[发明专利]一种钴铬钼合金人工关节植入材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及医用材料领域，具体涉及一种钴铬钼合金人工关节植入材料及其制备方法。

背景技术

随着人类老龄化程度逐渐加剧，罹患髋、膝骨关节退变性疾病的中老年人数量逐年递增。据统计我国罹患骨关节病的患者人数多达6500万，40岁人群的患病率为10％～17％，65岁以上为60％，75岁以上人群为80％，致残率高达53％，即有一半以上的患者可能需要行人工关节置换手术，而且发病呈年轻化趋势，因此对人工关节植入材料的综合性能和使用寿命提出了更高的要求。

钴铬钼(CoCrMo)合金具有优良的力学性能、耐腐蚀性能和生物相容性，是骨科金属植入物的重要材料。但是，钴铬钼合金材料也同样存在一些问题，疏松和夹杂是其主要的缺陷。根据对人工关节柄的分析表明，疏松的存在导致应力集中，形成裂纹源，在周期变化的载荷应力下，裂纹不断扩展，最终造成关节柄的破坏而失效。夹杂物的硬度高，脆性大，同样会使其与基体连接处应力分布不均匀，导致微裂纹的发生，为材料的破坏提供了受力的薄弱区，致使合金的对于钴铬钼铬含量较高，性脆而硬，塑性较差，材料加工困难，致使钴铬钼合金的塑性、韧性及疲劳强度降低。因此需要进一步提高钴铬钼合金材料的强度和塑性。

发明内容

为了提供一种耐疲劳性好、强度和可塑性高的人工关节植入材料，本发明的第一目的在于提供一种钴铬钼合金人工关节植入材料。

本发明的第二目的在于提供一种钴铬钼合金人工关节植入材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明首先提供一种钴铬钼合金人工关节植入材料，包括如下重量百分比的成分：C 0.4-0.65％，Cr 25-27％，Mo 9-10％，Al 0.7-0.85％，Fe 0.35-0.65％，Mn 0.4-0.7％，Si 0.6-0.85％，Nb 0.5-0.75％，Co其余量。

优选的，所述钴铬钼合金人工关节植入材料包括如下重量百分比的成分：C 0.5-0.6％，Cr 26-27％，Mo 9-10％，Al 0.75-0.85％，Fe 0.5-0.65％，Mn 0.4-0.6％，Si 0.75-0.85％，Nb 0.5-0.6％，Co其余量。

优选的，所述钴铬钼合金人工关节植入材料包括如下重量百分比的成分：C 0.55％，Cr 26％，Mo 10％，Al 0.8％，Fe 0.55％，Mn 0.5％，Si 0.8％，Nb 0.55％，Co其余量。

进一步地，本发明提供了所述钴铬钼合金人工关节植入材料的制备方法，其包括如下步骤：

(1)按比例准备各物料，所述物料为C、Cr、Mo、Al、Fe、Mn、Si、Nb、Co，将以上的成分进行充分的混料；

(2)将步骤(1)混料后的金属材料投入真空熔炼炉中，升高温度进行真空熔炼，升温速率为35-45℃/min，先升高至真空熔炼温度为1020-1050℃，熔炼2-3h，再保持升温速率不变升高至1450-1610℃，熔炼2-3h，真空熔炼后热压为合金锭，将合金锭冷却，冷却后为制备的钴铬钼合金人工关节植入材料。

优选的，所述钴铬钼合金人工关节植入材料的制备方法，所述步骤(2)中的升温速率为40℃/min。

优选的，所述钴铬钼合金人工关节植入材料的制备方法，所述步骤(2)中先升高至真空熔炼温度为1040摄氏度，熔炼2h。

优选的，所述钴铬钼合金人工关节植入材料的制备方法，所述步骤(2)中再保持升温速率不变升高至1600℃，熔炼3h。

进一步地，本发明还提供了所述钴铬钼合金人工关节植入材料在制备髋关节或膝关节处的人工关节中的应用。

有益效果

本发明制备的钴铬钼合金人工关节植入材料在保持高硬度的同时，还有更好的韧性和塑性，比现有的人工关节植入材料有更高的抗压强度、抗拉伸强度和耐疲劳性，适用于需要寿命长且不会骨折或应力疲劳处的人工关节的制备。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1

(1)按照如下重量百分比分别取下述原料：C 0.4％，Cr 26％，Mo 9％，Al 0.7％，Fe 0.35％，Mn 0.5％，Si 0.65％，Nb 0.5％，Co其余量，将以上的成分进行充分的混料；