[发明专利]一种生物医用亚稳定β型Zr-Nb合金铸锭及其制备方法

摘要

本发明提供了一种生物医用亚稳定β型Zr‑Nb合金铸锭，由以下质量百分比的成分组成：Nb 10％～50％，O 0.05％～0.15％，余量为Zr和不可避免的杂质。另外，本发明还提供了制备所述Zr‑Nb合金铸锭的方法，该方法为：一、称取原料混合后压制成自耗电极块；二、组焊得到一次自耗电极；三、熔炼得到一次铸锭；四、组焊得到二次自耗电极；五、熔炼得到二次铸锭；六、组焊得到三次自耗电极；七、熔炼得到成品铸锭。本发明合金铸锭中合金元素Zr含量高于传统核工程用Zr‑Nb基合金，化学成分均匀性好，成品铸锭经热机械加工处理得到的合金棒材具有良好的综合力学性能，在骨科、齿科等外科植入领域具有良好的应用前景。

主权项

1.一种生物医用亚稳定β型Zr‑Nb合金铸锭，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Nb 10％～50％，O 0.05％～0.15％，余量为Zr和不可避免的杂质；该生物医用亚稳定β型Zr‑Nb合金铸锭的制备方法包括以下步骤：步骤一、以原子能级海绵锆和高纯铌粉为原料，按照所述Zr‑Nb合金铸锭的名义成分称取所述原料，混合均匀后利用油压机压制成自耗电极块；所述原子能级海绵锆的粒度为3mm～5mm，所述高纯铌粉的质量纯度不低于99.999％；步骤二、在高纯氩气的保护气氛下，采用等离子弧焊的方式将3～4个步骤一中所述自耗电极块组焊连接在一起，得到一次自耗电极；所述等离子弧焊的电流为1kA～4kA，电压为16V～20V，所述高纯氩气的质量纯度不低于99.999％；步骤三、将步骤二中所述一次自耗电极置于真空自耗电弧炉中，在真空度不大于0.3Pa，熔炼电流为2500A～2800A，熔炼电压为24V～27V，稳弧电流为3A～6A的条件下进行一次熔炼，随炉冷却后得到一次铸锭；步骤四、在高纯氩气的保护气氛下，采用等离子弧焊的方式将3～4个步骤三中所述一次铸锭按照冒口与锭底对焊的方式进行组焊，得到二次自耗电极；所述等离子弧焊的电流为2kA～6kA，电压为18V～22V，所述高纯氩气的质量纯度不低于99.999％；步骤五、将步骤四中所述二次自耗电极置于真空自耗电弧炉中，在真空度不大于0.3Pa，熔炼电流为2900A～3500A，熔炼电压为28V～30V，稳弧电流为3A～6A的条件下进行二次熔炼，随炉冷却后得到二次铸锭；步骤六、在高纯氩气的保护气氛下，采用等离子弧焊的方式将3～4个步骤五中所述二次铸锭按照冒口与锭底对焊的方式进行组焊，得到三次自耗电极；所述等离子弧焊的电流为3kA～8kA，电压18V～22V，所述高纯氩气的质量纯度不低于99.999％；步骤七、将步骤六中所述三次自耗电极置于真空自耗电弧炉中，在真空度不大于0.3Pa，熔炼电流为3600A～5000A，熔炼电压为29V～31V，稳弧电流为3A～6A的条件下进行三次熔炼，随炉冷却后得到成品铸锭；所述成品铸锭的横截面直径为160mm～450mm。