[發明專利]一種醫用鈷基合金導向針材料及制備方法

在審

• 申請號: 202010948795.4
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112111672A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 尹權豐
• 申請（專利權）人: 沈陽中核艦航特材科技有限公司
• 主分類號: C22C19/07
• 分類號: C22C19/07;C22C1/03;C22C27/06;C22F1/02;C22F1/10;C21D9/00;A61L31/02
• 代理公司: 亳州速誠知識產權代理事務所(普通合伙) 34157
• 代理人: 張輝

本發明涉及生物醫療金屬材料制品技術領域，尤其為一種醫用鈷基合金導向針材料及制備方法，包括高純度金屬鉻塊，把高純度金屬鉻塊、高純度金屬鉬條和純稀土放入熔煉料箱中，然后依次進行封爐門、抽真空、抽高真空、放料開始熔化、邊熔化邊投料、鑄錠冷卻、將高純度電解鈷、高純度金屬鉻塊、鉻鉬中間合金，分層次加入爐中，關閉爐門抽真空，在大噸位模鍛機上模鍛開坯，旋鍛合金成材棒模光加工，根據導針規格下料交機械加工工序進行數控自動加工，經過拋光處理，表面消毒，包裝入庫，本發明中，采用以鉻鉬中間合金加入鉬，同時制造鉻鉬中間合金過程中加入能夠細化晶粒的微量稀土元素，從而有效的保證醫用鈷基合金導向針材料的質量。

技術領域

本發明涉及生物醫療金屬材料制品技術領域，具體為一種醫用鈷基合金導向針材料及制備方法。

背景技術

醫用鈷基材料是制造人體承受苛刻載荷，耐磨性要求高的長期植入件的最主要合金。在髖關節，膝關節等人工關節制造中大量應用。也是使用歷史較早的生物醫用材料之一。早期以鑄造和粉末冶金方法制造人工關節較多，近年來鍛造的CoCrMo和CoCrNiMo也顯示出較好的使用性能。

醫用鈷基合金的優異性能源于鈷基體的晶體學特征，鉻和鉬的固溶強化效應，形成碳化物硬化相似及鉻產生的抗腐蝕性。鈷基合金由于相變自由能較低，通過合金成分的微調整和塑性加工，可以使合金得到復相組織，從而提高力學性能。醫用導向針和骨針，屬于細長產品，受力復雜，不僅需要有較高強度和耐磨性，更要有良好的塑性和彈性和較好的加工性能。傳統的鈷鉻鉬合金硬度大，隨著強度上升塑性下降太大，鈷鉻鉬合金鑄錠的熔煉，國內外是真空感應爐熔煉為主，使用堿性氧化物坩堝或中性坩堝，不可避免地受坩堝材料的污染影響，雜質成分不易控制。另一方面，鈷鉻鉬合金中鉬的熔點較高（2820℃）容易產生熔化不完全而夾雜，嚴重影響鑄錠質量，因此，針對上述問題提出一種醫用鈷基合金導向針材料及制備方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種醫用鈷基合金導向針材料及制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種醫用鈷基合金導向針材料，包括高純度金屬鉻塊、高純度金屬鉬條和純稀土，將高純度金屬鉻塊、高純度金屬鉬條和純稀土進行制備處理。

一種醫用鈷基合金導向針材料其制備方法，包括以下步驟：

步驟一：鉻鉬中間合金生產：鉻鉬中間合金熔鑄：把高純度金屬鉻塊、高純度金屬鉬條和純稀土放入熔煉料箱中，然后依次進行封爐門、抽真空、抽高真空、放料開始熔化、邊熔化邊投料、鑄錠冷卻、鑄錠室溫破真空出爐等過程加工，然后鉻鉬中間合金鑄錠取樣分析化學成分后，采用車削或刨削的方法破碎，裝桶備用；

步驟二：CoCrMo合金鑄錠生產：采用的水冷銅坩堝真空感應爐進行生產處理，將高純度電解鈷、高純度金屬鉻塊、鉻鉬中間合金，按設計成分稱重，然后進行混伴均勻，分層次加入爐中，關閉爐門抽真空，真空度達到3Pa以下時送電，大電流熔化爐料，爐料全部熔化后，減電流到熔化時電流的60%左右，開始精煉金屬液，除氣；每10分鐘降熔煉電流，梯次降低到熔化電流30%左右，精煉時間控制在30-45分鐘之間；調整金屬液溫度至合適溫度鑄入到鑄錠模具里凝固冷卻；鑄錠冷卻至室溫，破真空打開爐門，取出鑄錠；鑄錠取樣分析化學成分，鑄錠表面車削扒皮，去除冒口；

步驟三：鈷鉻鉬合金超細棒制造：在大噸位模鍛機上模鍛開坯，電爐加熱，加熱溫度1150-1250℃，保溫時間0.5小時以上；道次鍛造變形率20%以下，需反復加熱，鍛造，模鍛至直徑Φ20左右作為下一道工藝的毛坯，檢查修磨；然后使用企業自主制造的熱旋鍛機進行精鍛加工，經過多道次旋鍛加工，成品材為Φ2.0mm-3.0mm的超細直棒，然后真空退火爐退火，溫度750-980℃；

步驟四：鈷鉻鉬合金導向針制造：旋鍛合金成材棒模光加工，經過探傷檢查，根據導針規格下料交機械加工工序進行數控自動加工，經過拋光處理，表面消毒，包裝入庫。