一種骨科合金材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種骨科合金材料及其制備方法，所述的合金材料包括Ti 5.5wt%?11wt%、Mg2.0wt%?3.8wt%、Co0.5wt%?1.0wt%、Cr0.3wt%?0.8wt%、Sr0.1wt%?0.3wt%、Sc0.2wt%?0.4wt%、Nb0.2wt%?0.6wt%、V0.1wt%?0.3wt%、C3.2wt%?6.5wt%、余量為Fe；制備方法包括以下步驟：（1）將以上的成分進(jìn)行充分的混料；（2）將步驟（1）混料后的金屬材料投入真空熔煉爐中，升高溫度進(jìn)行真空熔煉，真空熔煉后熱壓為合金錠，將合金錠冷卻，冷卻后為制備的骨科合金材料。
【專利說(shuō)明】
一種骨科合金材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于合金新材料領(lǐng)域，涉及一種骨科合金材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]骨科內(nèi)固定材料是許多骨折病人手術(shù)時(shí)需要用到的手術(shù)器材。目前在臨床上應(yīng)用的傳統(tǒng)骨科內(nèi)固定材料主要有不銹鋼系列、鈷鉻鉬合金、鈦和鈦合金等，這些都是永久性植入材料。不銹鋼系列均為奧氏體的鐵基合金。以?shī)W氏體不銹鋼為基礎(chǔ)，再加入鈦元素，使材料具有較高的抗腐蝕性能。加入了鉬元素，并相應(yīng)地減少硫、磷等雜質(zhì)，從而提高了材料的硬度和耐腐蝕性。鎳在不銹鋼中的主要性能是防銹、抗腐蝕、提高材料的韌性。用于骨科合金的基礎(chǔ)材料還需要具備優(yōu)良的抗壓強(qiáng)度和抗拉伸強(qiáng)度。
[0003]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]要解決的技術(shù)問(wèn)題:骨科合金在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的用途非常廣泛，本發(fā)明的目的是公開(kāi)一種具有優(yōu)良的抗沖擊性能和抗壓強(qiáng)度的骨科合金材料及其制備方法，提高骨科合金材料的穩(wěn)定性。
[0005]技術(shù)方案:為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種骨科合金材料，所述的骨科合金材料包括下述重量百分比的成分:
Ti5.5wt%_llwt%、
Mg2.0wt%-3.8wt%、
Co0.5wt%-1.0wt%、
Cr0.3wt%-0.8wt%、
Sr0.lwt%-0.3wt%、
Sc0.2wt%_0.4wt%、
Nb0.2wt%-0.6wt%、
V0.lwt%-0.3wt%、
C3.2wt%-6.5wt%、
余量為
[0006]優(yōu)選的，所述的骨科合金材料包括下述重量百分比的成分:
Ti7.5wt%_10wt%、
Mg2.5wt%-3.5wt%、
Co0.6wt%-0.9wt%、
Cr0.4wt%-0.7wt%、
Sr0.2wt%-0.3wt%、
Sc0.2wt%-0.3wt%、
Nb0.3wt%-0.5wt%、 V0.lwt%-0.2wt%、
C3.7wt%-5.5wt%、
余量為Fe。
[0007]一種骨科合金材料的制備方法，包括以下步驟:
(I )按以下重量百分比分別取下述原料Ti 5.5wt%-l lwt%、Mg2.0wt%-3.8wt%、Co0.5wt%-l.0wt%、Cr0.3wt%-0.8wt%、Sr0.lwt%-0.3wt%、Sc0.2wt%-0.4wt%、Nb0.2wt%-0.6wt%、V0.lwt%-0.3wt%、C3.2wt%-6.5wt%、余量為Fe，將以上的成分進(jìn)行充分的混料；
(2)將步驟(I)混料后的金屬材料投入真空熔煉爐中，升高溫度進(jìn)行真空熔煉，升溫速率為30-50 °C/min，先升高至真空熔煉溫度為1010-1050 °C，熔煉2-3h，再保持升溫速率不變升高至1550-1690°C，熔煉2-3h，真空熔煉后熱壓為合金錠，將合金錠冷卻，冷卻后為制備的骨科合金材料。
[0008]優(yōu)選的，所述的一種骨科合金材料的制備方法，所述的步驟(2)中升溫速率為400C/min0
[0009]優(yōu)選的，所述的一種骨科合金材料的制備方法，所述的步驟(2)中先升高至真空熔煉溫度為1030°C，熔煉3h。
[0010]優(yōu)選的，所述的一種骨科合金材料的制備方法，所述的步驟(2)中再保持升溫速率不變升高至1610°C，熔煉2h。
