專利名稱：外科植入物用醫(yī)用鈦合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有色金屬材料，特別是一種生物性能好，耐腐蝕性優(yōu)異，并有良好工藝成型性的外科植入物用醫(yī)用鈦合金。
背景技術(shù)：
鈦合金由于具有高比強(qiáng)、耐蝕性、生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)，做為接骨板、接骨螺釘、矯形棒、人工骨、關(guān)節(jié)假體、脊柱固定等外科植入器械在臨床上的應(yīng)用正在呈逐步上升趨勢(shì)，但鈦工業(yè)發(fā)展歷史較短，醫(yī)用鈦合金品種很少，目前可供臨床選擇的品種主要是不同級(jí)別的商業(yè)純鈦和Ti6Al4V合金。純鈦強(qiáng)度偏低，不能制做承力較大的植入器械，Ti6Al4V是從航空工業(yè)移植到醫(yī)學(xué)的，在應(yīng)用上存在著強(qiáng)度偏高、工藝性能差、含有毒性組元釩，生物相容性不理想等問題。近年來開始用于臨床的瑞典研發(fā)的Ti6Al7Nb和德國研發(fā)的Ti-5Al-2.5Fe二個(gè)醫(yī)用鈦合金，除了以Nb和Fe代V外，其它性能與Ti6Al4V合金相比沒有改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生物相容性、耐蝕性優(yōu)異，綜合力學(xué)性能和工藝成型性能更好的高強(qiáng)度、低模量外科植入物用醫(yī)用鈦合金。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種外科植入物用醫(yī)用鈦合金，其特征在于，它是由鈦(Ti)、鈮(Nb)、鋯(Zr)、鈀(Pd)組成的，各組分所占的重量百分比如下鈮(Nb)(22～32)％，鋯(Zr)(4～12)％，鈀(Pd)(0.1～0.2)％，鈦(Ti)余量。
所述的各組分所占的重量百分比可為鈮(Nb)(26～28)％，鋯(Zr)(7～9)％，鈀(Pd)(0.14～0.16)％，鈦(Ti)余量。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相對(duì)比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、良好的生物相容性，2、彈性模量低(30％～35％)，具有更好的生物力學(xué)相容性，3、良好綜合力學(xué)性能，其中沖擊韌性(ak)高(40％)，疲勞極限(σ-1)高(12％)，斷裂韌性(K1c)高(10％)，4、具有更好的加工工藝性能，熱加工溫度低(150℃～200℃)，延伸率(δ)高(30％)，斷后收縮率()高(40％)，5、具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，在生理鹽水溶液中，腐蝕速率小于0.0001mm/a。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1采用一級(jí)小顆粒海綿鈦、原子能級(jí)海綿鋯、工業(yè)鈀粉以及鈮-鈦的中間合金進(jìn)行配料，各組分的設(shè)計(jì)質(zhì)量分別為鈦(Ti)64.85千克，鈮(Nb)27千克，鋯(Zr)8千克，鈀(Pd)0.15千克。制成電極，然后采用真空自耗電弧爐熔煉，并在800～1050℃進(jìn)行壓加，加工成15～30mm的棒材，700～900℃固溶處理，450～650℃時(shí)效。上述加工工藝按現(xiàn)有技術(shù)的方法進(jìn)行即可。
