[發(fā)明專利]快速凝固和擠壓成型制備醫(yī)用耐腐蝕鎂鋅錳合金的方法

在審

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• 申請日: 2022-03-14
• 公開（公告）號: CN114622109A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設計）人: 余琨;儲鑫;付鎮(zhèn)地;宋覺敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C23/04;B22F3/02;B22F3/10;B22F3/20;B22F9/08
• 代理公司: 長沙瀚頓知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 43223
• 代理人: 吳亮;朱敏

1.一種快速凝固和擠壓成型制備醫(yī)用耐腐蝕鎂鋅錳合金的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1：配制Mg-Zn-Mn合金成分，其中鎂為純度在99.5％以上的鎂錠，鋅的添加量為鎂總量的0.2～2％，錳以Mg-Mn中間合金形式添加，且錳的添加量為鎂總量的0.1～1％；

步驟S2：熔煉，得到鎂合金熔體；

步驟S3：將鎂合金熔體倒入加熱的高純石墨漏包中；

步驟S4：將漏包放置于氣體噴嘴上，鎂合金熔體從漏包的出液孔中流出，被氣體噴嘴產(chǎn)生的高速惰性混合氣體氣流沖散形成霧化顆粒，得到快速凝固的鎂合金粉末；其中氣流流速為300～400m/s；

步驟S5：將快速凝固的鎂合金粉末收集，篩分得到粒度為45～150μm的鎂合金粉末；

步驟S6：將鎂合金粉末依次進行冷等靜壓成型、低溫固相燒結(jié)、擠壓成型工藝，制備得到Mg-Zn-Mn過飽和固溶體單相合金。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速凝固和擠壓成型制備醫(yī)用耐腐蝕鎂鋅錳合金的方法，其特征在于，步驟S2的熔煉工藝包括如下步驟：

步驟S21：將鎂錠熔化，后加入Mg-Mn中間合金，待Mg-Mn中間合金熔化后，將熔體保溫在700℃～750℃，攪拌10～20min，使錳充分與鎂基體中的雜質(zhì)元素發(fā)生反應，形成化合物沉淀；

步驟S22：加入鋅，待鋅熔化后繼續(xù)攪拌10～20min，使鋅與熔融的鎂充分合金化。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速凝固和擠壓成型制備醫(yī)用耐腐蝕鎂鋅錳合金的方法，其特征在于，步驟S3中，漏包底部的出液孔孔徑為2～4mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速凝固和擠壓成型制備醫(yī)用耐腐蝕鎂鋅錳合金的方法，其特征在于，步驟S4中，惰性混合氣體包括按體積百分比計的如下成分：

Ar：50％；CO₂：49％；SF₆：1％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速凝固和擠壓成型制備醫(yī)用耐腐蝕鎂鋅錳合金的方法，其特征在于，步驟S4中，鎂合金液體被氣流沖散后形成的快速凝固霧化顆粒，封閉在充滿惰性氣體的密封罐體中，直至所有鎂合金液體完全被高速惰性混合氣體氣流沖散獲得快速凝固的鎂合金粉末。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速凝固和擠壓成型制備醫(yī)用耐腐蝕鎂鋅錳合金的方法，其特征在于，步驟S6中，冷等靜壓成型工藝為：室溫條件下，壓制壓力為200MPa～400MPa，保持壓力時間為15～60min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速凝固和擠壓成型制備醫(yī)用耐腐蝕鎂鋅錳合金的方法，其特征在于，步驟S6中，低溫固相燒結(jié)工藝為：將冷等靜壓成型后的鎂合金粉末坯料在溫度為250～300℃、壓力為50～100MPa條件下燒結(jié)1～8h，然后保壓降溫至室溫，卸除壓力。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速凝固和擠壓成型制備醫(yī)用耐腐蝕鎂鋅錳合金的方法，其特征在于，步驟S6中，擠壓成型工藝為：將燒結(jié)后的鎂合金錠坯，在250～300℃下進行擠壓，擠壓比控制在8∶1～16∶1之間，獲得擠壓成形的Mg-Zn-Mn過飽和固溶體單相合金。