一种可降解高强韧耐蚀生物医用镁合金及其制备方法

摘要

本发明公开了一种在生物体内可降解的高强韧耐蚀生物医用镁合金及其制备方法，属于生物材料领域。它是一种由Mg、Sn、Ca、Zr组成的镁合金，其化学组成按质量百分比为：Sn 4.00~7.00%，Ca 0.50~5.00%，Zr 0.30~0.70%，其余为Mg。采用气体保护电阻炉熔炼技术制造铸锭，再经过均匀化处理和二次热挤压变形，得到在镁基体上弥散分布着均匀细小的Mg₂Sn、CaMgSn、Mg₂Ca第二相，从而获得具有最佳的高强韧、耐腐蚀、可完全降解的生物医用镁合金。本发明可用于心血管介入治疗、骨内植入等医疗领域。

主权项

一种可降解的高强韧耐蚀生物医用镁合金，其特征在于，由以下质量百分比的元素组成：Sn 4.00~7.00%，Ca 0.50~5.00%，Zr 0.30~0.70%，其余为Mg和不可避免的杂质元素；所述可降解的高强韧耐蚀生物医用镁合金的制备方法，包括以下步骤：第一步：熔炼（1）按所述比例称取以下原料：Mg，Sn，Mg‑30wt.%Ca，Mg‑30wt.%Zr；（2）首先将纯Mg、纯Sn、 Mg‑Ca、Mg‑Zr中间合金预热到 200~220℃；（3）然后将纯镁放入有SF₆ /CO₂气体保护的井式电阻坩埚炉中熔化，待Mg锭熔化后，在 680~700℃加入纯Sn；（4）当镁基熔液温度达到 720~740℃后，将 Mg‑Ca 中间合金直接加入到镁基熔液中；（5）待Mg‑Ca中间合金熔化后，将镁基熔液温度回升至 760~780℃时再加入 Mg‑Zr 中间合金，待 Mg‑Zr 中间合金熔化后撇去表面浮渣，搅拌 2~3 min；（6）再将镁基熔液温度升至 780~800℃，保温 20~30 min，然后降温至 730~750℃，不断电精炼 8~10 min，精炼后升温到750~780℃静置 25~40 min；（7）静置后镁基熔液冷却至710~720℃后撇去表面浮渣浇入预热温度为200~210℃的铸铁模具中，即得到Mg‑Sn‑Ca‑Zr镁合金铸锭；第二步：均匀化处理将第一步所得Mg‑Sn‑Ca‑Zr镁合金铸锭进行均匀化处理，工艺条件为：加热温度为450~500℃，保温时间为8~10h， 冷却方式为60~70℃水淬；第三步：热挤压变形 将第二步处理以后的铸锭清理打磨，得到表面光滑、无夹杂、无突兀和凹陷的挤压坯料，挤压设备选取300T立式挤压机，挤压分两步进行，最后获得直径为10~20mm的棒材；第一次挤压工艺参数为：挤压温度为350~450℃，挤压比为8~16，压头移动速度为1~2mm/s；第二次挤压工艺参数为：挤压温度为300~400℃，挤压比为16~20，压头移动速度为1~2mm/s；棒材出口处冷却方式为空冷。