實(shí)施例2采用一級(jí)小顆粒海綿鈦、原子能級(jí)海綿鋯、工業(yè)鈀粉以及鈮-鈦的中間合金進(jìn)行配料，各組分的設(shè)計(jì)質(zhì)量分別為鈦(Ti)55.8千克，鈮(Nb)32千克，鋯(Zr)12千克，鈀(Pd)0.2千克。制成電極，然后采用真空自耗電弧爐熔煉，并在800～1050℃進(jìn)行壓加，加工成15～30mm的棒材，700～900℃固溶處理，450～650℃時(shí)效。上述加工工藝按現(xiàn)有技術(shù)的方法進(jìn)行即可。
實(shí)施例3采用一級(jí)小顆粒海綿鈦、原子能級(jí)海綿鋯、工業(yè)鈀粉以及鈮-鈦的中間合金進(jìn)行配料，各組分的設(shè)計(jì)質(zhì)量分別為鈦(Ti)72千克，鈮(Nb)22千克，鋯(Zr)5.83千克，鈀(Pd)0.17千克。制成電極，然后采用真空自耗電弧爐熔煉，并在800～1050℃進(jìn)行壓加，加工成15～30mm的棒材，700～900℃固溶處理，450～650℃時(shí)效。上述加工工藝按現(xiàn)有技術(shù)的方法進(jìn)行即可。
實(shí)施例4采用一級(jí)小顆粒海綿鈦、原子能級(jí)海綿鋯、工業(yè)鈀粉以及鈮-鈦的中間合金進(jìn)行配料，各組分的設(shè)計(jì)質(zhì)量分別為鈦(Ti)67.88千克，鈮(Nb)28千克，鋯(Zr)4千克，鈀(Pd)0.12千克。制成電極，然后采用真空自耗電弧爐熔煉，并在800～1050℃進(jìn)行壓加，加工成15～30mm的棒材，700～900℃固溶處理，450～650℃時(shí)效。上述加工工藝按現(xiàn)有技術(shù)的方法進(jìn)行即可。
實(shí)施例5采用一級(jí)小顆粒海綿鈦、原子能級(jí)海綿鋯、工業(yè)鈀粉以及鈮-鈦的中間合金進(jìn)行配料，各組分的設(shè)計(jì)質(zhì)量分別為鈦(Ti)69.9千克，鈮(Nb)25千克，鋯(Zr)5千克，鈀(Pd)0.1千克。制成電極，然后采用真空自耗電弧爐熔煉，并在800～1050℃進(jìn)行壓加，加工成15～30mm的棒材，700～900℃固溶處理，450～650℃時(shí)效。上述加工工藝按現(xiàn)有技術(shù)的方法進(jìn)行即可。
實(shí)施例6采用一級(jí)小顆粒海綿鈦、原子能級(jí)海綿鋯、工業(yè)鈀粉以及鈮-鈦的中間合金進(jìn)行配料，各組分的設(shè)計(jì)質(zhì)量分別為鈦(Ti)73.9千克，鈮(Nb)22千克，鋯(Zr)4千克，鈀(Pd)0.1千克。制成電極，然后采用真空自耗電弧爐熔煉，并在800～1050℃進(jìn)行壓加，加工成15～30mm的棒材，700～900℃固溶處理，450～650℃時(shí)效。上述加工工藝按現(xiàn)有技術(shù)的方法進(jìn)行即可。
實(shí)施例7采用一級(jí)小顆粒海綿鈦、原子能級(jí)海綿鋯、工業(yè)鈀粉以及鈮-鈦的中間合金進(jìn)行配料，各組分的設(shè)計(jì)質(zhì)量分別為鈦(Ti)57.87千克，鈮(Nb)32千克，鋯(Zr)10千克，鈀(Pd)0.13千克。制成電極，然后采用真空自耗電弧爐熔煉，并在800～1050℃進(jìn)行壓加，加工成15～30mm的棒材，700～900℃固溶處理，450～650℃時(shí)效。上述加工工藝按現(xiàn)有技術(shù)的方法進(jìn)行即可。
實(shí)施例8采用一級(jí)小顆粒海綿鈦、原子能級(jí)海綿鋯、工業(yè)鈀粉以及鈮-鈦的中間合金進(jìn)行配料，各組分的設(shè)計(jì)質(zhì)量分別為鈦(Ti)63.81千克，鈮(Nb)24千克，鋯(Zr)12千克，鈀(Pd)0.19千克。制成電極，然后采用真空自耗電弧爐熔煉，并在800～1050℃進(jìn)行壓加，加工成15～30mm的棒材，700～900℃固溶處理，450～650℃時(shí)效。上述加工工藝按現(xiàn)有技術(shù)的方法進(jìn)行即可。
