[发明专利]一种生物医用Ti-Sn涂覆层合金和医用牙科合金的制备方法

说明书

本发明公开的一种生物医用Ti‑Sn涂覆层合金制备方法，将5～40％含量的Sn，余量为Ti的两元素混合置于熔炼炉内，熔炼得到Ti‑Sn合金铸锭，采用模冷法进行真空吸铸得到高强度，高耐磨Ti‑Sn合金片作为生物医用涂覆层，其医用牙科合金的制备方法中将采用钛合金作为基体，用上述方法制备出的Ti‑Sn涂覆层合金熔覆在其表面，在保持基体钛合金高强度、低弹性模量和优异形状记忆性能的基础上也提高了形状记忆钛合金表面硬度和耐磨性。

技术领域

本发明属于一种生物医用钛合金材料，特别涉及生物医用Ti-Sn涂覆层合金及医用牙科合金的制备方法。

背景技术

随着人类生活水平提高和科学技术的发展，社会对人体植入硬组织材料需求越来越高。钛合金具有优异的人体相容性，强度高，逐渐替代医用不锈钢、钴基合金成硬组织替代材料，如髋、膝、肩、踝、肘、腕、指关节等人工关节，髓内钉、钢板、螺钉等骨创伤产品，牙种植体、托槽、牙矫形丝，脊柱矫形内固定系统，人工心脏瓣膜、介入性心血管支架，就综合性能而言，目前还没有比钛合金更好的医用植入金属材料。

但是由于钛合金硬度和耐磨性不高，一直影响其在牙科方面的使用，现有常规采用的钛合金中，纯钛的硬度约150-200HV，NiTi合金硬度不唯一但低于300HV，而专利CN103014389 A提供的TiNbMoSn形状记忆性合金其硬度约为256HV，而上述钛合金硬度与牙齿需要的高硬度还是有一定差距，无法作为假牙，桥樑和植入物等；另外其耐磨性能比较差会导致其使用寿命变短。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景技术中所提到的问题，提供了一种生物医用Ti-Sn涂覆层合金制备方法，其制备出的Ti-Sn涂覆层合金具有高硬度，高耐磨的优点，其医用牙科合金的制备方法中将采用上述方法制备出的Ti-Sn涂覆层合金熔覆在其表面，在保持基体钛合金高强度、低弹性模量和优异形状记忆性能的基础上提高了其表面硬度和耐磨性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种生物医用Ti-Sn涂覆层合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、将Sn元素、Ti元素混合置于真空熔炼炉内，熔炼得到Ti-Sn合金铸锭，其两元素的质量配比为，Sn元素含量5～40％，余量为Ti；

B、将步骤A得到的Ti-Sn合金铸锭采用模冷法进行真空吸铸得到Ti-Sn合金片，模冷法快速凝固处理的冷却速率为10⁴～10⁶K/s。

进一步地，步骤A中，Sn元素、Ti元素混合置于真空熔炼炉内，熔炼时将Ti元素对Sn元素进行覆盖，并在真空熔炼炉内反复熔炼5-8次得到Ti-Sn合金铸锭。

进一步地，所述生物医用Ti-Sn涂覆层合金，硬度为320～480HV，摩擦系数为0.4～0.6。

一种医用牙科合金的制备方法，其步骤在于：

1)、取钛合金作为牙科合金基体；

2)、按照如权利要求1-3中任意一项所述的生物医用Ti-Sn涂覆层合金的制备方法制备出Ti-Sn合金片；

3)、将步骤2)制成的Ti-Sn合金片打磨成约为0.5mm合金薄片；

4)、将步骤1)中取得的钛合金，打磨表面氧化层后放置于激光器载物台上，将步骤3)制成的Ti-Sn合金薄片放置于钛合金上，使用激光熔覆技术将Ti-Sn合金薄片熔覆于钛合金表面即可。

进一步地，步骤4)中激光熔覆技术的参数为：功率为2000～2500W，扫描速率为500～800mm/min，光斑直径为2～6mm。

进一步地，步骤3)中将步骤2)制成的Ti-Sn合金片用电火花线切割机切成薄片后，采用金相砂纸将切出的Ti-Sn合金薄片打磨成约为0.5mm合金薄片。