[發(fā)明專利]一種原位合成氧化物彌散強(qiáng)化CoCrW合金及其制備方法

有效

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• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112322921B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李克峰;毛新華;施麒;劉辛
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省科學(xué)院新材料研究所
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C1/10;B22F10/28;C22C19/07;C22C32/00;B22F5/00;A61C13/083;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 莫瑤江

本發(fā)明提供了一種原位合成氧化物彌散強(qiáng)化CoCrW合金的制備方法，包括以下步驟：將CoCrW合金粉末在惰性氣體氛圍中進(jìn)行激光融化處理得到原位合成氧化物彌散強(qiáng)化CoCrW合金，氣體氛圍中的氧氣含量為200～2000ppm，CoCrW合金粉末中含有Si元素，CoCrW合金粉末中的Si元素的重量含量為0.1％～2％。本發(fā)明的制備方法通過選區(qū)激光熔化技術(shù)，在CoCrW合金中原位合成球形/近球形納米氧化物彌散沉淀相，該相為非晶態(tài)，因此與CoCrW合金基體的界面無晶格適配問題，界面過渡層結(jié)合緊密。本發(fā)明的原位合成氧化物彌散強(qiáng)化CoCrW合金內(nèi)大量均勻分布有氧化物彌散沉淀相，氧化物彌散沉淀相的存在顯著提高了CoCrW合金與陶瓷的結(jié)合能力，避免了裂紋和“崩瓷”現(xiàn)象，延長了烤瓷牙使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光增材制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種原位合成氧化物彌散強(qiáng)化CoCrW合金及其制備方法。

背景技術(shù)

Co-Cr合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能、抗腐蝕性能、耐磨性能和生物兼容性，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其是牙科修復(fù)體。傳統(tǒng)CoCr合金牙科修復(fù)體生產(chǎn)技術(shù)主要是熔模鑄造技術(shù)和切削加工技術(shù)。兩種技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)：熔模鑄造技術(shù)部分流程需要人工完成，效率低，質(zhì)量不穩(wěn)定；切削加工材料浪費(fèi)、復(fù)雜形狀加工受限。隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，激光選區(qū)熔化技術(shù)逐漸應(yīng)用到牙科修復(fù)體生產(chǎn)中，完全克服了上述傳統(tǒng)技術(shù)的缺點(diǎn)，受到市場歡迎。

不論是傳統(tǒng)技術(shù)還是3D打印技術(shù)生產(chǎn)的Co-Cr合金牙科修復(fù)體，都需要進(jìn)行“烤瓷”，即烤瓷熔附金屬全冠，是將生產(chǎn)完成的金屬修復(fù)體表面高溫貼合一層陶瓷。烤瓷牙的顏色和天然的牙齒很接近，可以起到美化口腔的效果，因而是目前臨床使用最多的全冠修復(fù)體。然而金屬與陶瓷熱膨脹系數(shù)、彈性模量等物理性質(zhì)差別較大，金-瓷結(jié)合界面長期使用會出現(xiàn)裂紋，造成“崩瓷”現(xiàn)象，甚至造成對頜牙的磨損。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處而提供一種原位合成氧化物彌散強(qiáng)化CoCrW合金及其制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種原位合成氧化物彌散強(qiáng)化CoCrW合金的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將CoCrW合金粉末在惰性氣體氛圍中進(jìn)行激光融化處理得到原位合成氧化物彌散強(qiáng)化CoCrW合金，所述惰性氣體氛圍中的氧氣含量為200～2000ppm，所述CoCrW合金粉末中含有Si元素，所述CoCrW合金粉末中的Si元素的重量含量為0.1％～2％。

上述原位合成氧化物彌散強(qiáng)化CoCrW合金的制備方法通過選區(qū)激光熔化技術(shù)，在CoCrW合金中原位合成球形/近球形納米氧化物彌散沉淀相，該相為非晶態(tài)，因此與CoCrW合金基體的界面無晶格適配問題，界面過渡層結(jié)合緊密，由于上述制備方法獲得的原位合成氧化物彌散強(qiáng)化CoCrW合金內(nèi)大量均勻分布有氧化物彌散沉淀相，將陶瓷熔附原位合成氧化物彌散強(qiáng)化CoCrW合金(烤瓷)過程中，由于氧化物彌散沉淀相的存在將顯著提高原位合成氧化物彌散強(qiáng)化CoCrW合金與陶瓷的結(jié)合能力，避免了裂紋和“崩瓷”現(xiàn)象，延長了烤瓷牙使用壽命。

優(yōu)選地，所述惰性氣體氛圍中的氧氣含量為1000～2000ppm。

發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)惰性氣體氛圍中的氧氣含量為1000～2000ppm時，制備獲得的原位合成氧化物彌散強(qiáng)化CoCrW合金中的氧化物彌散沉淀相密度更大，彌散沉淀相的粒度更均勻，使得原位合成氧化物彌散強(qiáng)化CoCrW合金的結(jié)合能力與陶瓷的結(jié)合能力更強(qiáng)。

優(yōu)選地，所述惰性氣體氛圍中的氧氣含量為1500～1800ppm。

發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)惰性氣體氛圍中的氧氣含量為1500～2000ppm時，制備獲得的原位合成氧化物彌散強(qiáng)化CoCrW合金中的氧化物彌散沉淀相密度更大，彌散沉淀相的粒度更均勻，使得原位合成氧化物彌散強(qiáng)化CoCrW合金的結(jié)合能力與陶瓷的結(jié)合能力更強(qiáng)。

優(yōu)選地，所述CoCrW合金粉末中的Si元素的重量含量為1％～1.5％。