钴合金粉末及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钴合金粉末，按重量份数计，包括以下化学成分：钴50～70重量份；铬12～15重量份；铝3～5重量份；钼1～3重量份。本发明专利技术的钴合金粉末，通过对其化学成分进行优化，在微观程度上改进钴基高温合金的内部结构，其具有优异的强度、耐腐蚀性能、硬度和耐磨性。

【技术实现步骤摘要】
钴合金粉末及其制备方法
本专利技术涉及一种钴合金粉末，特别是涉及一种钴合金粉末及其制备方法。
技术介绍
齿科用支架钢合金材料主要用于补修牙齿的卡环和基托，是生物金属材料中的一种。卡环和基托在牙科修复治疗中被广泛应用。如业界所知之理，齿科材料的安全性要求极为严苛，因为齿科材料制品长期置于口腔中，与人体组织直接接触，所以除了要求与人体组织有良好的亲和性外，其对于人体的溶血率、急性全身毒性、细胞毒性、口腔粘膜刺激、皮肤和粘膜的致敏均必须符合人体要求。同时对齿科材料的有效性要求同样极为严苛，因为在人们进食时，牙齿除咀嚼食物，经常接触各种酸性和碱性物质外，还长期处于口腔液体的环境中，因此齿科材料不仅必须对人体无毒无害，还必须具有高耐腐蚀性、合适的强度、硬度和耐磨性，能适应口腔内的软硬组织以及良好的可加工性。正是由于包括齿科用支架钢合金材料在内的齿科用金属材料对安全性(生物相容性)和有效性(合金的物理性能)有着超乎寻常的技术要求，因此迄今为止我国除了上海齿科材料厂生产有齿科用镍-铬-铁锤造合金外，别无厂商涉足此领域，鉴此，从产业自主的角度出发，必须开发具有符合人体安全性、使用性能优良和易于加工、外形美观的国产齿科用支架钢合金材料，同时摆脱齿科用支架钢合金材料对进口的绝对依赖和满足牙病患者享受牙病治疗的廉价性急需。
技术实现思路
针对上述不足之处，本专利技术的目的在于开发一款钴合金粉末，所述合金粉末同时具有优异的高温强度、耐磨性、硬度和耐腐蚀性能。本专利技术的技术方案概述如下：一种钴合金粉末，其中，按重量份数计，包括以下化学成分：优选的是，所述的钴合金粉末，其中，还包括3～5重量份的钛。优选的是，所述的钴合金粉末，其中，还包括0.5～2重量份的碳。优选的是，所述的钴合金粉末，其中，其特征在于，还包括0.1～0.5重量份的铂。优选的是，所述的钴合金粉末，其中，还包括0.5～1重量份的锰。优选的是，所述的钴合金粉末，其中，还包括2～4重量份的锆。优选的是，所述的钴合金粉末，其中，还包括0.5～1重量份的钽。优选的是，所述的钴合金粉末，其中，还包括0.2～0.5重量份的钕。一种钴合金粉末的制备方法，所述制备方法包括下述步骤：1)称取钴粉、铬粉、铝粉、钼粉和碳粉混合均匀，将上述混合粉末置于石墨容器中，在非氧化性气氛下，以1℃/min的升温速度加热至550℃，保温10～20小时，然后自然冷却，获得中间化合物混合物；2)将混合物碾磨、破碎、过200目筛，获得粒度为80μm以下的中间化合物混合物粉末；3)将中间化合物混合物粉末与钛、铂、锰、锆、钽和钕粉湿磨72小时，获得湿磨混合料；混合均匀的原料进行喷雾干燥制成混合料，并把混合料压制成压坯；然后将压坯在一定温度下进行真空固相烧结；烧结后的产品从最终烧结温度、以5℃/min的冷却速度冷却到600℃，然后保温10小时进行时效处理；时效处理后的产品缓慢冷却至室温，得到钴合金粉末。优选的是，所述的钴合金粉末的制备方法，其中，所述步骤3)的真空固相烧结温度为1200℃～1400℃。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的钴合金粉末，通过对其化学成分进行优化，在微观程度上改进钴基高温合金的内部结构，其具有优异的强度、耐腐蚀性能、硬度和耐磨性。(2)本专利技术以钴作为主体，通过加入铬提高铬合金的耐腐蚀性和耐氧化性能，作为牙齿材料可起保护作用；铝可以有效地形成氧化铝保护膜，提高合金的高温抗氧化性能；通过加入钼提高钴合金的延展性和韧性，从而能达到更高的疲劳寿命；通过加入可以有效地形成氧化钛保护膜，提高合金的高温抗氧化性能、耐腐蚀性能和可加工性能；碳在烧结过程中能够起到还原合金中氧化物的作用，净化晶界，提高合金的致密化程度；铂具有自发构成的钝化氧化物层，预防腐蚀；通过加入锰提高合金的耐磨损性能和硬度；为了保证合金具有良好的蠕变阻力、较低的疲劳裂纹扩展速率、良好抗氧化及耐腐蚀；钽对合金具有时效沉淀强化作用，保证合金具有高的高温强度和持久性能；钕可提高合金的高温性能和耐腐蚀性。