一种贵金属合金及其制备方法和应用
【专利摘要】本发明公开了属于贵金属合金技术领域的一种贵金属合金及其制备方法和应用。所述合金包括：钯或铂75.2?96wt％，镍0.5?20wt％，铜0.15?3.2wt％，钛3.9?23.7wt％。按照所述合金的成分，利用纯铂或纯钯，以及纯钛板、纯铜板和纯镍板配制成混合原料，混合原料经真空自耗炉或真空感应炉熔炼成铸锭，再经过热处理获得所述的贵金属合金。获得的贵金属合金的强度得到显著提高，且其固态相转变滞后窄，相转变温度范围窄，使合金的感温敏感，能快速实现温度的精确控制，可广泛用于医疗器械用材料以及工业传感器自动控制用感温和控温材料。
【专利说明】
一种贵金属合金及其制备方法和应用
技术领域
[0001]本发明属于贵金属合金技术领域，具体涉及一种贵金属合金及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]贵金属及其合金具有优异的耐蚀性和生物相容性，被广泛用作人体口腔齿科修复器械、骨科修复器械和人体植入器械。贵金属材料，包括金、铂、钯、金铂合金、铂铱合金等，在医疗仪器设备和器械领域有着广泛的应用，如金铂合金烤瓷用于口腔齿科修复材料，铂铱合金丝用于植入式心脏起搏器电极头材料。铂铱合金棒状植入式电极和带状电极，耐腐蚀性好，工作寿命长；铂金丝、钯金丝和镀金钨丝被用作人体植入支架放送器用导丝，可以有效辅助人体支架的手术植入。
[0003]黄金、铂金和钯金等口腔齿科修复材料的耐蚀性优于镍铬合金和钴铬合金等，因此与人体有更好的相容性，避免引起人体排斥反应。贵金属用于制作人造心脏瓣膜等部件、上颂骨置换假体、血管支架(用铂金丝等编织或用铂金显影定位)以及脊柱修复和颅骨修补等骨科器械、植入式假体等，不锈钢、镍铬合金和钴铬合金等人体植入材料相比，避免了有害离子释放等造成的毒性反应。
[0004]但是贵金属合金具有价格高和强度低等缺点，限制了贵金属材料在医疗和工业领域的应用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种贵金属合金及其制备方法和应用，采取的技术方案如下:
[0006]—种贵金属合金，其特征在于，所述合金包括:钯或铀75.2-96wt %，镍0.5_20wt%，铜0.15-3.2wt%，钛3.9-23.7wt%。
[0007]所述合金还包含原材料中带有的杂质元素:铁0-0.03wt %，铝0-0.02wt %，硅0_0.02wt% ο
[0008]所述合金还包含冶金时产生的杂质元素:碳0-0.02wt %，氧0-0.05wt %。
[0009]所述的一种贵金属合金的制备方法为，按照所述合金的成分，利用纯铂或纯钯，以及纯钛板、纯铜板和纯镍板配制成混合原料，混合原料经真空自耗炉或真空感应炉熔炼成铸锭，再经过热处理获得所述的贵金属合金。
[0010]所述热处理的温度为700-1200°C，时间为30-240min。
[0011]熔炼使用的真空度不大于7Pa。
[0012]所述的一种贵金属合金在医疗器械用材料、工业传感器自动控制用感温和控温材料中的应用。
[0013]所述的医疗器械用材料为齿科修复材料、齿科矫形材料、人体植入支架材料或骨科修复材料。
[0014]本发明的有益效果为:在纯铂或纯钯的基础上，添加镍、铜和钛，使得合金的强度显著提高，同时保持了铂或钯的冷热加工性能，加工制造成本大大降低;且所述合金的固态相转变滞后窄，相转变温度范围窄，使合金的感温敏感，能快速实现温度的精确控制。所述贵金属合金可广泛用于医疗器械用材料以及工业传感器自动控制用感温和控温材料。
【附图说明】
[0015]图1为实施例5所述合金丝材的固态相转变温度示意图。
[0016]图2为实施例5中所述合金丝材的力学性能示意图。
[0017]图3为实施例6中所述合金丝材的固态相转变温度示意图。
[0018]图4为实施例6中所述合金丝材的力学性能示意图。
【具体实施方式】
[0019]实施例1
