低模量钛合金的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物医用材料技术领域，特别涉及一种低模量钛合金。
【背景技术】
[0002] 低模量钛合金具有与骨更接近的弹性模量，可降低因弹性模量不匹配造成的 应力遮挡效应。目前ASTM(美国材料试验学会）共收录了 3种低模量钛合金，分别 是Til2Mo6Zr2Fe、Til5Mo、Til3Nbl3Zr。除此之外，Ti35Nb7Zr5Ta、Ti29Nbl3Ta4. 6Zr、 Ti35Nb5Ta7ZrO. 40、Til5Mo5Zr3Al也是正被广泛研究的低模量钛合金。目前ASTM收录的 和正被广泛研究的低模量钛合金成分中均含有大量的Mo、Zr、Nb、Ta贵金属元素，贵金属元 素的存在必然导致低模量钛合金的价格较高，不利于低模量钛合金的广泛应用。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种具有与骨更接近的弹性模 量，主要合金元素为六1、111、211，不含贵金属元素，价格便宜，利于广泛应用的低模量钛合金。
[0004] 实现本发明目的的技术方案是：一种低模量钛合金，钛合金质量百分含量分别 为A1 :5· 5%~7. 5%，Μη:0· 5%~4. 5%，Zn:0· 1%~4%，余量为Ti，弹性模量为25~ 90GPa，通过真空自耗炉熔炼，并在700~950 °C进行锻造，最后乳制成10~20mm棒材， 700~900 °C进行固溶处理；
[0005] 将乳制后的钛合金加工成爾10cp5X25mm的拉伸试样，依照GB/T228-2002标准 在AG-100kNG力学试验机上测试材料的力学性能，得到其弹性模量为约为82GPa，抗拉强度 为不低于900MPa，屈服强度不低于850MPa，延伸率不低于12 %。
[0006] 上述技术方案钛合金质量百分含量分别为A1 :5. 5%~6. 5%，Mn:0. 5%~3. 5%， Zn:0· 1 %~0· 5 %，余量为Ti，弹性模量为25~75GPa。
[0007] 采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：
[0008] (1)本发明具有与骨更接近的弹性模量，主要合金元素为Al、Mn、Zn，不含贵金属 元素，价格便宜，利于广泛应用。
【具体实施方式】
[0009] 本发明具有钛合金质量百分含量分别为A1 :5. 5%~6. 5%，Μη:0. 5%~3. 5%， Zn:0. 1 %~0. 5 %，余量为Ti，弹性模量为25~75GPa，通过真空自耗炉熔炼，并在700~ 950°C进行锻造，最后乳制成10~20mm棒材，700~900°C进行固溶处理；
[0010] 将乳制后的钛合金加工成Μ10φ5X25mm的拉伸试样，依照GB/T228-2002标准 在AG-100kNG力学试验机上测试材料的力学性能，得到其弹性模量约为61GPa，抗拉强度为 不低于900MPa，屈服强度不低于850MPa，延伸率不低于12 %。
[0011] (实施例1)
[0012] 采用海绵钛、A1棒、电解Mn、Zn棒进行配制合金。各组分设计质量分别为A1 6. 0Kg、Mn0. 095Kg、Zn0. 015Kg，余量为Ti，制成10Kg电极。经真空自耗炉熔，并在700°C 进tx锻造，最后乳制成10mm棒材，7〇〇°C进彳丁固溶处理。
[0013] 将乳制后的钛合金加工成丨V_110φ「)X25mm的拉伸试样，依照GB/T228-2002标准 在AG-100kNG力学试验机上测试材料的力学性能，得到其弹性模量约为70GPa，抗拉强度为 不低于900MPa，屈服强度不低于850MPa，延伸率不低于12 %。
[0014] (实施例2)
[0015] 采用海绵钛、A1棒、电解Mn、Zn棒进行配制合金。各组分设计质量分别为A1 6. 0Kg、Mn0. 085Kg、Zn0. 020Kg，余量为Ti，制成10Kg电极。经真空自耗炉熔，并在950°C 进tx锻造，最后乳制成20mm棒材，900°C进彳丁固溶处理。
[0016] 将乳制后的钛合金加工成Mj0φ5X25mm的拉伸试样，依照GB/T228-2002标准 在AG-100kNG力学试验机上测试材料的力学性能，得到其弹性模量约为61GPa，抗拉强度为 不低于900MPa，屈服强度不低于850MPa，延伸率不低于12 %。
[0017] (实施例3)
[0018] 采用海绵钛、A1棒、电解Mn、Zn棒进行配制合金。各组分设计质量分别为A1 6. 0Kg、Mn0. 085Kg、Zn0. 020Kg，余量为Ti，制成10Kg电极。经真空自耗炉熔，并在800°C 进tx锻造，最后乳制成15mm棒材，800°C进彳丁固溶处理。
[0019] 将乳制后的钛合金加工成ΜΚ)φ5X25mm的拉伸试样，依照GB/T228-2002标准 在AG-100kNG力学试验机上测试材料的力学性能，得到其弹性模量约为60GPa，抗拉强度为 不低于900MPa，屈服强度不低于850MPa，延伸率不低于12 %。
[0020] 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡 在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。
【主权项】
1. 一种低模量钛合金，其特征在于：钛合金质量百分含量分别为A1 :5. 5%~7. 5%， Μη:0. 5%~4. 5%，Zn:0. 1%~4%，余量为Ti，弹性模量为25~90GPa，通过真空自耗炉熔 炼，并在700~950°C进行锻造，最后乳制成10~20mm棒材，700~900°C进行固溶处理； 将乳制后的钛合金加工成ΜΙ()φ5X25mm的拉伸试样，依照GB/T228-2002标准在 AG-100kNG力学试验机上测试材料的力学性能，得到其弹性模量约为82GPa，抗拉强度为不 低于900MPa，屈服强度不低于850MPa，延伸率不低于12 %。2. 根据权利要求1所述的低模量钛合金，其特征在于：钛合金质量百分含量分别为A1 : 5.5%~6.5%，]^:0.5%~3.5%，211:0.1%~0.5%，余量为11，弹性模量为25~756?&。
【专利摘要】本发明涉及一种低模量钛合金，钛合金质量百分含量分别为Al：5.5％～7.5％，Mn：0.5％～4.5％，Zn：0.1％～4％，余量为Ti，弹性模量为25～90GPa，通过真空自耗炉熔炼，并在700～950℃进行锻造，最后轧制成10～20mm棒材，700～900℃进行固溶处理；本发明的低模量钛合金具有与骨更接近的弹性模量，主要合金元素为Al、Mn、Zn，不含贵金属元素，价格便宜，利于广泛应用。
【IPC分类】C22C14/00
【公开号】CN105296801
【申请号】CN201510728193
【发明人】徐文利, 蔡勇
【申请人】创辉医疗器械江苏有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月29日