医用锌合金丝材及其制备方法、应用技术

本发明专利技术提一种医用锌合金丝材及其制备方法、应用，属于医用金属材料技术领域。其中，医用锌合金丝材的制备方法具体包括：将各合金组分进行熔炼，并经过浇注和冷却后得到锌合金铸锭；将锌合金铸锭经均匀化处理后热挤压以得到锌合金棒材；对所述锌合金棒材进行多道往复拉拔处理、分级退火处理，以获得所述医用锌合金丝材。本发明专利技术采用往复拉拔是一种新型拉拔方式，利用两种方向的往复拉拔加工处理，配合适当的变形量，使得材料在拉拔过程中短时间内受到两个不同方向的轴向力，二者会部分抵消，可以很大程度地削弱其在单向拉拔过程中产生的严重各向异性和成分偏析，从而改善了合金材料的内部组织形貌、力学性能以及腐蚀性能。力学性能以及腐蚀性能。力学性能以及腐蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
医用锌合金丝材及其制备方法、应用


[0001]本专利技术属于医用金属材料
，具体涉及一种医用锌合金丝材、一种医用锌合金丝材的制备方法以及一种医用锌合金丝材的应用。

技术介绍

[0002]现如今生物医学领域正在应用的丝材成分主要为钛合金、钴镍合金以及形状记忆合金，然而上述三种材料都存在着相应的一些问题，例如：钛合金的耐磨性比较差，在表面氧化膜被破坏后磨损的颗粒产物会对人体造成较大的伤害。相比之下，虽然钴镍合金的耐蚀性和耐磨性都非常好，但是由钴镍合金制备得到的医用材料的松动率较高，析出的Co、Ni元素存在着严重致敏性的问题，且钴镍合金的价格较高。而形状记忆合金在临床应用中若是对合金表面处理不当，则会导致其中离子向周围渗透引起细胞和组织坏死。除此之外，上述材料均为不可降解的惰性金属材料，作为丝材使用时通常只能长期留存在体内，无法像骨科固定材料通过二次手术取出，这将进一步加剧它们的负面作用。
[0003]基于长期的实验研究，专利技术人发现锌合金丝材具有较为优异的力学性能、降解性能和生物相容性，在一定程度上可以作为上述材料很好的替代品，比如锌锂合金等，它们拥有着广泛应用于生物医疗领域的巨大潜力。而在锌锂合金中加入其他特定的合金元素可能使材料具有相应更有价值的特性，因此，在锌锂合金成分上进行更多深入的研究是十分有必要的。
[0004]另一方面，现有技术中提到的锌合金丝材的制备主要采用常规的单向拉拔方式，而这将会引起合金内部显著的各向异性和成分偏析。高度的各向异性和成分偏析现象会导致所制得的合金材料内部出现组织不均匀的现象，检测出来的性能表现如：力学性能、耐腐蚀性能等都会受到较大的影响，这对未来的医学临床应用也会带来众多的不便和限制，甚至没有办法成功应用到实际生活中。
[0005]因此，基于上述技术问题，本专利技术提出一种新的医用锌合金丝材的制备方法、锌合金丝材以及其应用。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种医用锌合金丝材、一种医用锌合金丝材的制备方法以及一种医用锌合金丝材的应用。
[0007]本专利技术的一方面，提供一种医用锌合金丝材的制备方法，具体步骤包括：将各合金组分进行熔炼，并经过浇注和冷却后得到锌合金铸锭；
[0008]将所述锌合金铸锭经均匀化处理后热挤压以得到锌合金棒材；
[0009]对所述锌合金棒材进行多道往复拉拔处理、分级退火处理，以获得所述医用锌合金丝材。
[0010]可选的，所述将各合金组分进行熔炼，并经过浇注和冷却后得到锌合金铸锭，包括：
[0011]根据合金成分的质量百分比称取所需金属原料，将纯锌加热至温度范围为420℃～470℃，待所述纯锌完全熔化后通入保护气氛并升温至580℃～620℃；之后，加人称取的其他金属原料，搅拌均匀，静置20min～40min，待金属完全熔化后，搅拌并静置8min～12min，待温度降至480℃～520℃时进行浇注，并空冷至室温，以得到锌合金铸锭。
[0012]可选的，所述锌合金铸锭的成分包括1wt.％以内的Li，0～1wt.％的Mn和/或0～5wt.％的Cu，余量为Zn。
[0013]可选的，所述保护气氛为CO2和SF6的混合气体。
[0014]可选的，所述将所述锌合金铸锭经均匀化处理后热挤压以得到锌合金棒材，包括：
[0015]将所述锌合金铸锭在处理温度范围为220℃～270℃，保温时间范围为1h～3h的条件下均匀化处理；
[0016]将均匀化处理后的锌合金铸锭在挤压温度范围为130℃～230℃，挤压比范围为14～18，挤压速度范围为1mm/s～3mm/s的条件下进行热挤压处理，以得到直径范围为2mm～3mm锌合金棒材。
[0017]可选的，所述对所述锌合金棒材进行多道往复拉拔处理，包括：
[0018]对所述锌合金棒材进行每道次拉拔处理的拉拔方向与上一道的拉拔方向相反；其中，
