[发明专利]一种熔模铸造钴铬钼人工关节植入物的模壳及其制造方法

说明书

本发明公开了一种熔模铸造钴铬钼人工关节植入物的模壳及其制造方法，涉及金属加工技术领域，该模壳主体设有两层铝酸钴面层，铝酸钴面层包括硅溶胶、氧化铝粉、铝酸钴粉、消泡剂、润湿剂、乳胶，其中氧化铝粉与硅溶胶质量比为4.35‑4.45，铝酸钴与硅溶胶质量比为0.22‑0.35，消泡剂与硅溶胶质量比为6‑8ml/Kg，润湿剂与硅溶胶质量比为2‑3 ml/Kg，乳胶与硅溶胶质量比为0.03‑0.05，由于含有铝酸钴的氧化铝浆料和氧化铝粉具有很高的导热性能，且双面层的方式保证了高导热层的厚度，增加了金属液的过冷度，提高了形核率，最终达到细化晶粒的目的；在面层浆料和背层浆料中加入了一定含量的乳胶，焙烧后乳胶烧损，在模壳中形成大量孔隙，增加了模壳的透气性，降低了铸件气孔报废率。

技术领域

本发明涉及金属加工技术领域，特别是涉及一种熔模铸造钴铬钼人工关节植入物的模壳及其制造方法。

背景技术

随着社会经济发展，人们对于医疗健康的意识越来越强，钴铬钼合金人工关节植入物的需求也越来越大，人工关节要想替代关节的功能，其对材料性能要求非常高，需要较高的强度及韧性。从金属学上来看，若要达到高强度高韧性的性能，需要零件具有均匀细小的晶粒。但对于钴铬钼合金，该合金不存在相变点，通过后期热处理是不能获得细小晶粒的；另外，目前大部分航空企业使用的铝酸钴晶粒细化剂，是通过置换反应获得细小钴单质，促进金属液非均匀形核达到细化晶粒的目的，但该原理的前提条件是母合金中需要有大量比钴活泼的元素，对于钴铬钼合金很显然不具备这样的条件。

国内一般生产钴铬钼合金人工关节植入物的企业，是通过降低壳温和浇注温度来获得细晶，但是这样的方式对于薄壁件会有浇不足的风险，且这种方式获得的细晶往往是不均匀的，零件厚大部位还可能是粗大晶粒。

另外钴铬钼合金人工关节植入物一般是在大气环境或者有保护气氛的真空环境下浇注，浇注过程中气体可能无法从模壳中溢出，造成憋气，表现在铸件上有大量气孔，导致生产成本的提高和质量的下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是通过降低壳温和浇注温度来获得细晶的方式对于薄壁件会有浇不足的风险，且这种方式获得的细晶往往是不均匀的，零件厚大部位还可能是粗大晶粒；在大气环境或者有保护气氛的真空环境下浇注时会导致铸件上有大量气孔。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种熔模铸造钴铬钼人工关节植入物的模壳，包括模壳主体，其特征在于：所述的模壳主体包括由内向外依次设置的两层铝酸钴面层、背层以及封浆层，铝酸钴面层包括硅溶胶、氧化铝粉、铝酸钴粉、消泡剂、润湿剂、乳胶，其中氧化铝粉与硅溶胶的质量比为4.35-4.45，铝酸钴与硅溶胶的质量比为0.22-0.35，消泡剂与硅溶胶的质量比为6-8ml/Kg，润湿剂与硅溶胶的质量比为2-3ml/Kg，乳胶与硅溶胶的质量比为0.03-0.05。

技术效果：通过含有铝酸钴的氧化铝浆料，以及氧化铝粉，两种材料都具有很高的导热性能，且通过双面层的方式保证了高导热层的厚度，增加了金属液的过冷度，提高了形核率，最终达到了细化晶粒的目的；在面层浆料和背层浆料中加入了一定含量的乳胶，焙烧后乳胶烧损，在模壳中形成大量孔隙，增加了模壳的透气性，降低了铸件气孔报废率。

本发明进一步限定的技术方案是：背层包括硅溶胶、熔融石英粉、锆粉、消泡剂、乳胶、蒸馏水，其中熔融石英粉与硅溶胶的质量比为2.2-2.4，消泡剂与硅溶胶的质量比为6-8ml/Kg，乳胶与硅溶胶的质量比为0.03-0.05，蒸馏水与硅溶胶的质量比为9-11。

进一步的，铝酸钴粉的有效成分含量为35％。

前所述的熔模铸造钴铬钼人工关节植入物的模壳，氧化铝粉的目数为320目。

前所述的熔模铸造钴铬钼人工关节植入物的模壳，消泡剂设置为脂肪族酰胺消泡剂，润湿剂设置为聚氧乙烯润湿剂。

前所述的熔模铸造钴铬钼人工关节植入物的模壳，锆粉的目数为320目。