[发明专利]一种均匀耐腐蚀生物镁合金及其制备方法

权利要求书

1.一种均匀耐腐蚀生物镁合金，其特征在于，所述生物镁合金由Mg、Zn、Nd、Ca、Sm组成；其中各元素的质量百分比组分为：Zn 5.0-7.0%，Nd 0.2-1.5%，Ca 0.1-2.0%，Sm 0.1-1.0%，余量为Mg和不可避免的杂质元素;

上述均匀耐腐蚀生物镁合金采用以下步骤制备:

（1）按配方称取各原材料，在CO₂+SF₆混合气体保护下，将高纯镁锭置于石墨-黏土坩埚内加热至700-710℃，待高纯镁锭熔化后依次加入Mg-Ca中间合金，Mg-Nd中间合金和Mg-Sm中间合金，升温至740-750℃，待原材料完全熔化后加入纯锌锭，10-12分钟后，除去熔液表面的废渣，并搅拌均匀，然后降温至735±2℃保温静置25-30分钟；

(2)将保温静置的合金溶体降温至710-715℃,在SF₆和CO₂混合气体保护下，浇铸到预热至395-405℃的模具中,制得Mg-Zn-Nd-Ca-Sm铸态合金母锭，其中所述的SF₆和CO₂体积比为1:130；

（3）将步骤（2）制备的Mg-Zn-Nd-Ca-Sm铸态合金母锭切割成小块，取5-25% 石英管体积的试样，放入内径为8-16mm；下端圆形开口直径为0.4-0.8mm的玻璃管内，将石英玻璃管装配到高真空单辊旋淬设备；先用机械泵预抽低真空至5Pa以下，然后用分子泵抽高真空至1.0×10^-3Pa以下，反充高纯氩气后，控制管内和腔内的气压差为0.04-0.10MPa；以800-1000r/min速度使周长为50cm铜棍转动起来，将母合金感应加热成700-720℃的合金熔体，利用气压差将合金熔体喷射到高速旋转的铜辊表面，瞬间凝固成型，即可得到合金淬态Mg-Zn-Nd-Ca-Sm合金；

（4）将电阻炉升温至200-220℃，步骤（3）制得的Mg-Zn-Nd-Ca-Sm镁合金置于电阻炉中，保温3-6h进行退火处理；将退火后的试样放入300-350℃的电阻炉中进行固熔处理，保温时间为12-13h，冷却方式为50-80℃的水中淬火；固熔完成后进行自然时效，时效时间为4-7天，得到热处理态的Mg-Zn-Nd-Ca-Sm镁合金。

2.根据权利要求1所述的一种均匀耐腐蚀生物镁合金，其特征在于，所述生物镁合金中各元素的质量百分比组分为Zn 6.1%，Nd 0.4%，Ca 0.9%，Sm 0.3%，其余为镁以及微量杂质元素；按原子百分比计的化学式为Mg_96.92Zn_2.38Nd_0.07Ca_0.57Sm_0.05。

3.根据权利要求1所述的一种均匀耐腐蚀生物镁合金，其特征在于，所述均匀耐腐蚀生物镁合金的腐蚀方式为全面腐蚀。

4.根据权利要求1所述的一种均匀耐腐蚀生物镁合金，其特征在于，步骤（1）所述的Mg-Ca中间合金由以下质量百分比的组分组成：21.50-22.50%Ca，杂质小于0.03%，余量为Mg。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的Mg-Nd中间合金由以下质量百分比的组分组成：22.00-23.00%Nd，杂质小于0.03%，余量为Mg。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的Mg-Sm中间合金，由以下质量百分比的组分组成：26.00-27.00%Sm，杂质小于0.05%，余量为Mg。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的Mg-Zn-Nd-Ca-Sm铸态合金母锭第二相沿晶界均匀的分布在合金的基体上，晶粒细小且出现等轴晶,平均晶粒尺寸为8~9μm。

8.一种权利要求1-7任一项所述的均匀耐腐蚀性生物镁合金的应用,其特征在于,所述镁合金可以在骨用生物镁合金方面获得应用。