一種醫(yī)用鎂基合金材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)用合金材料領(lǐng)域，涉及一種鎂合金材料及其制備方法，特別是涉及一種醫(yī)用鎂基合金材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂元素是新陳代謝和骨組織中的基本元素，是人體內(nèi)合成卵磷脂酶的激活劑。在成人體內(nèi)，鎂含量約為20-30g，其中70%以上以磷酸鹽形式參與骨骼與牙齒的組成，其余分布在軟組織和體液中，成人一般鎂的口需求量為200-300mg。由十人體很容易通過新陳代謝把鎂離子排出體外，所以沒對(duì)人體幾乎沒有毒害作用。鎂是一種輕質(zhì)金屬，具有密排六方晶體結(jié)構(gòu)，與人體骨具有相近的密度和彈性模量等優(yōu)點(diǎn)。鎂及鎂合金的密度、彈性模量、屈服強(qiáng)度及斷裂韌性更接近人體骨。其它金屬材料與人骨的彈性模量相差過大。提高醫(yī)用鎂基合金材料的拉伸強(qiáng)度和硬度，會(huì)有效的解決其強(qiáng)度較低的問題。
[0003]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]要解決的技術(shù)問題:隨著鎂基合金材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多，本發(fā)明的目的是公開一種醫(yī)用鎂基合金材料及其制備方法，提高鎂基合金材料的拉伸強(qiáng)度和硬度。
[0005]技術(shù)方案:為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種醫(yī)用鎂基合金材料，所述的醫(yī)用鎂基合金材料包括下述重量的材料:
Ca0.4wt%-l.0wt%、
Ni0.5wt%-l.2wt%、
Cr0.3wt%-l.5wt%、
Sr0.lwt%-0.6wt%、
Zr0.3wt%-0.7wt%、
Rb0.2wt%-0.6wt%、
Cs0.3wt%-0.7wt%、
Tc0.2wt%-0.5wt%、
Mo0.8wt%-l.2wt%、
Fe2.5wt%-3.3wt%、
余量為Mg。
[0006]優(yōu)選的，所述的一種醫(yī)用鎂基合金材料，包括下述重量的材料:
Ca0.6wt%-0.9wt%、
Ni0.7wt%-l.0wt%、
Cr0.6wt%-l.2wt%、
Sr0.2wt%-0.4wt%、
Zr0.4wt%-0.6wt%、 Rb0.3wt%-0.5wt%、
Cs0.4wt%-0.6wt%、
Tc0.3wt%-0.4wt%、
Mo0.9wt%-l.lwt%、
Fe2.8wt%-3.lwt%、
余量為Mg。
[0007]一種醫(yī)用鎂基合金材料的制備方法，包括以下步驟:
步驟1:按照重量百分比取Ca為0.4wt%-l.0wt%、Ni為(λ 5wt%-l.2wt%、Cr為0.3wt%-l.5wt%、
Sr 為 0.lwt%-0.6wt%、Zr 為 0.3wt%-0.7wt%、Rb 為 0.2wt%-0.6wt%、Cs 為0.3wt%-0.7wt%、Tc 為 0.2wt%-0.5wt%、Mo 為 0.8wt%-l.2wt%、Fe 為 2.5wt%-3.3wt%、余量為Mg，進(jìn)行機(jī)械混合，混合至均勻；
步驟2:將步驟I的合金材料在真空熔煉爐內(nèi)進(jìn)行真空高溫熔煉，按照60-90°C /min的升溫速率將真空熔煉爐內(nèi)溫度升高為730-790°C，保持溫度不變?nèi)蹮?0-150min ;
步驟3:再按照50-70°C /min的升溫速率將真空熔煉爐內(nèi)溫度升高為1140-1190°C，保持溫度不變?nèi)蹮?-4h ;
步驟4:將真空熔煉爐內(nèi)溫度冷卻至常溫，制備為醫(yī)用鎂基合金材料。
[0008]優(yōu)選的，所述的一種醫(yī)用鎂基合金材料的制備方法，所述的步驟2中升溫速率為70°C /min。
