镁合金制造技术

一种镁合金，以质量％计，其含有1.0～2.0％的Zn、0.05～0.80％的Zr、0.05～0.40％的Mn，剩余部分由Mg及不可避免的杂质组成。所述镁合金可进一步含有以质量％计为0.005％以上且小于0.20％的Ca。

magnesium alloy

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】镁合金关联申请本申请要求2017年1月10日在日本提出申请的日本特愿2017-1887号的优先权，通过参照将其全部内容作为构成本申请的一部分而引用。
本专利技术涉及一种镁合金。本专利技术特别涉及一种具有受控的生物降解性、变形特性优异的医疗用镁合金。
技术介绍
在以往，已开发了支架、吻合器、人工关节等各种医疗用金属器械。植入至活体内的金属器械只要不进行去除手术，就会残留在体内，但希望金属器械根据其用途，在从植入初期开始的一定期间内于体内保持强度，并在活组织修复后在体内被降解及吸收。镁是一种生物毒性低、安全性高的金属，能够被体液迅速降解及吸收，因此作为医疗用生物降解性金属材料，镁及其合金的各种开发不断进展。例如，专利文件1中记载了一种医疗用生物降解性镁材料，其在经结晶化的镁或镁合金的表面含有通过阳极氧化而形成的镁氧化物或氢氧化物，并记载了当镁材料含有除镁以外的第二成分时，使第二成分偏向存在于结晶晶界的浓度为晶粒内平均的1.2倍以上。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2007/108450号说明书
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在将镁合金用作生物降解性的医疗材料时，需要保持强度直至患部的活组织被修复。当镁合金与比其电性强的金属接触时，在与体液接触的环境下，迅速进行电偶腐蚀，因此为了避免该情况，优选避免母相(matrixphase)的相分离。此外，镁合金有时被用作如支架等的伴随变形的医疗器械的素材，此时，优选合金具有适当的变形性(延性)、同时不存在成为变形后的断裂起点的粗粒的析出物(化合物)。本专利技术的目的在于提供一种腐蚀速度受到适当控制且具有优异的变形性的镁合金。解决技术问题的技术手段本专利技术的镁合金以质量％计含有1.0～2.0％的Zn、0.05～0.80％的Zr、0.05～0.40％的Mn，剩余部分由Mg及不可避免的杂质组成。上述构成的镁合金具有在全固溶型的合金中分散含有Zr的微粒的析出物而成的组织。该镁合金的变形性(延性、伸长率)优异，同时母相为单相，因此可避免由电位差造成的腐蚀，还可避免生成成为变形后的断裂起点的镁化合物。上述镁合金可进一步含有以质量％计为0.005％以上且小于0.20％的Ca。优选上述镁合金中的作为不可避免的杂质的Fe、Ni、Co、Cu的含量分别小于10ppm。这样的构成的镁合金能够进一步抑制降解速度。优选上述镁合金中的不可避免的杂质的总量为30ppm以下，不含稀土类元素及铝。上述镁合金的平均结晶粒径可以为1～10μm。上述镁合金的根据JISZ2241测定的拉伸强度可以为230～380MPa，耐力可以为180～330MPa，断裂伸长率可以为10～30％。上述镁合金优选不含粒径为500nm以上的析出物。本专利技术的医疗器械含有由上述本专利技术的镁合金形成的金属构件。这样的医疗器械中，在体内变形的金属构件稳定地维持形状，能够适当地控制其生物降解特性。另外，权利要求书和/或说明书中所公开的至少两个构成要素的任意组合也包含在本专利技术中。特别是权利要求书中所记载的两个权利要求以上的任意组合也包含在本专利技术中。附图说明可通过以附图为参考的、以下的优选实施方式的说明，更清楚地理解本专利技术。然而，实施方式及附图仅用于图示及说明，不用于限定本专利技术的范围。本专利技术的范围通过权利要求书来限定。图1为表示本专利技术实施例1的镁合金的组织的SEM(扫描型电子显微镜)图像。图2为表示本专利技术实施例6的镁合金的组织的SEM图像。图3为表示比较例1的镁合金的组织的SEM图像。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式进行说明。[镁合金]本专利技术的镁合金以质量％计含有1.0～2.0％的Zn、0.05～0.80％的Zr、0.05～0.40％的Mn，剩余部分由Mg及不可避免的杂质组成。上述镁合金可进一步含有以质量％计为0.005％以上且小于0.20％的Ca。