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。本案提出一种钴合金粉末，按重量份数计，包括以下化学成分：钴作为主体，其具有杰出的生物相容性，具有高硬度、高抗拉强度、机械加工性能；通过加入铬提高铬合金的耐腐蚀性和耐氧化性能，作为牙齿材料可起保护作用；铝可以有效地形成氧化铝保护膜，提高合金的高温抗氧化性能；通过加入钼提高钴合金的延展性和韧性，从而能达到更高的疲劳寿命。作为本案又一实施例，其中，还包括3～5重量份的钛。通过加入可以有效地形成氧化钛保护膜，提高合金的高温抗氧化性能、耐腐蚀性能和可加工性能。作为本案又一实施例，其中，还包括0.5～2重量份的碳。碳在烧结过程中能够起到还原合金中氧化物的作用，净化晶界，提高合金的致密化程度。作为本案又一实施例，其中，还包括0.1～0.5重量份的铂。铂具有自发构成的钝化氧化物层，预防腐蚀。作为本案又一实施例，其中，还包括0.5～1重量份的锰。通过加入锰提高合金的耐磨损性能和硬度。作为本案又一实施例，其中，还包括2～4重量份的锆。为了保证合金具有良好的蠕变阻力、较低的疲劳裂纹扩展速率、良好抗氧化及耐腐蚀。作为本案又一实施例，其中，还包括0.5～1重量份的钽。钽对合金具有时效沉淀强化作用，保证合金具有高的高温强度和持久性能。作为本案又一实施例，其中，还包括0.2～0.5重量份的钕。钕可提高合金的高温性能和耐腐蚀性。一种钴合金粉末的制备方法，制备方法包括下述步骤：1)称取钴粉、铬粉、铝粉、钼粉和碳粉混合均匀，将上述混合粉末置于石墨容器中，在非氧化性气氛下，以1℃/min的升温速度加热至550℃，保温10～20小时，然后自然冷却，获得中间化合物混合物；2)将混合物碾磨、破碎、过200目筛，获得粒度为80μm以下的中间化合物混合物粉末；3)将中间化合物混合物粉末与钛、铂、锰、锆、钽和钕粉湿磨72小时，获得湿磨混合料；混合均匀的原料进行喷雾干燥制成混合料，并把混合料压制成压坯；然后将压坯在一定温度下进行真空固相烧结；烧结后的产品从最终烧结温度、以5℃/min的冷却速度冷却到600℃，然后保温10小时进行时效处理；时效处理后的产品缓慢冷却至室温，得到钴合金粉末。步骤3)的真空固相烧结温度为1200℃～1400℃。下面列出具体的实施例和对比例：实施例1：一种钴合金粉末，按重量份数计，包括以下化学成分：钴合金粉末的制备方法包括下述步骤：1)称取钴粉、铬粉、铝粉、钼粉和碳粉混合均匀，将上述混合粉末置于石墨容器中，在非氧化性气氛下，以1℃/min的升温速度加热至550℃，保温10小时，然后自然冷却，获得中间化合物混合物；2)将混合物碾磨、破碎、过200目筛，获得粒度为80μm以下的中间化合物混合物粉末；3)将中间化合物混合物粉末与钛、铂、锰、锆、钽和钕粉湿磨72小时，获得湿磨混合料；混合均匀的原料进行喷雾干燥制成混合料，并把混合料压制成压坯；然后将压坯在1200℃进行真空固相烧结；烧结后的产品从最终烧结温度、以5℃/min的冷却速度冷却到600℃，然后保温10小时进行时效处理；时效处理后的产品缓慢冷却至室温，得到钴合金粉末。实施例2：一种钴合金粉末，按重量份数计，包括以下化学成分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钴合金粉末，其特征在于，按重量份数计，包括以下化学成分：

【技术特征摘要】
1.一种钴合金粉末，其特征在于，按重量份数计，包括以下化学成分：2.根据权利要求1所述的钴合金粉末，其特征在于，还包括3～5重量份的钛。3.根据权利要求1所述的钴合金粉末，其特征在于，还包括0.5～2重量份的碳。4.根据权利要求1所述的钴合金粉末，其特征在于，还包括0.1～0.5重量份的铂。5.根据权利要求1所述的钴合金粉末，其特征在于，还包括0.5～1重量份的锰。6.根据权利要求1所述的钴合金粉末，其特征在于，还包括2～4重量份的锆。7.根据权利要求1所述的钴合金粉末，其特征在于，还包括0.5～1重量份的钽。8.根据权利要求1所述的钴合金粉末，其特征在于，还包括0.2～0.5重量份的钕。9.根据权利要求1～8任一项所述的钴合金粉末的制备方法，所述制备方法包括下述步骤：1)称取钴粉、铬粉、...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳巍，姜勇，梁廷禹，
申请(专利权)人：南通金源智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32