[发明专利]低弹性模量可降解生物医用金属及其制备加工方法

权利要求书

1.一种低弹性模量可降解生物医用金属的制备加工方法，包括如下步骤：

1)按照质量百分比计，合金的组成为：Zn：1～5％，Ca：0.8～2.2％，Sr：0.2～1.5％，Ti：0.3～1.0％，Si：0.1～0.5％，余量为Mg；其中合金元素含量的顺序为Zn＞Ca＞Sr＞Ti＞Si，并且(Ca+Sr)＞3倍的Ti，Ti+Si＜1.2％；按照合金的配比配料，原料为镁、Zn、Si、Mg-Ca、Mg-Sr、Mg-Ti中间合金；

2)在惰性 气体保护下，将镁进行预热，保证表面无水汽；同时在惰性 气体保护下，将坩埚进行预热；

3)在保护气体中，将预热好的镁放入坩埚，进行升温熔化；

4)镁全部熔化后，加入预热的Mg-Ca中间合金，熔炼温度控制在700℃～750℃，然后分别加入预热的Mg-Sr及Mg-Ti中间合金，并搅拌一段时间，然后升温至750℃～800℃，加入单质Si、Zn，待全部熔化后，保温1分钟～5分钟，然后冷却至660℃～680℃；

5)采用半固态挤压机进行挤压，挤压温度为550～630℃，挤压得到的型材为板材或棒材，挤压出口配合气体保护装置，冷却到室温；

6)将型材在真空条件下进行热处理；

7)在保护气体保护下，对材料进行时效处理；

8)进行拉拔、旋锻或者喷丸处理，减径比例为10％～30％，在表面留下因减径而形成的10～100微米应力层。

2.根据权利要求1所述的低弹性模量可降解生物医用金属的制备加工方法，其特征在于：采用的镁为高纯镁，镁纯度为99.999w％以上，Mg-Ca、Mg-Sr、Mg-Ti中间合金分别为Mg-30Ca、Mg-30Sr、Mg-10Ti中间合金；镁预热的温度为200℃～300℃，保温时间为10分钟～30分钟；坩埚预热的温度为400℃～450℃，保温时间为30分钟～40分钟。

3.根据权利要求1所述的低弹性模量可降解生物医用金属的制备加工方法，其特征在于：镁升温熔化的过程为，先升温至600℃，保温10分钟～15分钟，然后继续升温，至温度为700℃～720℃；所述的搅拌为电磁及超声场联合搅拌，搅拌时间为10分钟～30分钟；所述的半固态挤压机具有双螺杆结构，挤压得到板材、圆棒或截面不规则的型材，截面面积不小于8mm²。

4.根据权利要求1所述的低弹性模量可降解生物医用金属的制备加工方法，其特征在于：所述型材的热处理为先在300℃～340℃温度下，保温5小时～20小时，然后升温至400℃～440℃，保温3小时～20小时，随后冷却至室温。

5.根据权利要求1所述的低弹性模量可降解生物医用金属的制备加工方法，其特征在于：所述的时效处理的温度为150℃～200℃之间，保温时间为5小时～30小时。

6.根据权利要求1所述的低弹性模量可降解生物医用金属的制备加工方法，其特征在于：所述的拉拔或旋锻处理，温度为室温～100℃，拉拔处理为2～5道次，旋锻处理为2～10道次。

7.一种低弹性模量可降解生物医用金属器件的制备加工方法，其特征在于：采用权利要求1-6任一项所述的方法制备得到的低弹性模量可降解生物医用金属，加工成器件，器件表面为应力层；将器件进行表面处理。

8.根据权利要求7所述的低弹性模量可降解生物医用金属器件的制备加工方法，其特征在于：所述应力层的厚度可通过机械加工或热处理来进行调整，所述热处理的温度为120℃～440℃，保温时间为10小时～48小时。

9.根据权利要求7所述的低弹性模量可降解生物医用金属器件的制备加工方法，其特征在于：所述的表面处理包括微弧氧化、化学转化或者涂覆薄膜，所述的薄膜为含羟基磷灰石类的薄膜、磷酸钙膜或有机膜层，薄膜为单层或多层；是一种薄膜或几种薄膜。