即，上述镁合金可以为以质量％计含有1.0～2.0％的Zn、0.05～0.80％的Zr、0.05～0.40％的Mn、0.005％以上且小于0.20％的Ca，剩余部分由Mg及不可避免的杂质组成的镁合金。上述构成的镁合金能够制成全固溶型的由单相的母相形成的合金组织。因此，在镁合金进行相分离时，能够避免成为问题的由电位差造成的腐蚀。此外，由于还能够避免成为断裂起点的粗粒析出物的形成，因此能够抑制变形时或变形后的断裂的可能性。另外，虽然为了合金的结晶粒径的精细化而添加的Zr形成析出物，但其以纳米尺寸分散在母相中，因此其对合金的变形或腐蚀的影响几乎可以忽略。例如，图1为后述实施例1的合金的SEM图像，图2为实施例6的合金的SEM图像，图3为比较例1的合金的SEM图像。对比度暗的部分为镁合金，图下方的白色长条表示1μm的比例尺(scale)。在图1中，在晶粒内仅观察到少数粒径为500nm以下的析出物，但在图2中，在结晶晶界观察到了粒径超过500nm的析出物。在图3中，在结晶晶界出现了析出物，同时在晶粒内也发现了多个对比度不同的点，可知由于相分离而形成了化合物。锌(Zn)：以质量％计为1.0％以上、2.0％以下Zn与Mg固溶，为了提高合金的强度、伸长率而添加。Zn的添加量小于1.0％时，得不到所需的效果。若Zn的含量超过2.0％，则超过了固溶极限，形成Zn富集的析出物，使耐蚀性下降，故而不优选。因此，将Zn的含量设为1.0％以上、2.0％以下。Zn的含量也可以小于2.0％。Zn的含量优选为1.4％以上1.7％以下。锆(Zr)：以质量％计为0.05％以上、0.80％以下Zr几乎不与Mg固溶，形成微小的析出物，具有防止合金的结晶粒径粗大化的效果。Zr的添加量小于0.05％时，得不到添加的效果。若添加量超过0.80％，则析出物的量增多，加工性下降。因此，将Zr的含量设为0.05％以上、0.80％以下。Zr的含量优选为0.2％以上、0.6％以下。锰(Mn)：以质量％计为0.05％以上、0.40％以下Mn在合金的精细化及耐蚀性提升方面具有效果。Mn的含量小于0.05％时，得不到所需的效果。若Mn的含量超过0.40％，则塑性加工性下降。因此，将Mn的含量设为0.05％以上、0.40％以下。Mn含量优选为0.2％以上、0.4％以下。钙(Ca)：根据需要，以质量％计为0.05％以上且小于0.20％由于能够期待Ca保持镁合金的强度，并提高耐蚀性的效果，因此根据需要进行添加。添加量小于0.05％时，得不到添加的效果。若添加0.20％以上的Ca，则容易形成析出物，得不到单相的完全固溶体。因此，将添加Ca时的添加量设为0.05％以上且小于0.20％。Ca的添加量优选为0.05％以上且小于0.10％。[不可避免的杂质]在医疗用镁合金中，优选不可避免的杂质的含量也受控。由于Fe、Ni、Co、Cu促进镁合金的腐蚀，因此优选将各自的含量设为小于10ppm，进一步优选设为5ppm以下，优选基本上不含有。优选将不可避免的杂质的总量设为30ppm以下，进一步优选设为10ppm以下。此外，优选基本上不含稀土类元素及铝。此处，若合金中的含量小于1ppm，则视为基本上不含。不可避免的杂质的含量例如能够通过ICP发光分光分析进行确认。[镁合金的制造]上述镁合金能够按照通常的镁合金的制法，通过将Mg、Zn、Zr、Mn的基体金属或合金以及根据需要的C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镁合金，以质量％计，其含有1.0～2.0％的Zn、0.05～0.80％的Zr、0.05～0.40％的Mn，剩余部分由Mg及不可避免的杂质组成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.10 JP 2017-0018871.一种镁合金，以质量％计，其含有1.0～2.0％的Zn、0.05～0.80％的Zr、0.05～0.40％的Mn，剩余部分由Mg及不可避免的杂质组成。2.根据权利要求1所述的镁合金，其进一步含有以质量％计为0.005％以上且小于0.20％的Ca。3.根据权利要求1或2所述的镁合金，其中，作为不可避免的杂质的Fe、Ni、Co、Cu的含量分别小于10ppm。4.根据权利要求1～3中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：上田祐规，井上正士，佐佐木诚，
申请(专利权)人：不二轻金属株式会社，株式会社日本医疗机器技研，
类型：发明
国别省市：日本,JP