實(shí)施例9采用一級(jí)小顆粒海綿鈦、原子能級(jí)海綿鋯、工業(yè)鈀粉以及鈮-鈦的中間合金進(jìn)行配料，各組分的設(shè)計(jì)質(zhì)量分別為鈦(Ti)64.8千克，鈮(Nb)27千克，鋯(Zr)8千克，鈀(Pd)0.2千克。制成電極，然后采用真空自耗電弧爐熔煉，并在800～1050℃進(jìn)行壓加，加工成15～30mm的棒材，700～900℃固溶處理，450～650℃時(shí)效。上述加工工藝按現(xiàn)有技術(shù)的方法進(jìn)行即可。
實(shí)施例10采用一級(jí)小顆粒海綿鈦、原子能級(jí)海綿鋯、工業(yè)鈀粉以及鈮-鈦的中間合金進(jìn)行配料，各組分的設(shè)計(jì)質(zhì)量分別為鈦(Ti)61.02千克，鈮(Nb)28千克，鋯(Zr)9千克，鈀(Pd)0.16千克，總重為100千克。制成電極，然后采用真空自耗電弧爐熔煉，并在800～1050℃進(jìn)行壓加，加工成15～30mm的棒材，700～900℃固溶處理，450～650℃時(shí)效。上述加工工藝按現(xiàn)有技術(shù)的方法進(jìn)行即可。
因原料中含有少量雜質(zhì)，鈦的量不能完全確定，故權(quán)利要求書中鈦的選擇為余量。
利用本發(fā)明的產(chǎn)品可做外科植入物材料，也可用作眼鏡架材料、彈簧材料、化工和海洋開發(fā)耐腐蝕結(jié)構(gòu)材料。
本發(fā)明的材料主要力學(xué)性能見表1。
表1本發(fā)明材料的力學(xué)性能(棒材)

本發(fā)明的材料耐蝕性能見表2。表2本發(fā)明材料的耐腐蝕性能(37℃Ringer’s模擬人體體液)

本發(fā)明的材料與現(xiàn)有醫(yī)用Ti6Al4V等合金比較見表3。
表3本發(fā)明的材料與現(xiàn)有合金性能比較
權(quán)利要求
1.一種外科植入物用醫(yī)用鈦合金，其特征在于，它是由鈦(Ti)、鈮(Nb)、鋯(Zr)、鈀(Pd)組成的，各組分配比如下名稱 重量百分比鈮(Nb) (22～32)％鋯(Zr) (4～12)％鈀(Pd) (0.1～0.2)％鈦(Ti) 余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外科植入物用醫(yī)用鈦合金，其特征在于所述的各組分配比為名稱 重量百分比鈮(Nb) (26～28)％鋯(Zr) (7～9)8％鈀(Pd) (0.14～0.16)％鈦(Ti) 余量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種合金材料，其特征在于，它是由鈦(Ti)、鈮(Nb)、鋯(Zr)、鈀(Pd)組成的，各組分所占的重量百分比如下鈮(Nb)(22～32)％，鋯(Zr)(4～12)％，鈀(Pd)(0.1～0.2)％，鈦(Ti)余量。與現(xiàn)有技術(shù)相對(duì)比本發(fā)明的產(chǎn)品具有如下優(yōu)點(diǎn)1.良好的生物相容性，2.彈性模量低(30％～35％)，具有更好的生物力學(xué)相容性，3.良好綜合力學(xué)性能，其中沖擊韌性(a
文檔編號(hào)C22C14/00GK1569250SQ200410020499
公開日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2004年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月29日
發(fā)明者蔣志, 蘭羽, 李海濤 申請(qǐng)人:大連盛輝鈦業(yè)有限公司