[发明专利]材料组合物、钛合金制品及其制备方法

说明书

本发明涉及一种材料组合物、钛合金制品及其制备方法。该材料组合物，以质量百分含量计，包括以下组分：10％～40％的Nb、54.8％～84.95％的Ti、1％～5％的Mo、0.01％～0.1％的稀土元素和第一组分，上述材料组合物中，以质量百分含量计，第一组分包括1％～5％的Ta、1％～3％的V、1％～4％的W、0.01％～0.1％的Fe、0.01％～0.3％的Cr、0.01％～0.5％的Cu、1％～3％的Mn及0.01％～0.1％的Si中的至少一种。采用上述材料组合物能够制备得到兼具较高抗拉强度和致密度的钛合金制品。

技术领域

本发明涉及生物材料领域，特别是涉及一种材料组合物、钛合金制品及其制备方法。

背景技术

钛合金材料由于具有耐腐蚀、良好的加工性和生物相容性等特点，正逐渐取代不锈钢等传统生物医用金属材料，成为临床上用于诊断、治疗、修复或者替代人体组织、器官或者增进其功能的新型医用载体材料。钛合金制品在外科移植手术中得到了广泛地应用，例如被用作人工膝关节、股关节、齿科植入体、牙龈及义齿支架等。但采用传统的钛合金材料制备得到的合金制品的抗拉强度和致密度较低，不能满足实际需求。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够制备得到兼具较高抗拉强度和致密度的钛合金制品的材料组合物。

此外，还提供一种钛合金制品及其制备方法。

一种材料组合物，以质量百分含量计，包括以下组分：10％～40％的Nb、54.8％～84.95％的Ti、1％～5％的Mo、0.01％～0.1％的稀土元素和第一组分，所述材料组合物中，以质量百分含量计，所述第一组分包括1％～5％的Ta、1％～3％的V、1％～4％的W、0.01％～0.1％的Fe、0.01％～0.3％的Cr、0.01％～0.5％的Cu、1％～3％的Mn及0.01％～0.1％的Si中的至少一种。

上述材料组合物中，通过限定Nb和Mo的质量百分含量，且Nb和Mo能够与Ti相适配以形成固溶体，再限定第一组分的质量百分含量，第一组分中的Ta、V和W能够与Ti相适配以形成固溶体，且第一组分中的Fe、Cr、Cu、Mn及Si能够与Ti相适配以形成析出相，再加入特定比例的稀土元素以利于采用上述材料组合物制备钛合金制品的过程中的晶粒组织细化，促进等轴晶的形成，提高采用上述材料组合物制备得到的钛合金制品的强度和硬度，以得到兼具较高的抗拉强度和致密度的钛合金制品。经试验验证，由上述材料组合物制备得到的钛合金制品的抗拉强度为840MPa～966MPa，致密度为99.4％～99.84％。

在其中一个实施例中，以质量百分含量计，所述钛合金制品的化学组成包括：10％～40％的Nb、54.8％～84.95％的Ti、1％～5％的Mo、0.01％～0.1％的稀土元素和第一组成，所述钛合金制品中，以质量百分含量计，所述第一组成包括1％～5％的Ta、1％～3％的V、1％～4％的W、0.01％～0.1％的Fe、0.01％～0.3％的Cr、0.01％～0.5％的Cu、1％～3％的Mn及0.01％～0.1％的Si中的至少一种。

在其中一个实施例中，以质量百分含量计，所述钛合金制品的化学组成包括：10％～20％的Nb、77.9％～84.95％的Ti、1％～2％的Mo、0.01％～0.05％的稀土元素和第一组成，所述钛合金制品中，以质量百分含量计，所述第一组成包括1％～2％的Ta、1％～2％的V、1％～2％的W、0.01％～0.05％的Fe、0.01％～0.1％的Cr、0.01％～0.1％的Cu、1％～2％的Mn及0.01％～0.1％的Si中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述稀土元素包括La、Ce及Pr中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述钛合金制品为医用钛合金制品。

一种钛合金制品的制备方法，包括如下步骤：