[0020]利用纯铂、纯镍板、纯铜板和纯钛板配制成混合原料，混合原料的总重量为2.000千克，各组分的质量分别为:铂(Pt):1.504千克，镍(Ni):0.019千克，铜(Cu):0.003千克，钛(Ti ): 0.474千克；混合原料经过真空感应炉熔炼成圆柱铸锭，熔炼使用的真空度不大于7Pa。熔炼后测试铸锭的化学成分(重量百分比)，实测铂为75.22%，铜为0.154%，镍为0.96%，氧为0.036%，碳为0.015%，硅为0.016%，铁为0.020%，铝为0.013%，钛为余量约23.57%；铸锭在1200 °C保温30min后获得贵金属合金。得到的贵金属合金经锻造开坯，乳制成直径为15_的棒材，总变形量为75%，每道次变形量为12-20%。加工出的棒材适用于齿科修复材料和工业传感器自动控制用感/控温材料。
[0021]实施例2
[0022]利用纯铂、纯镍板、纯铜板和纯钛板制成混合原料，混合原料的总重量为2.000千克，各组分的质量分别为:铂(Pt): 1.504千克，镍(Ni): 0.400千克，铜(Cu): 0.003千克，钛(Ti):0.093千克；混合原料经过真空自耗炉熔炼成圆柱铸锭，熔炼使用的真空度不大于7Pa。熔炼后测试铸锭的化学成分(重量百分比)，实测铂为75.23 %，铜为0.152 %，镍为19.89%，氧为0.039%，碳为0.013%，硅为0.020%，铁为0.018%，铝为0.014%，钛为余量约4.64%;铸锭经1200 °C保温240min后获得贵金属合金。得到的贵金属合金经锻造开坯，乳制成直径为15mm的棒材，总变形量为75 %，每道次变形量为12-20 %。加工出的棒材适用于齿科修复材料。
[0023]实施例3
[0024]利用纯铂、纯镍板、纯铜板和纯钛板制成混合原料，混合原料的总重量为2千克，各组分的质量分别为:铂(Pt):1.504千克，镍(Ni ):0.010千克，铜(Cu):0.064千克，钛(Ti):0.422千克;混合原料经过真空自耗炉熔炼成圆柱铸锭，熔炼使用的真空度不大于7Pa。熔炼后测试铸锭的化学成分(重量百分比)，实测铂为75.25%，铜为3.18%，镍为0.530%，氧为0.031%，碳为0.012%，硅为0.015%，铁为0.021%，铝为0.012%，钛为余量约20.95%;铸锭经700 °C保温240min后获得贵金属合金。得到的贵金属合金经锻造开还，乳制加工出厚度为5mm的板材，总变形量为85%，每道次变形量为12-25 %。加工出的板材适用于骨科修复材料。
[0025]实施例4
[0026]利用纯铂、纯镍板、纯铜板和纯钛板制成混合原料，混合原料的总重量为2千克，各组分的质量分别为:铂(Pt):1.909千克，镍(Ni ):0.01千克，铜(Cu):0.003千克，钛(Ti):0.078千克;混合原料经真空自耗炉熔炼成圆柱铸锭，熔炼使用的真空度不大于7Pa。熔炼后测试铸锭的化学成分(重量百分比)，实测铂为95.36%，铜为0.152%，镍为0.51%，氧为0.020%，碳为0.009%，硅为0.011%，铁为0.012%，铝为0.010%，钛为余量约3.92% ;铸锭经700°C保温210min后获得贵金属合金。得到的贵金属合金经锻造开还，乳制加工成厚度为5mm板材，总变形量为88 %，每道次变形量为12_25 %。加工出的板材适用于骨科修复材料。实施例5
[0027]利用纯钯、纯镍板、纯铜板和纯钛板制成混合原料，混合原料的总重量为2.000千克，各组分的质量分别为:钯(Pd):1.504千克，镍(Ni):0.019千克，铜(Cu):0.003千克，钛(Ti ): 0.474千克；混合原料经过真空感应炉熔炼成圆柱铸锭，熔炼使用的真空度不大于7Pa。熔炼后测试铸锭的化学成分(重量百分比)，实测钯为75.25 %，铜为0.153 %，镍为0.96%，氧为0.034%，碳为0.013%，硅为0.022%，铁为0.026%，铝为0.018%，钛为余量约23.52%;铸锭经1050°C保温60min后获得贵金属合金。得到的贵金属合金经锻造开坯、乳制、拉丝，加工成直径为0.6mm丝材，总变形量为99 %，每道次变形量为10-24%。加工出的丝材适用于工业传感器自动控制用感温和控温材料。经测试所述合金丝材的固态相变滞后(As-Ms)为6.7 °C，固态转变温度范围6.7°C，如图1所示;合金丝材的抗拉强度约为495MPa，如图2所示。
[0028]实施例6