[0011]有益效果:本發(fā)明制備的骨科合金材料制備工藝較為簡(jiǎn)單，并且制備得到的骨科合金材料也具備了優(yōu)良的抗沖擊和抗壓的性能，克服了常規(guī)的骨科合金的缺陷，用于一些人工關(guān)節(jié)、骨科替代性材料中具有非常好的前景。
[0012]
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1
(1)按以下重量百分比分別取下述原料Ti5.5wt%、Mg3.8wt%、Col.0wt%、Cr0.3wt%、Sr0.3wt%、Sc0.2wt%、Nb0.2wt%、V0.3wt%、C6.5wt%、余量為Fe，將以上的成分進(jìn)行充分的混料；
(2)將步驟(I)混料后的金屬材料投入真空熔煉爐中，升高溫度進(jìn)行真空熔煉，升溫速率為50°C/min，先升高至真空熔煉溫度為1050°C，熔煉3h，再保持升溫速率不變升高至1550°C，熔煉2h，真空熔煉后熱壓為合金錠，將合金錠冷卻，冷卻后為制備的骨科合金材料。
[0014]實(shí)施例1制備的骨科合金材料的抗壓強(qiáng)度為799MPa，拉伸強(qiáng)度為645MPa，沖擊韌性為18.6J/cm2。
[0015]實(shí)施例2
(1)按以下重量百分比分別取下述原料Tillwt%、Mg2.0wt%、Co0.5wt%、Cr0.8wt%、Sr0.lwt%、Sc0.4wt%、Nb0.6wt%、V0.lwt%、C3.2wt%、余量為Fe，將以上的成分進(jìn)行充分的混料；
(2)將步驟(I)混料后的金屬材料投入真空熔煉爐中，升高溫度進(jìn)行真空熔煉，升溫速率為30°C/min，先升高至真空熔煉溫度為1010°C，熔煉2h，再保持升溫速率不變升高至1690°C，熔煉3h，真空熔煉后熱壓為合金錠，將合金錠冷卻，冷卻后為制備的骨科合金材料。
[0016]實(shí)施例2制備的骨科合金材料的抗壓強(qiáng)度為786MPa，拉伸強(qiáng)度為639MPa，沖擊韌性為17.9J/cm20
[0017]實(shí)施例3
(1)按以下重量百分比分別取下述原料Ti10wt%、Mg3.5wt%、Co0.6wt%、Cr0.7wt%、Sr0.3wt%、Sc0.2wt%、Nb0.3wt%、V0.2wt%、C5.5wt%、余量為 Fe，將以上的成分進(jìn)行充分的混料；
(2)將步驟(I)混料后的金屬材料投入真空熔煉爐中，升高溫度進(jìn)行真空熔煉，升溫速率為50°C/min，先升高至真空熔煉溫度為1050°C，熔煉3h，再保持升溫速率不變升高至1550°C，熔煉2h，真空熔煉后熱壓為合金錠，將合金錠冷卻，冷卻后為制備的骨科合金材料。
[0018]實(shí)施例3制備的骨科合金材料的抗壓強(qiáng)度為805MPa，拉伸強(qiáng)度為652MPa，沖擊韌性為18.9J/cm2。
[0019]實(shí)施例4
(1)按以下重量百分比分別取下述原料Ti7.5wt%、Mg2.5wt%、Co0.9wt%、Cr0.4wt%、Sr0.2wt%、Sc0.3wt%、Nb0.5wt%、V0.lwt%、C3.7wt%、余量為Fe，將以上的成分進(jìn)行充分的混料；
(2)將步驟(I)混料后的金屬材料投入真空熔煉爐中，升高溫度進(jìn)行真空熔煉，升溫速率為30°C/min，先升高至真空熔煉溫度為1010°C，熔煉2h，再保持升溫速率不變升高至1690°C，熔煉3h，真空熔煉后熱壓為合金錠，將合金錠冷卻，冷卻后為制備的骨科合金材料。
[0020]實(shí)施例4制備的骨科合金材料的抗壓強(qiáng)度為808MPa，拉伸強(qiáng)度為656MPa，沖擊韌性為19.1J/cm20
[0021]實(shí)施例5
(1)按以下重量百分比分別取下述原料Ti 8.5wt%、Mg3wt%、Co0.8wt%、Cr0.6wt%、Sr0.2wt%、Sc0.3wt%、Nb0.4wt%、V0.lwt%、C4.4wt%、余量為Fe，將以上的成分進(jìn)行充分的混料；
(2)將步驟(I)混料后的金屬材料投入真空熔煉爐中，升高溫度進(jìn)行真空熔煉，升溫速率為40°C/min，先升高至真空熔煉溫度為1030°C，熔煉3h，再保持升溫速率不變升高至1610°C，熔煉2h，真空熔煉后熱壓為合金錠，將合金錠冷卻，冷卻后為制備的骨科合金材料。
[0022]實(shí)施例5制備的骨科合金材料的抗壓強(qiáng)度為826MPa，拉伸強(qiáng)度為684MPa，沖擊韌性20.6J/Cm20
[0023]對(duì)比例I
