本發(fā)明涉及醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用于骨科植入的合金材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
生物醫(yī)用材料的開發(fā)是近年來在材料和生物兩大基礎(chǔ)研究領(lǐng)域共同大力發(fā)展的交叉研究方向，從材料研究角度上講，生物醫(yī)用材料包括醫(yī)療上能夠植入生物體或能夠與生物組織相結(jié)合的材料，醫(yī)用材料用來治療或替換生物機(jī)體中原有的組織和器官，修正和提高其功能。目前，已經(jīng)應(yīng)用于臨床的生物醫(yī)用材料主要包括金屬類、有機(jī)高分子類以及無機(jī)非金屬類生物醫(yī)用材料，以及上述三種材料制備的生物醫(yī)用復(fù)合材料。在這些類型的材料中,生物醫(yī)用金屬材料是臨床中應(yīng)用最廣泛的一類外科植入材料，該材料具有高的強(qiáng)度、良好的韌性、好的抗疲勞強(qiáng)度以及良好的加工成型性能，具有其它類型醫(yī)用材料不可替代的優(yōu)良性能。
作為骨科植入的合金材料，不但需要具備防銹、抗腐蝕和高強(qiáng)度、高韌性，還需要具備良好的生物相容性，現(xiàn)有的骨科植入合金材料往往無法兼顧這些性能。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種用于骨科植入的合金材料及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種用于骨科植入的合金材料，按照重量百分比的組分組成為：V 0.03-0.07%、Ti 3-5%、Nb 0.8-1.2%、Sc 0.5-0.8%、Mo 1.0-1.5%、Co 0.4-0.9%、Cr 1-2%、Gd 0.5-0.8%、Zr 0.6-1.0%，余量為Mg。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：按照重量百分比的組分組成為：V 0.04-0.06%、Ti 3.2-4.5%、Nb 0.9-1.1%、Sc 0.6-0.7%、Mo 1.1-1.4%、Co 0.5-0.8%、Cr 1.3-1.7%、Gd 0.6-0.7%、Zr 0.7-0.9%，余量為Mg。
作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：按照重量百分比的組分組成為：V 0.05%、Ti 3.8%、Nb 1%、Sc 0.6%、Mo 1.3%、Co 0.7%、Cr 1.5%、Gd 0.6%、Zr 0.8%，余量為Mg。
所述用于骨科植入的合金材料的制備方法，步驟如下：
1）按照重量百分比稱取各原料，充分混合后，獲得混料；
2）將混料放入真空感應(yīng)爐中，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)氣氛下進(jìn)行熔煉，首先按照60-80℃/min的升溫速率升溫至850-900℃，保溫20-30min，然后按照20-40℃/min的升溫速率升溫至1100-1150℃，保溫1-2h，再按照20-30℃/min的升溫速率升溫至1600-1650℃，保溫1-2h，最后調(diào)溫澆鑄，獲得真空鑄錠；
3）將真空鑄錠電渣重熔，獲得重熔鑄錠，將重熔鑄錠在加熱爐內(nèi)加熱至1200-1220℃，保溫1-2h，獲得第一鑄錠；
4）將第一鑄錠進(jìn)行固溶處理，固溶處理的加熱溫度為1000-1030℃，固溶處理完畢后冷卻至室溫，獲得第二鑄錠；
5）將第二鑄錠在退火爐內(nèi)加熱至1050-1060℃，保溫時間25-30min，退火完成后即可。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明制備的合金材料具有良好的力學(xué)性能和耐腐蝕性能，并具有優(yōu)良的生物相容性、血液相容性，是優(yōu)良的骨科替代性材料。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
實施例1
一種用于骨科植入的合金材料，按照重量百分比的組分組成為：V 0.03%、Ti 3%、Nb 0.8%、Sc 0.5%、Mo 1.0%、Co 0.9%、Cr 2%、Gd 0.8%、Zr 1.0%，余量為Mg。
本實施例中，所述用于骨科植入的合金材料的制備方法，步驟如下：
1）按照重量百分比稱取各原料，充分混合后，獲得混料；
2）將混料放入真空感應(yīng)爐中，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)氣氛下進(jìn)行熔煉，首先按照60℃/min的升溫速率升溫至850℃，保溫20min，然后按照20℃/min的升溫速率升溫至1100℃，保溫1h，再按照20℃/min的升溫速率升溫至1600℃，保溫1，最后調(diào)溫澆鑄，獲得真空鑄錠；
3）將真空鑄錠電渣重熔，獲得重熔鑄錠，將重熔鑄錠在加熱爐內(nèi)加熱至1200℃，保溫1h，獲得第一鑄錠；
4）將第一鑄錠進(jìn)行固溶處理，固溶處理的加熱溫度為1000℃，固溶處理完畢后冷卻至室溫，獲得第二鑄錠；
5）將第二鑄錠在退火爐內(nèi)加熱至1050℃，保溫時間25min，退火完成后即可。
實施例2
