[发明专利]一种骨移植材料镁铋锰铝锌合金的制备方法

摘要

本发明涉及一种骨移植材料镁铋锰铝锌合金的制备方法，是针对医用骨组织修复材料的特性，采用镁、铋、锰、铝、锌化学物质，经熔炼、铸锭、热挤压，制成医用可降解镁铋锰铝锌合金，此制备方法工艺先进，数据精确翔实，制成的镁铋锰铝锌合金纯度达99.8％，屈服强度201.5MPa，拉伸强度246.8MPa，伸长率达29.4％，可用于医学骨质移植修复材料，在模拟人体体液下降解速率为0.344mm/年，是先进的医用可降解微合金化镁铋锰铝锌合金的制备方法。

主权项

1.一种骨移植材料镁铋锰铝锌合金的制备方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：镁、铋、锰、铝、锌、二氧化碳、氮气、无水乙醇，其准备用量如下：以克、毫升、厘米3为计量单位；制备方法如下：(1)、精选化学物质材料对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：(2)、熔炼镁铋锰铝锌合金镁铋锰铝锌合金的熔炼是在真空熔炼炉中进行的，是在中频感应加热、抽真空、惰性气体保护下完成的；①制备开合式模具开合式模具用不锈钢材料制作，模具型腔呈矩形，型腔表面粗糙度为Ra 0.08～0.16μm；②配制镁、铋、锰、铝、锌混合材料称取镁块483.5g±0.001g、铋颗粒5g±0.001g、锰粉1.5g±0.001g、铝颗粒5g±0.001g、锌颗粒5g±0.001g，其组合配比为：镁∶铋∶锰∶铝∶锌＝96.7∶1∶0.3∶1∶1；③清理真空熔炼炉打开真空熔炼炉，清理炉腔及熔炼坩埚，使其洁净；向炉腔内输入氮气，氮气输入速度200cm3/min，驱除炉内有害气体；④置放镁、铋、锰、铝、锌混合材料将配制的镁、铋、锰、铝、锌混合材料置于熔炼坩埚内，关闭真空熔炼炉，并密闭；⑤抽取炉内空气开启真空熔炼炉的真空泵，抽去炉腔内空气，使炉腔内压强达到2Pa；⑥向炉腔内输入CO2+N2混合气体开启二氧化碳气体瓶、氮气气体瓶，向真空熔炼炉炉腔内输入混合气体，二氧化碳与氮气的比例为1∶1，输入速度为200cm3/min，使炉腔内压强稳定在1×105Pa；⑦加热熔炼开启中频感应加热器，加热熔炼坩埚内的镁、铋、锰、铝、锌；加热温度720℃±1℃，加热时间30min，加热后，成镁铋锰铝锌合金熔液；镁、铋、锰、铝、锌在加热熔炼过程中将发生合金化反应，反应方程式如下：式中：Mg96.7Bi1Mn0.3Al1Zn1：镁铋锰铝锌合金熔炼后，合金化熔液静置10min；⑧浇铸熔炼后，开启真空熔炼炉，取出熔炼坩埚，对准模具浇口进行浇铸，浇铸后密闭浇口；⑨冷却将浇铸后的开合式模具及其内的铸件置于真空冷却炉内冷却，真空冷却炉内压强2Pa，冷却温度20℃；(3)、脱模打开开合式模具，取出铸件，即镁铋锰铝锌合金锭；(4)、修整、清理、打磨、清洗将镁铋锰铝锌合金锭置于钢质平板上，用机械进行修整、清理；然后用砂纸打磨合金锭周边及正反表面；用无水乙醇进行清洗，使其洁净；(5)、热挤压镁铋锰铝锌合金锭镁铋锰铝锌合金锭的热挤压是在立式挤压机上进行的；①制备挤压模具挤压模具用工具钢制作，模具型腔为矩形，型腔表面粗糙度Ra0.08～0.16μm；②预热镁铋锰铝锌合金锭，将镁铋锰铝锌合金锭置于热处理炉内进行预热，预热温度300℃，预热时间30min；③将挤压模具垂直置于挤压机的工作台上，在挤压模具内置放挤压垫块，在挤压垫块上部置放镁铋锰铝锌合金锭，在镁铋锰铝锌合金锭上部置放上压块，上压块上部由挤压机的上压头垂直挤压；挤压机加热温度300℃，挤压压强600M Pa，挤压速度3mm/min，挤压时间6min；挤压后成为微合金化镁铋锰铝锌合金锭；(6)、冷却热挤压后将镁铋锰铝锌合金锭置于真空冷却炉中，在二氧化碳气体保护下冷却至25℃；(7)、清理，清洁将冷却后的镁铋锰铝锌合金锭置于钢质平板上，用砂纸打磨周边及正反表面，使之光洁；然后用无水乙醇擦洗镁铋锰铝锌合金锭周边及正反表面，使之洁净；(8)、检测、分析、表征对制备的镁铋锰铝锌合金锭的化学物理性能、力学性能进行检测、分析、表征；用光学显微镜进行金相组织分析和晶粒尺寸测量；用X射线衍射仪进行相分析；用万能材料试验机进行力学性能测试；用电化学工作站测试板材体外降解速率；结论：微合金化镁铋锰铝锌合金锭为银灰色，产物纯度99.8％，屈服强度201.5M Pa，拉伸强度246.8M Pa，伸长率达29.4％，在模拟人体体液下降解速率为0.344mm/年；(9)产物储存对制备的微合金化镁铋锰铝锌合金锭用软质材料包装，储存于阴凉洁净环境，要防潮、防晒、防酸碱盐侵蚀，储存温度20℃，相对湿度10％。