专利名称：含有重稀土的镁合金的制作方法
含有重稀土的镁合金本发明涉及含有重稀土的镁合金，其尤其在锻造时具有良好的加工性能和/或延性，同时保持良好的耐腐蚀性和/或耐降解性，并且预期适合例如通过挤压制成医疗植入物。在我们之前提交的国际专利申请号PCT/GB2009/002325中描述了铒含量达5. 5%重量并且相对于已知镁合金在加工性能和/或延性方面显示出改进的镁合金，已知的镁合金例如商业上称为Magnesium Elektron WE43和WE54的那些。当使用标准盐雾测试来评估时，这些改进的合金也具有与那些已知合金同样良好的耐腐蚀性。特别对于锻造应用而言，所描述的合金由以下组成_Y :2· 0-6. 0%重量，Nd :O. 05-4. O % 重量， Gd :0-5. 5% 重量，Dy :0-5. 5%重量，Er :0_5· 5% 重量，Zr :0· 05-1. O % 重量，Zn+Mn < O. 11%重量，Yb :0-0. 02%重量，Sm :0-0. 04%重量，任选地，总量达O. 5%重量的不同于Y、Nd、Gd、Dy、Er、Yb和Sm的稀土和重稀土，和其余是镁和总计达O. 3%重量的附带杂质，其中GcUDy和Er的总含量在O. 3_12%重量范围内，并且其中如根据ASTMBl 17测量的，所述合金表现出小于30Mpy的腐蚀速率。对于铸造应用而言，所描述的合金由以下组成_Y :2· 0-6. 0%重量，Nd :0· 05-4. O % 重量，Gd :0-5. 5%重量，Dy :0_5· 5%重量，Er :0_5· 5% 重量，Zr :0· 05-1. O % 重量，Zn+Mn < O. 11%重量，任选地，总量达20%重量的不同于Y、Nd、Gd、Dy和Er的稀土和重稀土，和其余是镁和总计O. 3%重量的附带杂质，其中GcUDy和Er的总含量在O. 3_12%重量范围内，并且其中当合金处于T4或T6条件时,平均粒度介于I μ m和15 μ m之间的任何沉淀粒子的面积百分比小于3%。我们之前的申请提到了诸如King等专家持有的先前观点作为合金成分的重稀土的行为基本相同，且因此重稀土诸如铒和镱在镁合金诸如WE43中可互换。然而调查显示，如PCT/GB2009/002325的表2提出的镁中个体重稀土的固体溶解度值所揭示的，先前的这种观点没有充分证据。而且，在我们之前的申请中认为Gd、Dy和Er是基本上等效的，每个以达5. 5%重量的量存在。然而，PCT/GB2009/002325的表2中的固体溶解度数据表明，使用Er应该比使用Gd和Dy更有利，且现在进一步的研究证实了这点。现在进一步的研究确定，在锻造镁合金的温度下，铽在镁中的溶解度几乎与镝一样，钦在镁中的固体溶解度大于镝并且几乎与铒的溶解度一样，而铥且特别是镥具有优于铒的固体溶解度。因此，在本发明中，重稀土 Ho、Lu、Tm和Tb中的一种或多种可部分或全部替代PCT/GB2009/002325的合金中使用的Er。在包括室温"RT"在内的各种温度下，纯镁中重稀土和所选其他稀土的固体溶解度极限列于表I。然而要理解，对于含有其他合金元素的镁合金而言，这些极限会改变。 表I
权利要求
1.一种适合制成医疗植入物的镁合金，包含 Y:0-10%重量， Nd :0-5%重量， 其中Y+Nd总计至少O. 05%重量， 总量大于O. 5%且不超过5. 5%重量的选自Ho、Lu、Tm和Tb的一种或多种重稀土， Gd 0-3. 0%重量，和 Sm 0-0. 2%重量， 其中任选地，所述合金包括以下中的一种或多种 Dy :0-8%重量，· Zr 0-1. 2%重量， Al 0-7. 5%重量， Zn和/或Mn :总计0-2%重量， Sc :0-15%重量， In :0-15%重量， Ca :0-3%重量， 达5. 5%重量的Er，条件是Er、Ho、Lu、Tm和Tb总计不超过5. 5%重量，和总量达O. 5%重量的不同于Y、Nd、Ho、Lu、Tm、Tb、Dy、Gd和Er的一种或多种稀土和重稀土， 其余是镁和总计达O. 3%重量的附带杂质。
2.如权利要求I所述的合金，其中Y的含量是O.05-5%重量。
3.如权利要求2所述的合金，其中Y的含量是3.7-4. 2%重量。