一種用于骨科植入的合金材料，按照重量百分比的組分組成為：V 0.04%、Ti 3.2%、Nb 0.9%、Sc 0.7%、Mo 1.4%、Co 0.8%、Cr 1.3%、Gd 0.6%、Zr 0.9%，余量為Mg。
本實施例中，所述用于骨科植入的合金材料的制備方法，步驟如下：
1）按照重量百分比稱取各原料，充分混合后，獲得混料；
2）將混料放入真空感應(yīng)爐中，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)氣氛下進(jìn)行熔煉，首先按照70℃/min的升溫速率升溫至860℃，保溫25min，然后按照20℃/min的升溫速率升溫至1120℃，保溫1h，再按照23℃/min的升溫速率升溫至1610℃，保溫1.5h，最后調(diào)溫澆鑄，獲得真空鑄錠；
3）將真空鑄錠電渣重熔，獲得重熔鑄錠，將重熔鑄錠在加熱爐內(nèi)加熱至1220℃，保溫1h，獲得第一鑄錠；
4）將第一鑄錠進(jìn)行固溶處理，固溶處理的加熱溫度為1010℃，固溶處理完畢后冷卻至室溫，獲得第二鑄錠；
5）將第二鑄錠在退火爐內(nèi)加熱至1055℃，保溫時間25min，退火完成后即可。
實施例3
一種用于骨科植入的合金材料，按照重量百分比的組分組成為：V 0.05%、Ti 3.8%、Nb 1%、Sc 0.6%、Mo 1.3%、Co 0.7%、Cr 1.5%、Gd 0.6%、Zr 0.8%，余量為Mg。
本實施例中，所述用于骨科植入的合金材料的制備方法，步驟如下：
1）按照重量百分比稱取各原料，充分混合后，獲得混料；
2）將混料放入真空感應(yīng)爐中，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)氣氛下進(jìn)行熔煉，首先按照70℃/min的升溫速率升溫至870℃，保溫25min，然后按照30℃/min的升溫速率升溫至1130℃，保溫1.5h，再按照25℃/min的升溫速率升溫至1630℃，保溫1.5h，最后調(diào)溫澆鑄，獲得真空鑄錠；
3）將真空鑄錠電渣重熔，獲得重熔鑄錠，將重熔鑄錠在加熱爐內(nèi)加熱至1210℃，保溫1.5h，獲得第一鑄錠；
4）將第一鑄錠進(jìn)行固溶處理，固溶處理的加熱溫度為1020℃，固溶處理完畢后冷卻至室溫，獲得第二鑄錠；
5）將第二鑄錠在退火爐內(nèi)加熱至1055℃，保溫時間28min，退火完成后即可。
實施例4
一種用于骨科植入的合金材料，按照重量百分比的組分組成為：V 0.06%、Ti 4.5%、Nb 1.1%、Sc 0.6%、Mo 1.1%、Co 0.5%、Cr 1.7%、Gd 0.7%、Zr 0.7%，余量為Mg。
本實施例中，所述用于骨科植入的合金材料的制備方法，步驟如下：
1）按照重量百分比稱取各原料，充分混合后，獲得混料；
2）將混料放入真空感應(yīng)爐中，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)氣氛下進(jìn)行熔煉，首先按照70℃/min的升溫速率升溫至880℃，保溫27min，然后按照35℃/min的升溫速率升溫至1140℃，保溫1.5h，再按照28℃/min的升溫速率升溫至1630℃，保溫1.5h，最后調(diào)溫澆鑄，獲得真空鑄錠；
3）將真空鑄錠電渣重熔，獲得重熔鑄錠，將重熔鑄錠在加熱爐內(nèi)加熱至1210℃，保溫2h，獲得第一鑄錠；
4）將第一鑄錠進(jìn)行固溶處理，固溶處理的加熱溫度為1020℃，固溶處理完畢后冷卻至室溫，獲得第二鑄錠；
5）將第二鑄錠在退火爐內(nèi)加熱至1058℃，保溫時間27min，退火完成后即可。
實施例5
一種用于骨科植入的合金材料，按照重量百分比的組分組成為：V 0.07%、Ti 5%、Nb 1.2%、Sc 0.8%、Mo 1.5%、Co 0.4%、Cr 1%、Gd 0.5%、Zr 0.6%，余量為Mg。
本實施例中，所述用于骨科植入的合金材料的制備方法，步驟如下：
1）按照重量百分比稱取各原料，充分混合后，獲得混料；
2）將混料放入真空感應(yīng)爐中，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)氣氛下進(jìn)行熔煉，首先按照80℃/min的升溫速率升溫至900℃，保溫30min，然后按照40℃/min的升溫速率升溫至1150℃，保溫2h，再按照30℃/min的升溫速率升溫至1650℃，保溫2h，最后調(diào)溫澆鑄，獲得真空鑄錠；
3）將真空鑄錠電渣重熔，獲得重熔鑄錠，將重熔鑄錠在加熱爐內(nèi)加熱至1220℃，保溫2h，獲得第一鑄錠；
4）將第一鑄錠進(jìn)行固溶處理，固溶處理的加熱溫度為1030℃，固溶處理完畢后冷卻至室溫，獲得第二鑄錠；
5）將第二鑄錠在退火爐內(nèi)加熱至1060℃，保溫時間30min，退火完成后即可。
本發(fā)明制備的合金材料抗拉強(qiáng)度在295Mpa以上、屈服強(qiáng)度在240Mpa以上、延伸率達(dá)11％、自腐蝕電位在-1.528V、腐蝕電流密度為1.07×10-5A·cm-2，具有良好的力學(xué)性能和耐腐蝕性能。
本發(fā)明制備的合金材料具有優(yōu)良的生物相容性，血液相容性，是優(yōu)良的骨科替代性材料。
上面對本發(fā)明的較佳實施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。