[發明專利]一種可降解生物醫用Zn-Al-Mg-Nd鋅合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201911098891.8
• 申請日: 2019-11-11
• 公開（公告）號: CN110669962B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 劉洋;劉志偉;王興;朱戴博;李筱萱;華倩;鄧晶晶;莊玉春;胡西艷;趙志雅
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C22C18/04
• 分類號: C22C18/04;C22C1/03;B22D23/00;C22F1/16;C22F1/02;C23G1/02;B21C23/00;B21C23/08
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.一種可降解生物醫用Zn-Al-Mg-Nd鋅合金的制備方法，其特征在于一種可降解生物醫用Zn-Al-Mg-Nd鋅合金按照元素質量分數由Al：1％～4％、Mg：0.1％～1％、Nd：0.05％～2％、雜質元素之和≤0.43％和余量Zn制備而成，制備方法是按以下步驟完成的：

一、真空熔煉：

①、稱料：

按照元素質量分數Al：1％～4％、Mg：0.1％～1％、Nd：0.05％～2％、雜質元素之和≤0.43％和余量Zn稱取純Zn錠、Mg-Nd中間合金、Al-Mg中間合金和純Mg錠；

②、將石墨坩堝在溫度為190℃～210℃下預熱20min～40min，熔煉前使用氬氣清洗石墨坩堝的爐膛；

③、將石墨坩堝加熱至410℃～430℃，再抽真空至3×10^-3Pa，將稱取的純Zn錠放入石墨坩堝中，再將石墨坩堝加熱至溫度為450℃～470℃，再在溫度為450℃～470℃下保溫30min；

④、將稱取的Mg-Nd中間合金、Al-Mg中間合金和純Mg錠加入到溫度為450℃～470℃的石墨坩堝中，再將石墨坩堝的溫度加熱至810℃～830℃，再在溫度為810℃～830℃下保溫50min～70min，得到金屬熔體；

⑤、在攪拌速度為50r/min下攪拌金屬熔液10min，得到合金成分均勻分布的Zn-Al-Mg-Nd合金熔體；

⑥、向石墨坩堝中通入0.5個大氣壓的氬氣作為保護氣體；

二、噴射沉積制坯：

①、使噴射沉積裝置的沉積室處于10²Pa的真空低壓環境中，向沉積室中循環通入0.1Pa～0.5Pa氬氣；

②、使合金成分均勻分布的Zn-Al-Mg-Nd合金熔體通過噴射沉積裝置的霧化裝置，以金屬液滴形式噴射至轉速為10r/min～300r/min且帶水冷的噴射沉積裝置的基底圓盤上；

③、使帶水冷的噴射沉積裝置的基底圓盤在轉速為10r/min～300r/min下勻速轉動，得到直徑為12mm～20mm的Zn-Al-Mg-Nd合金圓鑄錠；

三、熱擠壓：

將直徑為12mm～20mm的Zn-Al-Mg-Nd合金圓鑄錠加熱至250℃～350℃，再在擠壓比為40～70、擠壓溫度為250℃～350℃和擠壓速率為0.5m/min～2m/min的條件下進行熱擠壓，得到直徑為3mm～5mm，壁厚為0.5mm～0.8mm的Zn-Al-Mg-Nd合金毛細管；

四、熱處理：

將直徑為3mm～5mm，壁厚為0.5mm～0.8mm的Zn-Al-Mg-Nd合金毛細管置于氬氣氣氛中，在溫度為150℃～300℃下熱處理1h～4h，得到熱處理后的Zn-Al-Mg-Nd合金毛細管；

五、酸洗與拋光：

首先將熱處理后的Zn-Al-Mg-Nd合金毛細管放入酸洗液中進行酸洗5min～30min，然后取出后依次使用去離子水和無水乙醇分別超聲清洗5min～10min，最后放入管式拋光機中拋光，得到去除表面氧化層的Zn-Al-Mg-Nd合金毛細管；

六、拉拔定尺：

將去除表面氧化層的Zn-Al-Mg-Nd合金毛細管放入聯合拉拔機冷拔，得到直徑為1.5mm～3.5mm、壁厚為0.2mm～0.3mm的Zn-Al-Mg-Nd合金毛細管；

七、磨光：

對直徑為1.5mm～3.5mm、壁厚為0.2mm～0.3mm的Zn-Al-Mg-Nd合金毛細管進行磨光加工，得到表面光滑的Zn-Al-Mg-Nd合金毛細管；

八、裁剪包裝：

將表面光滑的Zn-Al-Mg-Nd合金毛細管通過校直切斷機裁剪成所需長度，得到可降解生物醫用Zn-Al-Mg-Nd鋅合金，即完成一種可降解生物醫用Zn-Al-Mg-Nd鋅合金的制備方法。

2.根據權利要求1所述的一種可降解生物醫用Zn-Al-Mg-Nd鋅合金的制備方法，其特征在于一種可降解生物醫用Zn-Al-Mg-Nd鋅合金按照元素質量分數由Al：1％～2％、Mg：0.1％～0.5％、Nd：0.05％～0.15％、雜質元素之和≤0.43％和余量Zn制備而成。