4.如权利要求I至3中任一项所述的合金，其中Nd的含量是O.05-2. 5%重量。
5.如前述权利要求中任一项所述的合金,其中所选重稀土Ho、Lu、Tm、Tb和Er的总量达4%重量。
6.如前述权利要求中任一项所述的合金，其中所选重稀土是Lu或Tm。
7.如前述权利要求中任一项所述的合金，其中Dy的含量是0-4%重量。
8.如权利要求7所述的合金，其中Dy的含量是0-0.6%重量。
9.如前述权利要求中任一项所述的合金，其中Gd的含量是0-2.5%重量。
10.如权利要求9所述的合金，其中Gd的含量是0-2%重量。
11.如前述权利要求中任一项所述的合金,其中Zr的含量是O.1-0. 8%重量。
12.如前述权利要求中任一项所述的合金，其中Al的含量是0-1%重量。
13.如前述权利要求中任一项所述的合金，其中Zn+Mn的含量是0-0.40%重量。
14.如前述权利要求中任一项所述的合金，其中Sc的含量是0-5%重量。
15.如前述权利要求中任一项所述的合金，其中In的含量是0-5%重量。
16.如前述权利要求中任一项所述的合金，其中Ca的含量是0-1%重量。
17.如前述权利要求中任一项所述的合金，其中Ho、Lu、Tm、Tb、Er、Dy和Gd的总含量是O. 2-9%重量。
18.如权利要求17所述的合金，其中Ho、Lu、Tm、Tb、Er、Dy和Gd的总含量是2-6%M量。
19.如前述权利要求中任一项所述的合金，其中Ho、Lu、Tm、Tb、Er、Nd、Dy和Gd的总含量是5-9%重量。
20.如前述权利要求中任一项所述的合金，其中Yb以0-0.02%重量的量存在。
21.如权利要求20所述的合金，其中Yb含量小于O.01%重量。
22.如前述权利要求中任一项所述的合金，其中Sm以0-0.04%重量的量存在。
23.如权利要求22所述的合金，其中Sm含量小于或等于O.02%重量。
24.如前述权利要求中任一项所述的合金,所述合金具有至少85%重量的镁含量。
25.如前述权利要求中任一项所述的合金，其中如根据ASTMB117测量的，所述合金表现出小于40Mpy的腐蚀速率。
26.如前述权利要求中任一项所述的合金，其中在所述合金的加工过程中形成的平均粒度介于I μ m和20 μ m之间的任何沉淀粒子的面积百分比小于5%。
27.如前述权利要求中任一项所述的合金，其中当所述合金处于T4或T6条件时，平均粒度介于I μ m和15 μ m之间的任何沉淀粒子的面积百分比小于3%。
28.如前述权利要求中任一项所述的合金,其中不同于Gd、Dy、Ho、Lu、Tm和Tb的稀土(不包括Y和Nd)的总含量小于Gd、Dy、Ho、Lu和Tm的总重量的13%。
29.如权利要求26或权利要求27所述的合金，其中所述粒子富含Nd，使得所述粒子具有的Nd的百分组成大于所述粒子中任何其他元素的百分组成。
30.如前述权利要求中任一项所述的合金，所述合金经锻造。
31.如权利要求I所述的镁合金，基本上如前文所述。
32.一种医疗植入物，包括前述权利要求中任一项所述的合金。
全文摘要
具有良好的加工性能和/或延性同时保持良好的耐腐蚀性和/或耐降解性的镁合金，包括Y0-10％重量、Nd0-5％重量，其中Y+Nd总计至少0.05％重量；总量大于0.5％且不超过5.5％重量的选自Ho、Lu、Tm和Tb的一种或多种重稀土；Gd0-3.0％重量；和Sm0-0.2％重量。所述合金任选包括以下中的一种或多种Dy0-8％重量；Zr0-1.2％重量；Al0-7.5％重量；Zn和/或Mn总计0-2％重量；Sc0-15％重量；In0-15％重量；Ca0-3％重量；达5.5％重量的Er，条件是Er、Ho、Lu、Tm和Tb总计不超过5.5％重量；和总量达0.5％重量的不同于Y、Nd、Ho、Lu、Tm、Tb、Dy、Gd和Er的一种或多种稀土和重稀土；其余是镁和总计达0.3％重量的附带杂质。
文档编号C22C23/06GK102892909SQ201180014925
公开日2013年1月23日 申请日期2011年3月23日 优先权日2010年3月25日
发明者保罗·莱昂 申请人:镁电子有限公司