[0009]優(yōu)選的，所述的一種醫(yī)用鎂基合金材料的制備方法，所述的步驟2中將真空熔煉爐內(nèi)溫度升高為760°C，保持溫度不變?nèi)蹮?20min。
[0010]優(yōu)選的，所述的一種醫(yī)用鎂基合金材料的制備方法，所述的步驟3中升溫速率為60°C /min。
[0011]優(yōu)選的，所述的一種醫(yī)用鎂基合金材料的制備方法，所述的步驟3中將真空熔煉爐內(nèi)溫度升高為1170°C，保持溫度不變?nèi)蹮?h。
[0012]有益效果:本發(fā)明的醫(yī)用鎂基合金材料的拉伸強(qiáng)度為350MPa以上，其維氏硬度為270以上，由于其出色的拉伸強(qiáng)度和硬度，可用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，改善鎂基合金材料的機(jī)械強(qiáng)度，本發(fā)明的鎂基合金材料的組成中，添加的Zr、Rb、Cs、Tc等金屬元素，對(duì)改進(jìn)鎂基合金材料的強(qiáng)度有較好的功能。
[0013]
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1
步驟1:按照重量百分比取Ca為1.0wt%、Ni為0.5wt%、Cr為0.3wt%、Sr為0.6wt%、Zr為 0.7wt%、Rb 為 0.6wt%、Cs 為 0.3wt%、Tc 為 0.2wt%、Mo 為 1.2wt%、Fe 為 3.3wt%、余量為Mg，進(jìn)行機(jī)械混合，混合至均勻；
步驟2:將步驟I的合金材料在真空熔煉爐內(nèi)進(jìn)行真空高溫熔煉，按照90°C /min的升溫速率將真空熔煉爐內(nèi)溫度升高為790°C，保持溫度不變?nèi)蹮?0min ;
步驟3:再按照50°C /min的升溫速率將真空熔煉爐內(nèi)溫度升高為1140°C，保持溫度不變?nèi)蹮?h ;
步驟4:將真空熔煉爐內(nèi)溫度冷卻至常溫，制備為醫(yī)用鎂基合金材料。
[0015]實(shí)施例1的醫(yī)用鎂基合金材料的拉伸強(qiáng)度為356MPa，維氏硬度為272。
[0016]實(shí)施例2
步驟1:按照重量百分比取Ca為0.4wt%、Ni為1.2wt%、Cr為1.5wt%、Sr為0.lwt%、Zr為 0.3wt%、Rb 為 0.2wt%、Cs 為 0.7wt%、Tc 為 0.5wt%、Mo 為 0.8wt%、Fe 為 2.5wt%、余量為Mg，進(jìn)行機(jī)械混合，混合至均勻；
步驟2:將步驟I的合金材料在真空熔煉爐內(nèi)進(jìn)行真空高溫熔煉，按照60°C /min的升溫速率將真空熔煉爐內(nèi)溫度升高為730°C，保持溫度不變?nèi)蹮?50min ;
步驟3:再按照70°C /min的升溫速率將真空熔煉爐內(nèi)溫度升高為1190°C，保持溫度不變?nèi)蹮?h ;
步驟4:將真空熔煉爐內(nèi)溫度冷卻至常溫，制備為醫(yī)用鎂基合金材料。
[0017]實(shí)施例2的醫(yī)用鎂基合金材料的拉伸強(qiáng)度為352MPa，維氏硬度為276。
[0018]實(shí)施例3
步驟1:按照重量百分比取Ca為0.6wt%、Ni為0.7wt%、Cr為0.6wt%、Sr為0.4wt%、Zr為 0.4wt%、Rb 為 0.5wt%、Cs 為 0.4wt%、Tc 為 0.4wt%、Mo 為 1.lwt%、Fe 為 3.lwt%、余量為Mg，進(jìn)行機(jī)械混合，混合至均勻；
步驟2:將步驟I的合金材料在真空熔煉爐內(nèi)進(jìn)行真空高溫熔煉，按照90°C /min的升溫速率將真空熔煉爐內(nèi)溫度升高為790°C，保持溫度不變?nèi)蹮?0min ;
步驟3:再按照50°C /min的升溫速率將真空熔煉爐內(nèi)溫度升高為1140°C，保持溫度不變?nèi)蹮?h ;
步驟4:將真空熔煉爐內(nèi)溫度冷卻至常溫，制備為醫(yī)用鎂基合金材料。
[0019]實(shí)施例3的醫(yī)用鎂基合金材料的拉伸強(qiáng)度為359MPa，維氏硬度為2