镁合金制造技术

本发明专利技术涉及一种具有可控耐腐蚀性能的镁合金，该镁合金包括镁(Mg)和合金化元素，并包含镁相以及由镁和合金化元素组成的相，其中镁相与由镁和合金化元素组成的相之间的电位差大于0V但不大于0.2V。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及镁合金。
技术介绍
镁合金容易成型，但具有耐腐蚀性差和强度低的缺点。旨在适当地改变镁合金成分的研究持续进行，以便改善镁合金的耐腐蚀性和强度。此外，研究表明，镁合金中合金化元素(alloying element)的数量增加导致镁合金机械强度的增加。然而，随着合金化元素数量的增加，形成了多个相(phase)，这些相之间电位差的增加导致一些情况，例如增加合金腐蚀速率的电流回路(galvanic circuit)可能会形成。因此，需要对镁合金进行研究，以能够控制镁合金的耐腐蚀性能并使镁合金具有优良耐腐蚀性和强度。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的在于提供一种镁合金，依赖于镁合金的预期用途，通过添加电位不同于镁的电位的合金化元素来控制其耐腐蚀性能。本专利技术的另一目的在于提供一种镁合金，其耐腐蚀和强度性能能够通过后处理加工来控制。技术方案为了完成上述目的，本专利技术提供了一种具有可控耐腐蚀性能的镁合金，该合金包括镁(Mg)和合金化元素，并包含镁相以及由镁和合金化元素组成的相，其中镁相与由镁和合金化元素组成的相之间的电位差大于OV但不大于O. 2V。本专利技术也提供了一种用于制备具有可控耐腐蚀性能的镁合金的方法，该方法包括向包括镁和合金化元素的镁合金中加入第三种元素，从而将镁相与由镁和合金化元素组成的相之间的电位差降低到大于OV但不大于O. 2V。有益效果利用镁和合金化元素之间的电位差能够对根据本专利技术的镁合金的耐腐蚀性能进行控制。此外，本专利技术的镁合金的耐腐蚀和强度性能也能通过后处理加工进行控制。而且，由于这些效果，镁合金能够用在工业和医学领域中。附图说明图I是实例1-4和比较实例I和2中镁合金的腐蚀速率图示。图2是实例I、实例2和比较实例I中镁合金的强度测量结果图示。图3是实例3、实例4和比较实例2中镁合金的强度测量结果图示。图4是实例2中合金在表面处理前和表面处理后的照片。图5是实例5-9和比较实例I中镁合金的开路电位(open circuit potential)作为时间的函数的图示。图6是氢气产生速率作为锌含量的函数的图示。 图7是开路电位(电势)作为锌含量的函数的图示。图8是退化速率(rate of degradation)作为开路电位(电势)差的函数的图示。具体实施例方式最佳实施方式下面将详细说明本专利技术。I.镁合金本专利技术涉及一种具有可控耐腐蚀性能的镁合金，该镁合金包括镁(Mg)和合金化元素，并且包含镁相以及由镁和合金化元素组成的相。这里，镁相与由镁和合金化元素组成的相之间的电位差大于OV但不大于O. 2V，且优选接近O。如果镁合金满足上述范围，它具有极低的退化速率，因此能够被有效地用于工业和医学领域中。此外，镁合金具有优良的耐腐蚀性和强度。合金化元素没有特别的限制，只要镁相与由镁和合金化元素组成的相之间的电位差落在上述范围内即可。合金化元素的实例包括钙(Ca)、铁(Fe)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、铬(Cr)、铜(Cu)、镉(Cd)、错(Zr)、银(Ag)、金(Au)、钯(Pd)、钼(Pt)、铼(Re)、铁(Fe)、锌(Zn)、钥(Mo)、铌(Nb)、钽(Ta)、钛(Ti)、锶(Sr)、硅(Si)、磷(P)和硒(Se)。同时，实现镁相与由镁和合金化元素组成的相之间的电位差的镁合金优选表示为下式I :[式I]MgaCabXc其中a, b和c表示各个组分的摩尔分数，a+b+c = I,O. 5 ^ a < I,O ^ b ^ O. 4和O彡c彡O. 4 ;如果b和c至少之一大于0，且c为0，以镁合金的总重量计，则Ca的含量为 5-33wt% ;且父为选自错(Zf)、钥(Mo)、铌(Nb)、钽(Ta)、钛(Ti)、锶(Sf)、铬(Cr)、锰(Mn)、锌(Zn)、硅(Si)、磷(P)、镍(Ni)和铁(Fe)中的一种或更多种。即使X表示两种或更多种元素，元素X的总摩尔分数也满足c的范围。随着Ca和X含量的增加，镁合金的强度增加，同时其退化速率也增加。