[发明专利]一种均匀耐腐蚀生物镁合金及其制备方法

摘要

本发明涉及了一种均匀的、耐腐蚀的镁合金，该镁合金由Mg、Zn、Nd、Ca、Sm元素组成。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；针对镁合金在生物医用方面存在的局部腐蚀严重的问题，本发明提供的镁合金腐蚀方式为均匀腐蚀，使合金服役后能够较好的保存其结构的完整性，耐蚀性得到显著提升，并且合金的降解产物不具有毒副作用，可以在骨用生物镁合金领域应用。

主权项

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。