一种医用钴基合金导向针材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及生物医疗金属材料制品技术领域，尤其为一种医用钴基合金导向针材料及制备方法，包括高纯度金属铬块，把高纯度金属铬块、高纯度金属钼条和纯稀土放入熔炼料箱中，然后依次进行封炉门、抽真空、抽高真空、放料开始熔化、边熔化边投料、铸锭冷却、将高纯度电解钴、高纯度金属铬块、铬钼中间合金，分层次加入炉中，关闭炉门抽真空，在大吨位模锻机上模锻开坯，旋锻合金成材棒模光加工，根据导针规格下料交机械加工工序进行数控自动加工，经过抛光处理，表面消毒，包装入库，本发明专利技术中，采用以铬钼中间合金加入钼，同时制造铬钼中间合金过程中加入能够细化晶粒的微量稀土元素，从而有效的保证医用钴基合金导向针材料的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种医用钴基合金导向针材料及制备方法
本专利技术涉及生物医疗金属材料制品
，具体为一种医用钴基合金导向针材料及制备方法。
技术介绍
医用钴基材料是制造人体承受苛刻载荷，耐磨性要求高的长期植入件的最主要合金。在髋关节，膝关节等人工关节制造中大量应用。也是使用历史较早的生物医用材料之一。早期以铸造和粉末冶金方法制造人工关节较多，近年来锻造的CoCrMo和CoCrNiMo也显示出较好的使用性能。医用钴基合金的优异性能源于钴基体的晶体学特征，铬和钼的固溶强化效应，形成碳化物硬化相似及铬产生的抗腐蚀性。钴基合金由于相变自由能较低，通过合金成分的微调整和塑性加工，可以使合金得到复相组织，从而提高力学性能。医用导向针和骨针，属于细长产品，受力复杂，不仅需要有较高强度和耐磨性，更要有良好的塑性和弹性和较好的加工性能。传统的钴铬钼合金硬度大，随着强度上升塑性下降太大，钴铬钼合金铸锭的熔炼，国内外是真空感应炉熔炼为主，使用碱性氧化物坩埚或中性坩埚，不可避免地受坩埚材料的污染影响，杂质成分不易控制。另一方面，钴铬钼合金中钼的熔点较高（2820℃）容易产生熔化不完全而夹杂，严重影响铸锭质量，因此，针对上述问题提出一种医用钴基合金导向针材料及制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种医用钴基合金导向针材料及制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种医用钴基合金导向针材料，包括高纯度金属铬块、高纯度金属钼条和纯稀土，将高纯度金属铬块、高纯度金属钼条和纯稀土进行制备处理。一种医用钴基合金导向针材料其制备方法，包括以下步骤：步骤一：铬钼中间合金生产：铬钼中间合金熔铸：把高纯度金属铬块、高纯度金属钼条和纯稀土放入熔炼料箱中，然后依次进行封炉门、抽真空、抽高真空、放料开始熔化、边熔化边投料、铸锭冷却、铸锭室温破真空出炉等过程加工，然后铬钼中间合金铸锭取样分析化学成分后，采用车削或刨削的方法破碎，装桶备用；步骤二：CoCrMo合金铸锭生产：采用的水冷铜坩埚真空感应炉进行生产处理，将高纯度电解钴、高纯度金属铬块、铬钼中间合金，按设计成分称重，然后进行混伴均匀，分层次加入炉中，关闭炉门抽真空，真空度达到3Pa以下时送电，大电流熔化炉料，炉料全部熔化后，减电流到熔化时电流的60%左右，开始精炼金属液，除气；每10分钟降熔炼电流，梯次降低到熔化电流30%左右，精炼时间控制在30-45分钟之间；调整金属液温度至合适温度铸入到铸锭模具里凝固冷却；铸锭冷却至室温，破真空打开炉门，取出铸锭；铸锭取样分析化学成分，铸锭表面车削扒皮，去除冒口；步骤三：钴铬钼合金超细棒制造：在大吨位模锻机上模锻开坯，电炉加热，加热温度1150-1250℃，保温时间0.5小时以上；道次锻造变形率20%以下，需反复加热，锻造，模锻至直径Φ20左右作为下一道工艺的毛坯，检查修磨；然后使用企业自主制造的热旋锻机进行精锻加工，经过多道次旋锻加工，成品材为Φ2.0mm-3.0mm的超细直棒，然后真空退火炉退火，温度750-980℃；步骤四：钴铬钼合金导向针制造：旋锻合金成材棒模光加工，经过探伤检查，根据导针规格下料交机械加工工序进行数控自动加工，经过抛光处理，表面消毒，包装入库。优选的，步骤一中采用采用真空电子束炉熔铸铬钼中间合金。优选的，高纯度金属铬块的纯度＞99.90%、高纯度金属钼条的纯度＞99.90%、纯稀土的纯度＞99.95%、电解钴的纯度＞99.90%。优选的，步骤一中中间合金成分范围(质量百分比%）为钼40-45%、铼0.05%、碳＜0.015、硅＜0.05、铬为余量。优选的，步骤二中铸锭成分控制范围（质量百分比%）铬27.50-29.00%、钼5.01-6.99%、镍＜0.70%、铁＜0.50%、锰＜0.50%、硅＜0.15%、硫＜0.0010%。优选的，步骤三中业自主制造的热旋锻机设备参数：主轴转速1200/分钟，进料速度1.5-2米/分钟，加热炉温度：850-980℃，道次加工率：12-17%。优选的，钴铬钼合金导针力学性能：拉伸强度（MPa）890-980、屈服强度（MPa）860-890、延伸率8.0-11.0%、断面收缩率17.0-18.9%、疲劳强度700-750MPa。