[0029]利用纯钯、纯镍板、纯铜板和纯钛板制成混合原料，混合原料的总重量为2.000千克，各组分的质量分别为:钯(Pd):1.504千克，镍(Ni):0.400千克，铜(Cu):0.003千克，钛(Ti):0.093千克;混合原料经真空自耗炉熔炼成圆柱铸锭，熔炼使用的真空度不大于7Pa。熔炼后测试铸锭的化学成分(重量百分比)，实测钯为75.26%，铜为0.152 %，镍为19.85 %，氧为0.035%，碳为0.018%，硅为0.015%，铁为0.016%，铝为0.014%，钛为余量约4.64%;铸锭经1000°C保温120min后获得贵金属合金。得到的贵金属合金经锻造开坯、乳制、拉丝，加工成直径为0.5mm丝材，总变形量为99 %，每道次变形量为10-24%。加工出的丝材适用于工业传感器自动控制用感/控温材料。经测试所述合金丝材的固态相转变滞后(As-Ms)为
4.5 °C，固态转变温度范围12.8 °C，如图3所示;合金丝材的抗拉强度约为556MPa，如图4所不O
[0030]实施例7
[0031]利用纯钯、纯镍板、纯铜板和纯钛板为混合原料，混合原料的总重量为2千克，各组分的质量分别为:钯(Pd):1.504千克，镍(Ni ):0.010千克，铜(Cu):0.064千克，钛(Ti):0.422千克;混合原料经真空自耗炉熔炼成圆柱铸锭，熔炼使用的真空度不大于7Pa。熔炼后测试铸锭的化学成分(重量百分比)，实测钯为75.24%，铜为3.16%，镍为0.52%，氧为0.028%，碳为0.016%，硅为0.020%，铁为0.027%，铝为0.017%，钛为余量约20.97%;铸锭经700 °C保温240min后得到贵金属合金。得到的贵金属合金经锻造开还，乳制加工成厚度为2mm板材，总变形量为95 %，每道次变形量为12-24 %。加工出的板材适用于骨科修复材料。
[0032]实施例8
[0033]利用纯钯、纯镍板、纯铜板和纯钛板制成混合原料，混合原料的总重量为2千克，各组分的质量分别为:钯(Pd):1.909千克，镍(Ni ):0.01千克，铜(Cu):0.003千克，钛(Ti):0.078千克;混合原料经真空自耗炉熔炼成圆柱铸锭，熔炼使用的真空度不大于7Pa。熔炼后测试铸锭的化学成分(重量百分比)，实测钯为95.33 %，铜为0.52%，镍为0.18%，氧为0.019%，碳为0.010%，硅为0.010%，铁为0.017%，铝为0.013%，钛为余量约3.90% ;铸锭经800°C保温90min后，经锻造开坯，乳制加工成厚度为2mm板材，总变形量为90 %，每道次变形量为12-24%。加工出的板材适用于骨科修复材料和工业传感器自动控制用感温材料。
【主权项】
1.一种贵金属合金，其特征在于，所述合金包括:钯或铀75.2-96wt %，镍0.5-20wt %，铜0.15-3.2wt%，钛3.9-23.7wt%。2.根据权利要求1所述的一种贵金属合金，其特征在于，所述合金还包含原材料中带有的杂质元素:铁0-0.03wt %，铝0-0.02wt %，硅0-0.02wt %。3.根据权利要求1所述的一种贵金属合金，其特征在于，所述合金还包含冶金时产生的杂质元素:碳0_0.02wt%，氧0_0.05wt%。4.权利要求1-3任一项所述的一种贵金属合金的制备方法，其特征在于，按照所述合金的成分，利用纯铂或纯钯，以及纯钛板、纯铜板和纯镍板配制成混合原料，混合原料经真空自耗炉或真空感应炉熔炼成铸锭，再经过热处理获得所述的贵金属合金。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为700-1200°C，时间为 30-240min。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，熔炼使用的真空度不大于7Pa。7.权利要求1-3任一项所述的一种贵金属合金在医疗器械用材料、工业传感器自动控制用感温和控温材料中的应用。8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的医疗器械用材料为齿科修复材料、齿科矫形材料、人体植入支架材料和骨科修复材料。
【文档编号】C22C5/04GK106086501SQ201610377520
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】袁志山, 崔跃, 李君涛, 冯昭伟, 缪卫东, 尚再艳, 贺昕, 何金江, 朱明
【申请人】有研亿金新材料有限公司, 有研医疗器械（北京）有限公司