[發(fā)明專利]一種生物醫(yī)用多孔鈦合金及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710018778.9
• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN106756238B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發(fā)明（設計）人: 陳鋒;余新泉;張友法;吁衛(wèi)燕
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C1/08;B22F3/11;B22F1/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種生物醫(yī)用多孔鈦合金的制備方法，其特征在于：所述多孔鈦合金的組份以重量百分比計算為：

Nb：20wt%~22wt%；

Zr： 6wt%~8wt%；

Mo：4wt%~6wt%；

余量為Ti；

其中：所述的多孔鈦合金的孔隙率為19.4~34.3%，孔的直徑d尺寸為：0<d≤150μm，所述多孔鈦合金的的抗壓強度為331~552MPa，彈性模量為10.8~25.4GPa ；

該方法包括以下步驟：

1）、按比例稱取Ti粉、Nb粉、Zr粉、Mo粉、TiH₂粉和ZrH₂粉，其中TiH₂粉和Ti粉的重量比為0.300~0.500，ZrH₂粉與Zr粉的重量比為0.300~0.500；

2）、將步驟1）稱取的粉料置入真空球磨罐中，在三維運動混料機中混料得到混合粉末，之后將混合粉末置于模具中冷壓成生坯；

3）、將步驟2）得到的生坯放入真空氣壓燒結爐中，冷態(tài)抽真空后充入氬氣，調節(jié)燒結爐中壓力為0.10~0.15 MPa，之后升溫至900~1050℃，保溫1.5~3h進行燒結，得到燒結物；

4）燒結完成后，打開真空燒結爐的泄氣閥進行泄壓，待冷卻后取出燒結物，進行固溶處理，得到生物醫(yī)用多孔鈦合金；

其中：步驟4）所述的打開真空燒結爐的泄氣閥進行泄壓，待冷卻后取出燒結物的具體過程為：燒結完成后，將真空燒結爐以0.3~1.0MPa/min的速率，泄壓至泄氣閥預先設定的臨界泄壓值0.15~0.30MPa，使燒結物中的過飽和氫析出，之后關閉電源，在臨界泄壓值不變的條件下，向真空燒結爐內持續(xù)充入氬氣，待爐內溫度以30~50℃/min的速率降低到600~700℃后，完全打開泄氣閥，繼續(xù)向爐內充入氬氣，使爐溫以300~400℃/h的速率冷卻到室溫，取出燒結物。

2.如權利要求1所述的一種生物醫(yī)用多孔鈦合金的制備方法，其特征在于：所述的Ti粉、Nb粉、Zr粉、Mo粉、TiH₂粉和ZrH₂粉的純度均為99.6wt%以上。

3.如權利要求1所述的一種生物醫(yī)用多孔鈦合金的制備方法，其特征在于：所述的Ti粉的粒徑為20~70μm；Nb粉的粒徑為25~50μm；Zr粉的粒徑為10~25μm；Mo粉的粒徑為10~25μm；TiH₂粉的粒徑為10~25μm；ZrH₂粉的粒徑為10~25μm。

4.如權利要求1所述的一種生物醫(yī)用多孔鈦合金的制備方法，其特征在于：步驟2）所述的在三維運動混料機中混料的時長為6~8h，所述的冷壓成生坯的壓力為150~200MPa，所述的生坯的形狀為圓柱體。

5.如權利要求1所述的一種生物醫(yī)用多孔鈦合金的制備方法，其特征在于：步驟3）所述的氬氣的純度為99.990~99.999vol%，所述的升溫的速率為250 ~300℃/h。

6.如權利要求1所述的一種生物醫(yī)用多孔鈦合金的制備方法，其特征在于：步驟4）所述的固溶處理是將燒結物置于石英管中抽真空密封，之后將該真空密封的石英管放置于電阻爐中加熱至850~1000℃，保溫0.5~2h，隨后將石英管與燒結物一起淬入水中，使燒結物的基體組織為β相結構，得到生物醫(yī)用多孔鈦合金。