一种医用可降解镁铋合金板的制备方法

一种医用可降解镁铋合金板的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种医用可降解镁铋合金板的制备方法，是针对医用骨组织修复材料的特性，采用镁、铋化学物质，经熔炼、铸锭、均质处理、交叉多道次加热轧制、低温回火，制成医用可降解镁铋合金板，此制备方法工艺先进，数据精确翔实，制成的镁铋合金板厚度为2mm，屈服强度200MPa,拉伸强度235MPa，伸长率达18.5%，可用于医学骨质移植修复材料，在模拟人体体液下降解速率为1.32mg?cm?day-1，是十分理想的医用可降解镁铋合金板的制备方法。
【专利说明】一种医用可降解镁铋合金板的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种医用可降解镁铋合金板的制备方法，属于生物医用合金的制备及应用的【技术领域】。
【背景技术】
[0002]镁合金具有良好的生物相容性和力学相容性，第三代医用材料必须具备可降解性和生物活性，镁合金作为新一代医用植入材料具有广阔的发展前景。
[0003]镁合金密度1.7~2.0g.cnT3,接近于自然骨密度1.8~2.1g.cnT3,其抗压强度和抗伸强度比可降解的聚合物更高；与钛合金、铬合金、不锈钢相比，镁合金的弹性模量更接近天然骨骼，可有效的避免由于弹性模量不匹配引起的应力遮挡效应。
[0004]镁合金是骨组织修复及替代材料研究的热点，其生物可降解性较强，是人体骨移植、骨修复的优选材料，也避免了二次手术给患者带来的痛苦及经济负担；镁合金也是心血管支架材料，可有效减少血管内膜增生和血栓，被誉为最优金属生物材料；镁合金在医学应用中也存在降解速度快、降解不均匀的问题，例如201110043303.8专利，Mg-Zn-Y-Nd镁合金，做成的骨钉、骨板由于降解速度快、不均匀，很难满足临床要求；还有的镁合金耐蚀性和强韧性差，使医学临床应用受到很大局限。