[0019]单道次的变形量范围为5％～25％，且每道次拉拔处理的变形量呈梯度增加。
[0020]可选的，所述分级退火处理，包括：
[0021]在空气环境下的第一级退火处理，其中，所述第一级退火处理的温度范围为150℃～300℃，保温时间范围为10min～30min；以及，
[0022]在蒸馏水环境下的第二级退火处理，其中，所述第二级退火处理的温度范围为60℃～80℃，保温时间范围为8min～12min。
[0023]可选的，所述医用锌合金丝材的直径范围为0.1mm～0.5mm。
[0024]本专利技术的另一方面，提供一种医用锌合金丝材，采用前文记载的所述方法制得。
[0025]本专利技术的另一方面，提供一种医用锌合金丝材的应用，前文记载的所述医用锌合金丝材可应用于吻合钉、可吸收手术缝合线、血管支架、肠道支架、气管支架、尿道支架中的至少一种。
[0026]本专利技术提供一种医用锌合金丝材的制备方法，具体步骤包括：将各合金组分进行熔炼，并经过浇注和冷却后得到锌合金铸锭；将所述锌合金铸锭经均匀化处理后热挤压以得到锌合金棒材；对所述锌合金棒材进行多道往复拉拔处理、分级退火处理，以获得所述医用锌合金丝材。本专利技术采用往复拉拔是一种新型拉拔方式，利用两种方向的往复拉拔加工处理，配合适当的变形量，使得材料在拉拔过程中短时间内受到两个不同方向的轴向力，二者会部分抵消，可以很大程度地削弱其在单向拉拔过程中产生的严重各向异性和成分偏析，从而改善了合金材料的内部组织形貌、力学性能以及腐蚀性能。其次，本专利技术采用了分级退火的加工工艺，分级退火和快速冷却使得锌合金丝材组织结构和分布更加均匀，有效地去除丝材内部因挤压和拉拔造成的应力作用和成分偏析的危害。除此以外，整个分级退火过程所需要的处理和保温时间较传统的热处理要短，这大大提升了锌合金丝材制备的效率和成本。
附图说明
[0027]图1为本专利技术一实施例的医用锌合金丝材的制备方法流程框图；
[0028]图2为本专利技术另一实施例的医用锌合金丝材制备过程中的锌合金棒材示意图；
[0029]图3为本专利技术另一实施例的医用锌合金丝材制备过程中往复拉拔过程中的受力情况示意图；
[0030]图4为本专利技术另一实施例的医用锌合金丝材的示意图。
具体实施方式
[0031]为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护范围。
[0032]如图1所示，本专利技术的一方面，提供一种医用锌合金丝材的制备方法S100，具体包括以下步骤S110～S130：
[0033]S110、将各合金组分进行熔炼，并经过浇注和冷却后得到锌合金铸锭。
[0034]具体的，根据合金成分的质量百分比称取所需金属原料(例如，Zn、Li、Mn、Cu)进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种医用锌合金丝材的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：将各合金组分进行熔炼，并经过浇注和冷却后得到锌合金铸锭；将所述锌合金铸锭经均匀化处理后热挤压以得到锌合金棒材；对所述锌合金棒材进行多道往复拉拔处理、分级退火处理，以获得所述医用锌合金丝材。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将各合金组分进行熔炼，并经过浇注和冷却后得到锌合金铸锭，包括：根据合金成分的质量百分比称取所需金属原料，将纯锌加热至温度范围为420℃～470℃，待所述纯锌完全熔化后通入保护气氛并升温至580℃～620℃；之后，加入称取的其他金属原料，搅拌均匀，静置20min～40min，待金属完全熔化后，搅拌并静置8min～12min，待温度降至480℃～520℃时进行浇注，并空冷至室温，以得到锌合金铸锭。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述锌合金铸锭的成分包括1wt.％以内的Li，0～1wt.％的Mn和/或0～5wt.％的Cu，余量为Zn。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述保护气氛为CO2和SF6的混合气体。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述锌合金铸锭经均匀化处理后热挤压以得到锌合金棒材，包括：将所述锌合金铸锭在处理温度范围为220℃～270℃，保温时间范围为1h～3h的条...

【专利技术属性】
技术研发人员：白晶，王子昕，程兆俊，邵怡，
申请(专利权)人：苏州晶俊新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：