因此，通过考虑所需要的合金强度和另外的金属的退化速率，本专利技术的镁合金中Ca和X的含量可确定在上述范围内。当X中包含镍(Ni)时，镍降低了镁合金的毒性，并能够控制镁合金的腐蚀速率。此处，镍的含量优选为IOOppm或更少，且更优选50ppm或更少。此外，当X中包含铁(Fe)时，铁显著影响镁腐蚀速率的增加，出于这一原因，铁的含量优选IOOOppm或更少，且更优选500ppm或更少。如果包含的铁的数量超过上述范围的上限值，铁将以独立因子(independent factor)而存在,不会固定到镁上，因而增加镁合金的腐蚀速率。实现镁相与由镁和合金化元素组成的相之间的电位差的镁合金优选表示为下式20以其总重量计,式2表示的镁合金包括大于(^1:%但不大于23 1:%的|丐(Ca)、大于Owt %但不大于IOwt %的Y,以及余量的镁(Mg)。[式2]Mg-Ca-Y 其中Y为Mn或Zn。当式2表示的镁合金的组成落在上述范围内时,它不仅具有改善的机械性能,也具有改善的耐腐蚀性，且不会发生脆性破裂。以其总重量计，式2表示的镁合金优选包括大于Owt %但不大于23wt%的钙(Ca)、O.Iwt% _5 1:%的Y,以及余量的镁(Mg)。更优选地,式2表示的镁合金包括大于(^1:%但不大于23 1:%的|丐(Ca)、0. Iwt% _3 1:%的Y,以及余量的镁(Mg)。这样做的原因在于，当实现相同的腐蚀速率时，考虑到杂质可能的副作用，杂质的含量应该优选是低的。在镁相与由镁和合金化元素组成的相之间实现电位差的镁合金优选表示为下式3。以其总重量计，式3表示的镁合金包括大于Owt %但不大于40wt%的Z以及余量的镁(Mg)。[式3]Mg-Z其中Z 为选自锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、铬(Cr)、铜(Cu)、镉(Cd)、锆(Zf)、银(Ag)、金(Au)、钯(Pd)、钼(Pt)、铼(Re)、铁(Fe)、锌(Zn)、钥(Mo)、铌(Nb)、钽(Ta)、钛(Ti)、锶(Sf)、硅(Si)、磷(P)和硒(Se)中的一种或更多种。镁合金优选进行表面处理。表面处理优选是喷丸硬化(shot peening)。包含在本专利技术的植入物(implant)中的镁合金可进行表面涂覆。当进行表面涂覆时，在镁合金表面上能制备耐腐蚀产品，由此能够推迟镁合金的退化速率。可用陶瓷和/或聚合物材料进行表面涂覆。以下将对用陶瓷材料涂覆镁合金进行说明。当镁浸入到仿生溶液(biomimeticsolution)或生理盐水中时，镁合金的表面可以用耐腐蚀性的产品进行涂覆。此处，耐腐蚀性的产品可以是陶瓷材料，其中陶瓷材料可以是氧化镁或磷酸钙。此外，在生物可降解镁合金的表面涂覆有耐腐蚀性的产品后，它可进一步涂覆聚合物。本专利技术中可使用的聚合物的实例如下所述。用于涂覆镁合金表面的聚合物没有特别的限制，只要它是现有技术中通常使用的一种即可。本专利技术中使用的聚合物的优选实例包括聚(L-丙交酯)、聚(乙交酯)、聚(DL-丙交酯)、聚(二恶烷酮)、聚(DL-丙交酯-共-L-丙交酯)、聚(DL-丙交酯-共-乙交酯)、聚(乙交酯-共-三亚甲基碳酸酯)、聚(L-丙交酯-共-乙交酯)、聚(e-己内酯)和它们的组合。根据本专利技术的镁合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.07 KR 10-2009-01203561.一种具有可控耐腐蚀性能的镁合金，所述镁合金包括镁和合金化元素，并包含镁相 及由镁和合金化元素组成的相，其中镁相与由镁和合金化元素组成的相之间的电位差大于OV但不大于O. 2V。2.根据权利要求I所述的镁合金，其中，所述镁合金不包含铝。3.根据权利要求I所述的镁合金，其中，所述镁合金不包含稀土元素。4.根据权利要求I所述的镁合金，其中，所述合金化元素选自钙、铁、锰、钴、镍、铬、铜、镉、错、银、金、钮、钼、铼、铁、锌、钥、银、钽、钛、银、娃、磷和硒中的一种或更多种。5.根据权利要求I所述的镁合金，其中，所述镁合金表示为下式I: [式I] MgaCabXc 其中a, b和c表示各个组分的摩尔分数，a+b+c = I,O. 5 ^ a < 1,0 < b < O. 4和O≤c≤O. 4 ;如果b和c至少之一大于0，且c为0，以镁合金的总重量计，则Ca的含量为5-33wt...

【专利技术属性】
技术研发人员：具滋教，石铉光，梁硕祚，金有灿，赵晟伦，金钟泽，
申请(专利权)人：友和安股份公司，
类型：发明
国别省市：