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专利号: 2021112429643
申请人: 江苏理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种可降解的超细晶生物镁合金的制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:(1)基体熔炼:以纯镁、纯锌和硅作为原材料,在保护气氛下将原材料熔炼,获得Mg‑Zn‑Si基体合金铸锭;

(2)合金化变质:在保护气氛下,将所述Mg‑Zn‑Si基体合金铸锭重熔,然后将Mg‑Y中间合金和Mg‑Gd中间合金加入熔体中,待搅拌扒渣静置后浇铸,获得Mg‑Zn‑Si‑Gd‑Y生物镁合金;

(3)热处理:对所得Mg‑Zn‑Si‑Gd‑Y生物镁合金进行均匀化热处理,然后冷却;

(4)板材制备:对均匀化处理后的Mg‑Zn‑Si‑Gd‑Y生物镁合金进行线切割,得到Mg‑Zn‑Si‑Gd‑Y板材,然后对Mg‑Zn‑Si‑Gd‑Y板材进行清洗,打磨;

(5)搅拌摩擦加工:将Mg‑Zn‑Si‑Gd‑Y板材在深冷和超声振动环境下进行多道次搅拌摩擦加工,制备出可降解的超细晶生物镁合金。

2.根据权利要求1所述的一种可降解的超细晶生物镁合金的制备方法,其特征在于,步骤(1)基体熔炼:以纯镁、纯锌和硅作为原材料,置于井式电阻炉内在保护气氛下将原料熔炼,获得Mg‑Zn‑Si基体合金铸锭;其中所述纯镁、纯锌和硅的纯度均不低于99.9%。

3.根据权利要求1所述的一种可降解的超细晶生物镁合金的制备方法,其特征在于,步骤(2)合金化变质:在保护气氛下,将所述Mg‑Zn‑Si基体合金铸锭切成小块,置于钢坩埚重熔后,将Mg‑Y中间合金和Mg‑Gd中间合金按设计量称量好,并采用铝箔包起来用钟罩法压入到熔体中,待搅拌扒渣静置后在钢制模具中浇铸,获得Mg‑Zn‑Si‑Gd‑Y生物镁合金;所述浇铸的温度为700℃,浇铸采用预先加热至180‑250℃的钢制模具来完成;其中所述的Mg‑Y中间合金中Y元素的重量占Mg‑Y中间合金总重量的30%;所述的Mg‑Gd中间合金中Gd元素的重量占Mg‑Gd中间合金总重量的45%;所述Mg‑Y中间合金和所述Mg‑Gd中间合金的纯度不低于

99.9%。

4.根据权利要求1所述的一种可降解的超细晶生物镁合金的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述的Mg‑Zn‑Si‑Gd‑Y生物镁合金中各元素的含量为Zn:5.5‑6.5wt%;Si:3.5‑

4.5wt.%;Y:0.5‑1.0wt%;Gd:0.5‑1.0wt%,余量为镁。

5.根据权利要求1所述的一种可降解的超细晶生物镁合金的制备方法,其特征在于,步骤(1)和步骤(2)中所述的保护气氛为SF6与氩气的混合气氛。

6.根据权利要求6所述的一种可降解的超细晶生物镁合金的制备方法,其特征在于,SF6与氩气的体积比为1:99。

7.根据权利要求1所述的一种可降解的超细晶生物镁合金的制备方法,其特征在于,步骤(3)热处理:将所得Mg‑Zn‑Si‑Gd‑Y生物镁合金在氩气气氛中,在400‑500℃下均匀化热处理8‑12小时,均匀化处理后水淬冷却。

8.根据权利要求1所述的一种可降解的超细晶生物镁合金的制备方法,其特征在于,步骤(4)板材制备:对均匀化处理后的Mg‑Zn‑Si‑Gd‑Y生物镁合金进行线切割,获得10‑12mm厚的Mg‑Zn‑Si‑Gd‑Y板材,然后依次用丙酮和酒精在超声波仪器中清洗板材,再用砂纸打磨至

1200目。

9.根据权利要求1所述的一种可降解的超细晶生物镁合金的制备方法,其特征在于,步骤(5)搅拌摩擦加工:将所述Mg‑Zn‑Si‑Gd‑Y板材在深冷和超声振动环境下进行多道次搅拌摩擦加工,制备出可降解的超细晶生物镁合金;采用干冰或液氮实现深冷处理;搅拌摩擦加工过程为:搅拌针旋转速度为600‑1200rpm,倾角为2.5°,下压量为0.05mm,搅拌针匀速转动并向前运动,前进速度为60‑120mm/min;加工道次为3‑5道次。

10.一种可降解的超细晶生物镁合金,其特征在于,采用权利要求1‑9任一项所述的制备方法制得。