[发明专利]一种原位合成氧化物弥散强化CoCrW合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种原位合成氧化物弥散强化CoCrW合金的制备方法，包括以下步骤：将CoCrW合金粉末在惰性气体氛围中进行激光融化处理得到原位合成氧化物弥散强化CoCrW合金，气体氛围中的氧气含量为200～2000ppm，CoCrW合金粉末中含有Si元素，CoCrW合金粉末中的Si元素的重量含量为0.1％～2％。本发明的制备方法通过选区激光熔化技术，在CoCrW合金中原位合成球形/近球形纳米氧化物弥散沉淀相，该相为非晶态，因此与CoCrW合金基体的界面无晶格适配问题，界面过渡层结合紧密。本发明的原位合成氧化物弥散强化CoCrW合金内大量均匀分布有氧化物弥散沉淀相，氧化物弥散沉淀相的存在显著提高了CoCrW合金与陶瓷的结合能力，避免了裂纹和“崩瓷”现象，延长了烤瓷牙使用寿命。

技术领域

本发明涉及激光增材制造技术领域，具体涉及一种原位合成氧化物弥散强化CoCrW合金及其制备方法。

背景技术

Co-Cr合金具有优异的力学性能、抗腐蚀性能、耐磨性能和生物兼容性，广泛应用于医疗器械领域，尤其是牙科修复体。传统CoCr合金牙科修复体生产技术主要是熔模铸造技术和切削加工技术。两种技术各有优缺点：熔模铸造技术部分流程需要人工完成，效率低，质量不稳定；切削加工材料浪费、复杂形状加工受限。随着3D打印技术的发展，激光选区熔化技术逐渐应用到牙科修复体生产中，完全克服了上述传统技术的缺点，受到市场欢迎。

不论是传统技术还是3D打印技术生产的Co-Cr合金牙科修复体，都需要进行“烤瓷”，即烤瓷熔附金属全冠，是将生产完成的金属修复体表面高温贴合一层陶瓷。烤瓷牙的颜色和天然的牙齿很接近，可以起到美化口腔的效果，因而是目前临床使用最多的全冠修复体。然而金属与陶瓷热膨胀系数、弹性模量等物理性质差别较大，金-瓷结合界面长期使用会出现裂纹，造成“崩瓷”现象，甚至造成对颌牙的磨损。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种原位合成氧化物弥散强化CoCrW合金及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种原位合成氧化物弥散强化CoCrW合金的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将CoCrW合金粉末在惰性气体氛围中进行激光融化处理得到原位合成氧化物弥散强化CoCrW合金，所述惰性气体氛围中的氧气含量为200～2000ppm，所述CoCrW合金粉末中含有Si元素，所述CoCrW合金粉末中的Si元素的重量含量为0.1％～2％。

上述原位合成氧化物弥散强化CoCrW合金的制备方法通过选区激光熔化技术，在CoCrW合金中原位合成球形/近球形纳米氧化物弥散沉淀相，该相为非晶态，因此与CoCrW合金基体的界面无晶格适配问题，界面过渡层结合紧密，由于上述制备方法获得的原位合成氧化物弥散强化CoCrW合金内大量均匀分布有氧化物弥散沉淀相，将陶瓷熔附原位合成氧化物弥散强化CoCrW合金(烤瓷)过程中，由于氧化物弥散沉淀相的存在将显著提高原位合成氧化物弥散强化CoCrW合金与陶瓷的结合能力，避免了裂纹和“崩瓷”现象，延长了烤瓷牙使用寿命。

优选地，所述惰性气体氛围中的氧气含量为1000～2000ppm。

发明人通过研究发现，当惰性气体氛围中的氧气含量为1000～2000ppm时，制备获得的原位合成氧化物弥散强化CoCrW合金中的氧化物弥散沉淀相密度更大，弥散沉淀相的粒度更均匀，使得原位合成氧化物弥散强化CoCrW合金的结合能力与陶瓷的结合能力更强。

优选地，所述惰性气体氛围中的氧气含量为1500～1800ppm。

发明人通过研究发现，当惰性气体氛围中的氧气含量为1500～2000ppm时，制备获得的原位合成氧化物弥散强化CoCrW合金中的氧化物弥散沉淀相密度更大，弥散沉淀相的粒度更均匀，使得原位合成氧化物弥散强化CoCrW合金的结合能力与陶瓷的结合能力更强。

优选地，所述CoCrW合金粉末中的Si元素的重量含量为1％～1.5％。