[发明专利]含氧化层锆铌合金分区骨小梁单间室股骨髁及制备方法

权利要求书

1.含氧化层锆铌合金分区骨小梁单间室股骨髁的制备方法，其特征是包括如下步骤：

1)以锆铌合金粉为原料，经3D打印一体成型得到含氧化层锆铌合金分区骨小梁单间室股骨髁的第一中间产物，将第一中间产物放入热等静压炉，在氩气或氦气保护下，升温至1250℃-1400℃，在140MPa-180MPa，恒温放置1h-3h，降至常压，随炉冷却至200℃以下取出，得到第二中间产物：

2)将第二中间产物放置于程序性降温盒中以1℃/min的速度降温至-80℃～-120℃，恒温放置5h-10h，从程序性降温盒中取出；在液氮中再放置16h-36h，调节温度至室温，得到第三中间产物；

3)将第三中间产物放置于程序性降温盒中以1℃/min的速度降温至-80℃～-120℃，恒温放置5h-10h；从程序性降温盒中取出；在液氮中再放置16h-36h，调节温度至室温；得第四中间产物；

4)将第四中间产物进行表面机加工修整、抛光、清洗和干燥，得第五中间产物；所述第五中间产物的股骨髁关节面的粗糙度Ra≤0.05μm；

5)将第五中间产物放置于管式炉内，通入含氧量为5％-15％的常压氩气或氦气，以5℃/min-20℃/min加热至500℃-700℃，以0.4℃/min-0.9℃/min降温至400℃-495℃，再自然冷却至200℃以下取出，得到含氧化层锆铌合金分区骨小梁单间室股骨髁；

含氧化层锆铌合金分区骨小梁单间室股骨髁的第一中间产物、第二中间产物、第三中间产物、第四中间产物和第五中间产物的结构与含氧化层锆铌合金分区骨小梁单间室股骨髁的结构相同；

所述含氧化层锆铌合金分区骨小梁单间室股骨髁的结构包括股骨髁关节面(1)和骨整合面(2)，所述股骨髁关节面(1)的纵截面呈弧形，所述骨整合面包括股骨髁后端骨整合面(21)和股骨髁远端骨整合面(22)，股骨髁后端骨整合面(21)为竖直平面设置，股骨髁远端骨整合面(22)为弧形设置，且与股骨髁关节面(1)具有共同球心；所述股骨髁远端骨整合面(22)中部设置有第一圆柱形固定柱(4)，股骨髁远端骨整合面前部设置有第二圆柱形固定柱(5)，第二圆柱形固定柱(5)的直径小于第一圆柱形固定柱(4)；骨整合面(2)的边缘设置有侧壁(3)，在侧壁(3)以内除设置第一圆柱形固定柱(4)和第二圆柱形固定柱(5)以外的其他部分分区设置骨小梁(6)，骨小梁分区线(7)位于所述骨整合面(2)前后方向的中部；骨小梁分区线(7)之前、后分别设置有第一种骨小梁(8)和第二种骨小梁(9)，第一种骨小梁的孔径和孔隙率小于第二种骨小梁的孔径和孔隙率；

所述第一种骨小梁(8)的孔径为0.40mm-0.60mm，孔隙率为60％-75％；所述第二种骨小梁(9)的孔径为0.61mm-0.80mm，孔隙率为76％-90％；所述第一种骨小梁和第二种骨小梁的厚度相等，为1mm-2mm；

所述锆铌合金粉的化学成分按质量百分比计分别为85.6％-96.5％的Zr，1.0％-12.5％的Nb，其余为不可避免的杂质；所述锆铌合金粉的粒径为45-150μm。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)、3)中所述调节温度为：升温至-120℃～-80℃，恒温保持3h-5h；升温至-40℃～-20℃，恒温保持3h-5h；升温至4℃-8℃，恒温保持1h-3h，升温。

3.权利要求1或2的方法制备的含氧化层锆铌合金分区骨小梁单间室股骨髁。