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术中，采用以铬钼中间合金加入钼，同时制造铬钼中间合金过程中加入能够细化晶粒的微量稀土元素，从而有效的保证医用钴基合金导向针材料的质量。具体实施方式实施例1：本专利技术提供一种技术方案：一种医用钴基合金导向针材料，包括高纯度金属铬块、高纯度金属钼条和纯稀土，将高纯度金属铬块、高纯度金属钼条和纯稀土进行制备处理。其制备方法，包括以下步骤：步骤一：铬钼中间合金生产：铬钼中间合金熔铸：把高纯度金属铬块、高纯度金属钼条和纯稀土放入熔炼料箱中，然后依次进行封炉门、抽真空、抽高真空、放料开始熔化、边熔化边投料、铸锭冷却、铸锭室温破真空出炉等过程加工，然后铬钼中间合金铸锭取样分析化学成分后，采用车削或刨削的方法破碎，装桶备用；步骤二：CoCrMo合金铸锭生产：采用的水冷铜坩埚真空感应炉进行生产处理，将高纯度电解钴、高纯度金属铬块、铬钼中间合金，按设计成分称重，然后进行混伴均匀，分层次加入炉中，关闭炉门抽真空，真空度达到3Pa以下时送电，大电流熔化炉料，炉料全部熔化后，减电流到熔化时电流的60%左右，开始精炼金属液，除气；每10分钟降熔炼电流，梯次降低到熔化电流30%左右，精炼时间控制在30-45分钟之间；调整金属液温度至合适温度铸入到铸锭模具里凝固冷却；铸锭冷却至室温，破真空打开炉门，取出铸锭；铸锭取样分析化学成分，铸锭表面车削扒皮，去除冒口；步骤三：钴铬钼合金超细棒制造：在大吨位模锻机上模锻开坯，电炉加热，加热温度1150-1250℃，保温时间0.5小时以上；道次锻造变形率20%以下，需反复加热，锻造，模锻至直径Φ20左右作为下一道工艺的毛坯，检查修磨；然后使用企业自主制造的热旋锻机进行精锻加工，经过多道次旋锻加工，成品材为Φ2.0mm-3.0mm的超细直棒，然后真空退火炉退火，温度750-980℃；步骤四：钴铬钼合金导向针制造：旋锻合金成材棒模光加工，经过探伤检查，根据导针规格下料交机械加工工序进行数控自动加工，经过抛光处理，表面消毒，包装入库。步骤一中采用采用真空电子束炉熔铸铬钼中间合金，此炉型高真空高电流密度熔炼，铸锭在水冷铜坩埚中凝固，没有坩埚污染，高纯度金属铬块的纯度＞99.90%、高纯度金属钼条的纯度＞99.90%、纯稀土的纯度＞99.95%、电解钴的纯度＞99.90%，这种设置保证了原料的质量，从而便于保证成品的质量，步骤一中中间合金成分范围(质量百分比%）为钼40-45%、铼0.05%、碳＜0.015、硅＜0.05、铬为余量，步骤二中铸锭成分控制范围（质量百分比%）铬27.50-29.00%、钼5.01-6.99%、镍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医用钴基合金导向针材料，包括高纯度金属铬块、高纯度金属钼条和纯稀土，其特征在于：将高纯度金属铬块、高纯度金属钼条和纯稀土进行制备处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种医用钴基合金导向针材料，包括高纯度金属铬块、高纯度金属钼条和纯稀土，其特征在于：将高纯度金属铬块、高纯度金属钼条和纯稀土进行制备处理。


2.根据权利要求1所述的一种医用钴基合金导向针材料其制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：铬钼中间合金生产：铬钼中间合金熔铸：把高纯度金属铬块、高纯度金属钼条和纯稀土放入熔炼料箱中，然后依次进行封炉门、抽真空、抽高真空、放料开始熔化、边熔化边投料、铸锭冷却、铸锭室温破真空出炉等过程加工，然后铬钼中间合金铸锭取样分析化学成分后，采用车削或刨削的方法破碎，装桶备用；
步骤二：CoCrMo合金铸锭生产：采用的水冷铜坩埚真空感应炉进行生产处理，将高纯度电解钴、高纯度金属铬块、铬钼中间合金，按设计成分称重，然后进行混伴均匀，分层次加入炉中，关闭炉门抽真空，真空度达到3Pa以下时送电，大电流熔化炉料，炉料全部熔化后，减电流到熔化时电流的60%左右，开始精炼金属液，除气；每10分钟降熔炼电流，梯次降低到熔化电流30%左右，精炼时间控制在30-45分钟之间；调整金属液温度至合适温度铸入到铸锭模具里凝固冷却；铸锭冷却至室温，破真空打开炉门，取出铸锭；铸锭取样分析化学成分，铸锭表面车削扒皮，去除冒口；
步骤三：钴铬钼合金超细棒制造：在大吨位模锻机上模锻开坯，电炉加热，加热温度1150-1250℃，保温时间0.5小时以上；道次锻造变形率20%以下，需反复加热，锻造，模锻至直径Φ20左右作为下一道工艺的毛坯，检查修磨；然后使用企业自主制造的热旋锻机进行精锻加工，经过多道次旋锻加工，成品材为Φ2.0mm-3.0mm的超细直棒，然后真空退火炉退火，温度750-980℃；
步骤四：钴铬钼合金导向针制造：旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹权丰，
申请(专利权)人：沈阳中核舰航特材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21