[發(fā)明專利]一種作為植入材料的鎂合金絲材的制備方法

有效

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• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN114074129B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發(fā)明（設計）人: 馬政;譚麗麗;楊柯;高明
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: B21C23/08
• 分類號: B21C23/08;B21C1/18;C22C23/04;C22C23/06;C22C1/03;C22F1/06
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發(fā)明涉及金屬材料鎂合金的制備技術領域，特別提供一種作為植入材料的鎂合金絲材的制備方法。該方法通過熔煉獲得特定成分的鎂合金鑄錠，接著通過擠壓將鑄錠加工成棒材，然后將棒材通過拉拔的方式獲得特定尺寸的鎂合金絲材。本發(fā)明通過雙向拉拔，即拉拔過程中每一道次均改變絲材的拉拔方向，在保持原單向拉拔過程中細化晶粒等有利因素下，通過雙向拉拔調控織構類型，可提高鎂合金的塑性及耐蝕性，獲得更符合生物材料的性能要求的醫(yī)療器械。

技術領域

本發(fā)明涉及金屬材料鎂合金的制備技術領域，特別提供一種作為植入材料的鎂合金絲材的制備方法。

背景技術

近年來，消化道癌癥逐漸成為發(fā)病率和致死率較高的癌癥之一，消化道重建術是去除病變組織的有效方法，在消化道重建術中，機械吻合的使用可以實現(xiàn)醫(yī)療手段的標準化，減少術后并發(fā)癥的發(fā)生。鎂合金由于具有良好的力學性能和生物相容性，在植入后可以通過降解被人體代謝吸收，避免二次取出手術，作為吻合釘使用具有非常大的應用潛力。

作為生物醫(yī)用材料，鎂合金應該具有較好的強度，塑性以及耐蝕性以保證在服役階段可以提供足夠的力學支撐作用。目前市面上常見的吻合釘多為直徑0.2～0.3mm之間的絲材，拉拔作為傳統(tǒng)的加工方式，是絲材制備的常用手段。但由于鎂合金具有密排六方的晶體結構，開動的滑移系有限。而且，在拉拔過程中，晶粒細化、加工硬化以及材料中的硬取向經(jīng)常導致拉拔態(tài)的材料具有高強度低塑性的特點，拉拔過程中經(jīng)常出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象。基于上述背景，如果能開發(fā)一種新型的加工方式，使之不僅具有較高的加工效率，而且可以提高材料的塑性和耐蝕性，將有助于鎂合金在生物醫(yī)用領域的進一步發(fā)展和應用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種作為植入材料的鎂合金絲材的制備方法，解決鎂合金絲材由于拉拔過程中嚴重的加工硬化以及一系列的組織演變，最終材料的塑性耐蝕性受到影響，影響材料的加工性能以及作為生物醫(yī)用材料的使用等問題。

本發(fā)明的技術方案是：

一種作為植入材料的鎂合金絲材的制備方法，包括如下操作步驟：

(1)在SF₆和CO₂的保護作用下，將純鎂、純鋅以及鎂釹合金按比例熔煉成液態(tài)金屬，攪拌均勻，靜置后去除表面熔渣形成合金溶液，將合金溶液澆鑄成鑄錠；

(2)將步驟(1)中的鑄錠均勻化熱處理，熱處理溫度為200～500℃，保溫時間為2～12h；

(3)將擠壓模具和步驟(2)中均勻化熱處理后的鑄錠預熱，預熱溫度250～400℃，保溫時間為1～2h，通過擠壓加工成直徑5～8mm、長500～2000mm的鎂合金棒材；

(4)將步驟(3)中的鎂合金棒材進行多道次拉拔加工成絲材，即每道次拉拔后將棒材繞橫截面旋轉180°后再進行下一道次的雙向拉拔；拉拔過程中配合退火熱處理，熱處理溫度為250～350℃，保溫時間為10～60min，單道次變形量為6～9％，拉拔速度在0.01～0.05m/s。

所述的作為植入材料的鎂合金絲材的制備方法，步驟(1)中，按重量百分比計，鎂合金的成分及含量如下：Zn 0.2％～2.5％，Nd 0.2％～2.5％，Mg余量。

所述的作為植入材料的鎂合金絲材的制備方法，步驟(1)中，SF₆和CO₂混合氣體作為保護性氣氛，按體積百分比計，CO₂的含量為99.5％，SF₆的含量為0.5％。

本發(fā)明的設計思想是：

針對傳統(tǒng)拉拔過程中由于加工硬化以及鎂合金滑移系有限，最終導致材料的塑性以及耐蝕性降低，難以滿足在愈合前作為植入材料提供足夠的力學支撐作用等問題。本發(fā)明通過不斷改變材料的拉拔方向，改變材料在拉拔過程中的受力方向，調控織構的變化，通過改變傳統(tǒng)拉拔工藝提高材料的塑性和耐蝕性，使材料在具有良好的成型性能的同時又能在植入后提供充分的力學支撐作用。