[发明专利]一种合金及其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种合金及其制备方法和应用，所述合金包括锡、锰、锌。通过利用Sn、Mn元素来强化锌合金力学性能、改善生物相容性，有效改善了锌合金的强度和韧性，扩展了锌合金/复合材料在医用材料领域的应用。

技术领域

本发明涉及金属材料加工技术领域，具体的涉及一种合金及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会进步，人们健康意识的不断增强，对于生命健康产业的要求也逐渐提高，而发展医疗器械是完善医疗产业体系必不可少的一环。可植入类医用材料是近年来材料领域研发的热点，其主要有医用金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料等。传统的临床植入材料进入人体后不可降解会长期存在于人体中，易产生应力遮蔽效应影响愈合过程，且需要二次手术取出增加了病人痛苦和经济负担。因此对于生物可降解材料的研究越来越受到重视，

目前生物可降解金属主要有铁基合金、镁基合金和锌基合金三类，其中锌的腐蚀电势高于于镁、低于铁，使得锌合金的腐蚀速率介于两者之间，且锌是人体必需的微量元素，与骨修复和DNA、RNA的代谢有关，这使得近几年锌合金成为继镁合金后新一代潜在的生物医用可降解金属。目前，阻碍锌合金在医用金属领域广泛应用的主要障碍是锌合金体系的力学性能、生物相容性较差。有效提高锌合金力学性能的方法主要有添加合适的合金元素和改变处理工艺两种。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种利用Sn、Mn元素来强化锌合金力学性能、改善生物相容性的制备方法及应用。

根据本申请的一个方面，提供了一种合金，包括如下质量份的组分：

锡为A份，1≤A≤5；

锰为B份，0.1≤B≤5；

锌的含量为D份，90≤D≤98.9。

可选地，A的取值范围为：1≤A≤3。

可选地，B的取值范围为：0.5≤B≤2。

可选地，所述A为2。

所述合金的硬度为：60～80Hv；

韧性：30％～60％。

根据本申请的另一个方面，提供了一种如上任一所述合金的制备方法，包括：

(1)将含有锡、锰、锌的原料混合，除杂；

(2)将除杂后的原料进行塑性变形，变形量为60％～95％，得到所述合金。

可选地，所述塑性变形的条件为：加热温度为550℃～800℃，加热时间为15min～30min。

可选地，所述塑性变形为旋锻。

可选地，将除杂后的原料进行多道次旋锻，变形量为60％～85％。

可选地，所述塑性变形为叠轧。

可选地，将除杂后的原料进行叠轧，变形量为75％～90％。

可选地，所述合金的形态为板材或棒状。

可选地，所述步骤(1)包括：将原料依次熔炼，浇注，获得合金铸锭。

可选地，所述步骤(1)包括：将80％的锌在惰性气体氛围中加热熔炼后，依次加入锡、锰，搅拌，在加入剩余20％的锌，浇注，获得合金铸锭。

可选地，所述加热熔炼的条件为：加热温度为650℃～700℃。

可选地，所述制备方法包括：

(i)按照上述的锌合金的配方，称取各个组分备用。

(ii)将80％的锌原料加热到650℃-700℃，并且在氮气保护下在电镀熔炼炉中熔炼，将锌完全溶解。