zr中間合金預熱到 200~220℃；

（3）然后將純鎂放入有SF₆ /CO₂氣體保護的井式電阻坩堝爐中熔化，待Mg錠熔化后，在 680~700℃加入純Sn；

（4）當鎂基熔液溫度達到 720~740℃后，將 Mg-Ca 中間合金直接加入到鎂基熔液中；

（5）待Mg-Ca中間合金熔化后，將鎂基熔液溫度回升至 760~780℃時再加入 Mg-Zr 中間合金，待 Mg-Zr 中間合金熔化后撇去表面浮渣，攪拌 2~3 min；

（6）再將鎂基熔液溫度升至 780~800℃，保溫 20~30 min，然后降溫至 730~750℃，不斷電精煉 8~10 min，精煉后升溫到750~780℃靜置 25~40 min；

（7）靜置后鎂基熔液冷卻至710~720℃后撇去表面浮渣澆入預熱溫度為200~210℃的鑄鐵模具中，即得到Mg-Sn-Ca-Zr鎂合金鑄錠；

第二步：均勻化處理

將第一步所得Mg-Sn-Ca-Zr鎂合金鑄錠進行均勻化處理，工藝條件為：加熱溫度為450~500℃，保溫時間為8~10h， 冷卻方式為60~70℃水淬；

第三步：熱擠壓變形

將第二步處理以后的鑄錠清理打磨，得到表面光滑、無夾雜、無突兀和凹陷的擠壓坯料，擠壓設備選取300T立式擠壓機，擠壓分兩步進行，最后獲得直徑為10~20mm的棒材；第一次擠壓工藝參數為：擠壓溫度為350~450℃，擠壓比為8~16，壓頭移動速度為1~2mm/s；第二次擠壓工藝參數為：擠壓溫度為300~400℃，擠壓比為16~20，壓頭移動速度為1~2mm/s；棒材出口處冷卻方式為空冷。

2.根據權利要求1所述的可降解的高強韌耐蝕生物醫用鎂合金，其特征在于，所述的雜質元素包括Fe、 Ni、 Al 、Cu，按質量百分比計，每種含量不超過0.1%，總量不超過0.4%。

3.根據權利要求1所述的可降解的高強韌耐蝕生物醫用鎂合金，其特征在于，所述的鎂合金產品在鎂基體上彌散分布著Mg₂Sn、CaMgSn、Mg₂Ca第二相。

4.根據權利要求1所述的可降解的高強韌耐蝕生物醫用鎂合金，其特征在于，所述鎂合金的性能參數為：

擠壓態合金的平均晶粒尺寸為：2~5μm，抗拉強度為300~320MPa，屈服強度為250~280MPa，伸長率為20~25%；按照ASTMG31-72的浸泡標準，擠壓態合金在37±0.5℃的動態模擬體液SBF中的平均腐蝕速率為0.10~0.20 mm/a。

5.根據權利要求1所述的可降解的高強韌耐蝕生物醫用鎂合金，其特征在于：所述原材料的純度分別為： Mg的純度>99.99wt.%， Sn的純度>99.99wt.%， Mg-30wt.%Ca的純度>99.95wt.%，Mg-30wt.%Zr 的純度 > 99.95wt.%。