【发明内容】

[0005]发明目的
[0006]本发明的目的是针对【背景技术】的情况、医用骨组织修复材料的特性，采用镁、铋化学物质，经过熔炼铸锭、均质处理、交叉轧制、低温回火，制成医用镁铋合金，以大幅度提高医用合金的强度、韧性和伸长率，扩大医用合金的使用范围。
[0007]技术方案
[0008] 本发明使用的化学物质材料为:镁、铋、二氧化碳、氮气、氩气、精炼剂、无水乙醇、砂纸，其准备用量如下:以克、毫升、毫米、厘米3为计量单位
[0009]
【权利要求】
1.一种医用可降解的镁铋合金的制备方法，其特征在于:使用的化学物质材料为:镁、铋、二氧化碳、氮气、氩气、精炼剂、无水乙醇、砂纸，其准备用量如下:以克、毫升、毫米、厘米3为计量单位 镁:Mg 75mm X 75mmx 50mm500 gxlg 铋:Bi50g±lg二氧化碳:CO2!00000cm3±100cm3氮气:N2100000 cm3±100 cm3鑲气；Ar100000 cm3± 100 cm3
精炼剂:MgCl2 +KCl+BaCl2+CaF2+CaCl2 8g±0.25g
无水乙 If: C2HsOH500 mL
砂纸:400 目300mmx(k5mmx200mm 3 张制备方法如下:(1)精选化学物质材料对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度、含量控制: 镁:固态块体99,99% 铋:同态粉体99.99% 二氧化碳:气态气体99.1% 氮气:气态气体99J% 鉍气；气态气体99.1%
精炼剂:同态同体 MgCl2 45%, KCl 40%, BaCl25% , CaF2
5%, CaCl2 5%；无水乙醇:液态廳体99,1%
砂紙:固态纸状(2)熔炼、浇铸镁铋合金锭镁铋合金锭的熔炼、浇铸是在熔炼炉中进行的，是在加热熔炼、添加精炼剂、惰性气体保护下、浇铸冷却的过程中完成的；①制备开合式模具开合式模具用不锈钢材料制作，模具型腔为矩形，型腔表面粗糙度为Ra0.08~0.16 μ m ；②切制镁块将镁块置于切割机上切割，成60mmX 50mmX 40mm块状；③清理熔炼坩埚用金属铲、金属刷清理熔炼坩埚内部，用无水乙醇进行擦洗，然后晾干，使坩埚内洁净；④熔炼将熔炼坩埚置于熔炼炉内，并密闭；然后由加料管加入镁块500g±lg;开启电阻熔炼炉，当炉温升至300°C时，向炉内输入C02+N2混合气体，混合气体输入速度150cm3/min，混合气体比例为CO2IN2 = 1:10 ；当炉温升至720V ±2°C时，恒温保温搅拌15min，镁块熔化成熔液；将铋粉50g±lg由加料管加入熔炼坩埚；继续加热升至740V ±2°C，恒温保温搅拌IOmin ；然后由加料管加入精炼剂8g±0.25g，继续搅拌5min ；然后停止搅拌，使熔液静置20min ；然后降低熔液加热温度至700°C，在此温度进行浇铸；将熔炼坩埚对准开合式模具浇注口，进行浇铸，浇满为止；在熔炼过程中，镁、铋在精炼剂的作用下将进行合金化反应，反应式如下:
2.根据权利要求1所述的一种医用可降解镁铋合金板的制备方法，其特征在于:镁铋合金锭的熔炼制备是在熔炼炉中进行的，是在加热熔炼、添加熔炼剂、惰性气体保护下、浇铸冷却过程中完成的；熔炼炉为立式，熔炼炉(I)的底部为熔炼炉电控箱(3)，上部为顶座(2);在熔炼炉(I)内部设有电阻加热工作台(4)、模具工作台(8)，在电阻加热工作台(4)上部设置熔炼坩埚(5)，熔炼坩埚(5)内为镁铋合金液(7)，在熔炼炉(I)的炉壁上设有坩埚调控架(6)，坩埚调控架(6)与熔炼坩埚(5)联接，并调控熔炼坩埚(5)的倾斜浇注角度；在顶座(2)上部设有加料管(11)，并由料管固定座(29)固定，加料管(11)伸入熔炼坩埚(5)内，做加料使用；在顶座(2)上部设有搅拌器(12)，并由搅拌固定座(30)固定，搅拌器(12)伸入熔炼坩埚(5)内，做搅拌使用；在模具工作台上部设置开合式模具(9)，在开合式模具(9)上部为浇注口(10)，开合式模具(9)内为镁铋合金锭(31);在熔炼炉⑴的左部设有氮气瓶(15)，氮气瓶(15)上部通过氮气阀(16)、氮气管(17)与混合气体箱(21)联接，在氮气瓶(15)的左部设有二氧化碳瓶(18)，二氧化碳瓶(18)通过二氧化碳气体阀(19)、二氧化碳气体管(20)与混合气体箱(21)联接，混合气体箱(21)通过混合气体阀(22)、进气管(13)向熔炼炉(I)内输入混合气体(23);在熔炼炉电控箱(3)上设有熔炼炉显示屏(24)、熔炼炉指示灯(25)、熔炼炉开关(26)、电阻加热控制器(27)、搅拌控制器(28)。
3.根据权利要求1所述的一种医用可降解镁铋合金板的制备方法，其特征在于:镁铋合金板的轧制是在辊轧机上进行的，是在轧制压力200KN、加热、4道次轧制过程中完成的；辊轧机为立式，辊轧机底部为辊轧机底座(49)，辊轧机底座(49)左右上部对称设置左立柱(33)、右立柱(34)，在左立柱(33)、右立柱(34)上部联接辊轧机顶座(32)，组成整体框架立式结构，在辊轧机顶座(32)下部联接上扎辊转动机构(35)，上轧辊转动机构(35)下部联接上轧辊电阻加热器(36)，上轧辊电阻加热器(36)下部联接上轧辊(37);在辊轧机底座(49)上部设有下轧辊转动机构(40)，在下轧辊转动机构(40)上部联接下轧辊电阻加热器(39)，下轧辊电阻加热器(39)上部连接下轧辊(38)，在上轧辊(37)与下轧辊(38)之间为镁铋合金板(48)，上轧辊(37)转动方向为逆时针转动，下轧辊(38)转动方向为顺时针转动，镁铋合金版 (38)的轧制方向为由左向右轧制。
【文档编号】C22C1/02GK103993187SQ201410217464
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】程伟丽, 王红霞, 许春香, 张金山, 李黎忱, 田权伟, 张辉, 霍瑞, 王淼 申请人:太原理工大学