[发明专利]一种用于固定人体骨骼的钴基合金及其制备方法

权利要求书

1.一种用于固定人体骨骼的钴基合金，其特征在于：按重量百分比计，该钴基合金的化学成分为：Cr：22.5-24.5％、Ni：7-8％、W：11-12％、Mo：3-4％、Ta：0.5％～1.5％、Si：0.1％～0.8％、Mn：0.1％～0.5％、Nb：0.1％～0.5％、Cu：1.0-2.0％、N：0.1-0.2％、Sc+La+Ce：0.01-0.08％、余量为Co和不可避免的杂质元素。

2.一种用于固定人体骨骼的钴基合金，其特征在于：按重量百分比计，该钴基合金的化学成分为：Cr：22.5-23％、Ni：7-7.5％、W：11-11.5％、Mo：3-3.5％、Ta：0.5％～1％、Si：0.1％～0.5％、Mn：0.1％～0.3％、Nb：0.1％～0.3％、Cu：1.0-1.5％、N：0.1-0.15％、Sc+La+Ce：0.01-0.05％、余量为Co和不可避免的杂质元素。

3.一种用于固定人体骨骼的钴基合金，其特征在于：按重量百分比计，该钴基合金的化学成分为：Cr：22.5％、Ni：7％、W：11％、Mo：3％、Ta：0.5％、Si：0.1％、Mn：0.1％、Nb：0.1％、Cu：1.0％、N：0.1％、Sc+La+Ce：0.01％、余量为Co和不可避免的杂质元素。

4.一种用于固定人体骨骼的钴基合金，其特征在于：按重量百分比计，该钴基合金的化学成分为：Cr：24.5％、Ni：8％、W：12％、Mo：4％、Ta：1.5％、Si：0.8％、Mn：0.5％、Nb：0.5％、Cu：2.0％、N：0.2％、Sc+La+Ce 0.08％、余量为Co和不可避免的杂质元素。

5.如权利要求1-4任一项所述的用于固定人体骨骼的钴基合金，其中Sc、La、Ce质量比为7∶2∶1。

6.如权利要求1-5任一项所述的用于固定人体骨骼的钴基合金的制备方法，具体如下：

(1)配料：针对钴基合金所需的成分设计，先进行配料，选用Co-Cr中间合金，Co-Cr中间合金中Co∶Cr质量比为1.35-1.45∶1；选用Cr-Ni中间合金，Cr∶Ni质量比为1.05-1.1∶1；选用Co-Mo中间合金，其中Co∶Mo质量比为1.55-1.65∶1，其他低熔点元素以纯度为99.99％的金属单质形式和/或低熔点中间合金的形式加入；

(2)合金熔炼：在300-350℃的坩埚内预热合金铸锭/粉，之后将其移入感应熔炼炉坩埚中，抽真空到10-3-10-4Pa，吹入氩气保护，前期缓慢提高功率，后期加快功率，使合金材料完全熔炼，其间采用超声振动使熔体充分熔融均匀；

(3)将步骤(2)所得熔体进行雾化处理，雾化时采用水作为雾化介质，雾化水压力为50-70MPa，水流速率为7-9升/秒，水流喷出速度为90-105米/秒；或采用气体作为雾化介质，雾化时介质压力为8-10MPa，介质喷出速度为300-330米/秒；

(4)冷却，将步骤(3)所得金属或合金细小液滴置于冷却介质中进行冷却，得到固体金属或合金颗粒；

(5)将步骤(4)所得的固体金属或合金颗粒按不同的粒度要求进行分级处理，选取粒径小于8μm的金属粉末，同时得到的金属粉末球形比例在90％以上，这类小于8μm的金属粉末以胞状晶形式存在的占90％以上比例；

(6)将上述金属粉末填满成形模具，将填充金属粉末的模具置于烧结炉中，对模具中的金属粉末施加200-250MPa的压强，并在烧结过程中一直保持该压力，保压同时，通入氢气，以速度为150～180℃/min升温至1200℃～1600℃并保温4h～6h，进行烧结处理，再降温至350℃～450℃，通入氮气并冷却至室温得到烧结成品；

(7)在1150℃-1200℃使烧结成品保温1.5-2h，水冷至室温后，再将烧结成品再次放入炉内温度为1150℃-1200℃使烧结成品保温0.5-1h出炉水冷后进行表面清洗、清理，得到热处理成品；

(8)热处理成品表面涂覆处理，将步骤(7)经过热处理制备的钴基合金成品放入由含氢含氟的酸性溶液中制成的沉积液中进行第一层处理，第一层的厚度范围为1μm～5μm，之后再将涂覆第一层后的合金进行雾化喷涂可降解高分子涂层，使用高分子聚合物溶液浓度为0.5～5wt％，可降解高分子涂层制备完成后，自然干燥或在30～50℃烘箱内干燥4～48小时，可降解高分子涂层的厚度范围为1μm～5μm，得到最终产品。