(1)按以下重量百分比分別取下述原料Ti5.5wt%、Mg3.8wt%、Col.0wt%、Cr0.3wt%、Nb0.2wt%、V0.3wt%、C6.5wt%、余量為Fe，將以上的成分進(jìn)行充分的混料；
(2)將步驟(I)混料后的金屬材料投入真空熔煉爐中，升高溫度進(jìn)行真空熔煉，升溫速率為50°C/min，先升高至真空熔煉溫度為1050°C，熔煉3h，再保持升溫速率不變升高至1550°C，熔煉2h，真空熔煉后熱壓為合金錠，將合金錠冷卻，冷卻后為制備的骨科合金材料。
[0024]對(duì)比例I制備的骨科合金材料的抗壓強(qiáng)度為704MPa，拉伸強(qiáng)度為603MPa，沖擊韌性為13.2J/cm20
[0025]對(duì)比例2
(I)按以下重量百分比分別取下述原料Ti 5.5wt%、Mg3.8wt%、Col.0wt%、Cr0.3wt%、Sr0.3wt%、Sc0.2wt%、C6.5wt%、余量為Fe，將以上的成分進(jìn)行充分的混料；
(2)將步驟(I)混料后的金屬材料投入真空熔煉爐中，升高溫度進(jìn)行真空熔煉，升溫速率為50°C/min，先升高至真空熔煉溫度為1050°C，熔煉3h，再保持升溫速率不變升高至1550°C，熔煉2h，真空熔煉后熱壓為合金錠，將合金錠冷卻，冷卻后為制備的骨科合金材料。
[0026]對(duì)比例2制備的骨科合金材料的抗壓強(qiáng)度為699MPa，拉伸強(qiáng)度為601MPa，沖擊韌性為13.0J/cm2o
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種骨科合金材料，其特征在于，所述的骨科合金材料包括下述重量百分比的成分: Ti 5.5wt%-llwt%、 Mg2.0wt%-3.8wt%、 Co0.5wt%-l.0wt%、 Cr0.3wt%-0.8wt%、 Sr0.lwt%-0.3wt%、 Sc0.2wt%-0.4wt%、 Nb0.2wt%-0.6wt%、 V0.lwt%-0.3wt%、 C3.2wt%-6.5wt%、 余量為2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種骨科合金材料，其特征在于，所述的骨科合金材料包括下述重量百分比的成分: Ti7.5wt%_10wt%、 Mg2.5wt%-3.5wt%、 Co0.6wt%-0.9wt%、 Cr0.4wt%-0.7wt%、 Sr0.2wt%-0.3wt%、 Sc0.2wt%-0.3wt%、 Nb0.3wt%-0.5wt%、 V0.lwt%-0.2wt%、 C3.7wt%-5.5wt%、 余量為Fe。3.—種骨科合金材料的制備方法，其特征在于所述的骨科合金材料的制備方法包括以下步驟: (I )按以下重量百分比分別取下述原料T i 5.5 w t % -11 w t %、M g 2.0 w t % - 3.8 w t %、Co0.5wt%-l.0wt%、Cr0.3wt%-0.8wt%、Sr0.lwt%-0.3wt%、Sc0.2wt%-0.4wt%、Nb0.2wt%-0.6wt%、V0.lwt%-0.3wt%、C3.2wt%-6.5wt%、余量為Fe，將以上的成分進(jìn)行充分的混料； (2)將步驟(I)混料后的金屬材料投入真空熔煉爐中，升高溫度進(jìn)行真空熔煉，升溫速率為30-50 °C/min，先升高至真空熔煉溫度為1010-1050 °C，熔煉2-3h，再保持升溫速率不變升高至1550-1690°C，熔煉2-3h，真空熔煉后熱壓為合金錠，將合金錠冷卻，冷卻后為制備的骨科合金材料。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種骨科合金材料的制備方法，其特征在于所述的步驟(2)中升溫速率為40°C/min。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種骨科合金材料的制備方法，其特征在于所述的步驟(2)中先升高至真空熔煉溫度為1030°C，熔煉3h。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種骨科合金材料的制備方法，其特征在于所述的步驟(2)中再保持升溫速率不變升高至1610°C，熔煉2h。
【文檔編號(hào)】C22C38/14GK105821324SQ201610289823
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月5日
【發(fā)明人】尤志剛
【申請(qǐng)人】蘇州蔻美新材料有限公司