[發(fā)明專(zhuān)利]提高鈦鋯合金機(jī)械性能的加工工藝、鈦鋯合金及種植牙

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011295748.0
• 申請(qǐng)日: 2020-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112553552B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王小祥;趙雁威
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C22F1/18
• 分類(lèi)號(hào): C22F1/18;C23G1/10;B21C37/00;A61C8/00
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 應(yīng)孔月

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種提高鈦鋯合金機(jī)械性能的加工工藝、鈦鋯合金及種植牙，該加工工藝包括：選擇鋯含量低于設(shè)定閾值的鈦鋯合金作為原始材料；將所述鈦鋯合金進(jìn)行塑性加工成型，成型后進(jìn)行固溶處理；將所述固溶處理后的鈦鋯合金去除表面附著物后，進(jìn)行清洗及干燥處理；使用溫軋的工藝將清洗及干燥處理后的鈦鋯合金進(jìn)行軋制，直至壓下率為90％及以上，或使用溫拔的工藝對(duì)鈦鋯合金進(jìn)行拉絲，直至截面收縮率為90％及以上，其中溫軋和溫拔過(guò)程均在α相區(qū)溫度范圍以?xún)?nèi)進(jìn)行；將溫軋或溫拔后得到的鈦鋯合金進(jìn)行退火處理，獲得符合要求的鈦鋯合金。與現(xiàn)有技術(shù)相比有較好的綜合力學(xué)性能，滿(mǎn)足應(yīng)用要求，尤其是種植牙臨床基礎(chǔ)研究的要求，實(shí)際應(yīng)用前景十分廣闊。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及鈦鋯合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提高鈦鋯合金機(jī)械性能的加工工藝、鈦鋯合金及種植牙。

背景技術(shù)

隨著臨床技術(shù)的發(fā)展，種植體材料已成為生物材料的重要組成部分。鈦和鈦合金被證明具有優(yōu)異的機(jī)械性能、耐腐蝕性和生物相容性，其成為世界上使用最多的牙科植入物。純鈦因其優(yōu)異的性能而成為最早和最廣泛研究的材料。但是，純鈦的機(jī)械強(qiáng)度不夠，限制了其使用壽命。為了彌補(bǔ)其缺陷，研究人員對(duì)各種鈦合金進(jìn)行了研究，尋找性能優(yōu)于純鈦的材料，如Ti-6Al-4V、Ti-Zr、Ti-Mo、Ti-In、Ti-Nb等。研究表明，Zr和Ti屬于同一主族，具有相似的化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，可以形成理想的固溶強(qiáng)化材料。鈦鋯合金在β相區(qū)經(jīng)過(guò)高溫固溶處理后立即轉(zhuǎn)變?yōu)棣?馬氏體。α'馬氏體熱力學(xué)上是很穩(wěn)定的。然而，具有α'馬氏體組織的鈦合金通常具有高強(qiáng)度和低塑性，這阻礙了它們?cè)陬?lèi)似牙科植入物等循環(huán)載荷環(huán)境中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)實(shí)施例的目的是提供一種用于提高種植牙用鈦鋯合金機(jī)械性能的加工工藝，以解決現(xiàn)有鈦鋯合金無(wú)法在循環(huán)載荷環(huán)境中的應(yīng)用的問(wèn)題。

根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的第一方面，提供一種提高鈦鋯合金機(jī)械性能的加工工藝，包括：選擇鋯含量低于設(shè)定閾值的鈦鋯合金作為原始材料；將所述鈦鋯合金進(jìn)行塑性加工成型，成型后進(jìn)行固溶處理；將所述固溶處理后的鈦鋯合金去除表面附著物后，進(jìn)行清洗及干燥處理；使用溫軋的工藝將清洗及干燥處理后的鈦鋯合金進(jìn)行軋制，直至壓下率為90％及以上，或使用溫拔的工藝對(duì)鈦鋯合金進(jìn)行拉絲，直至截面收縮率為90％及以上，其中溫軋和溫拔過(guò)程均在α相區(qū)溫度范圍以?xún)?nèi)進(jìn)行；將溫軋或溫拔后得到的鈦鋯合金進(jìn)行退火處理，獲得符合要求的鈦鋯合金。

優(yōu)選地，所述固溶處理為：爐內(nèi)保溫，在β相區(qū)溫度范圍內(nèi)保溫，冷卻；進(jìn)一步地，溫度在(α+β)/β轉(zhuǎn)變溫度以上10℃-50℃，保溫，冷卻。

優(yōu)選地，所述的清洗所用的清洗液為乙醇溶液，采用超聲波清洗，所述的乙醇溶液的體積濃度為75％-99.5％。

優(yōu)選地，所述的溫軋的工藝為：軋制溫度為α相區(qū)溫度范圍內(nèi)，每次軋制前保溫5-10分鐘，每次的壓下量不超過(guò)厚度的10％，確保鈦鋯合金能順利壓下不開(kāi)裂，直至壓下率為90％及以上；進(jìn)一步地，軋制溫度為700℃以?xún)?nèi)。

優(yōu)選地，所述的溫拔的工藝為：拉拔溫度為α相區(qū)溫度范圍內(nèi)，每次拉拔前保溫5-10分鐘，每次的減徑量不超過(guò)直徑的10％，確保鈦鋯合金能順利拉拔不發(fā)生斷裂，直至截面收縮率為及90％以上；進(jìn)一步地，拉拔溫度為700℃以?xún)?nèi)。

優(yōu)選地，所述退火處理為：爐內(nèi)保溫，在α相區(qū)溫度范圍內(nèi)保溫，冷卻；進(jìn)一步地，溫度為再結(jié)晶溫度以下，保溫，冷卻。

優(yōu)選地，還包括：將退火處理后的鈦鋯合金用機(jī)械方法處理表面，酸洗后用清洗液清洗。

優(yōu)選地，所述的酸洗所用的酸洗液為體積比為HF:HNO₃:H₂O＝(1-3)：(3-5)：(12-16)的混合溶液，上述溶液純度均為分析純。

根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的第二方面，提供一種鈦鋯合金，通過(guò)第一方面所述的加工工藝加工獲得。