低模量鈦合金的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物醫(yī)用材料技術領域，特別涉及一種低模量鈦合金。
【背景技術】
[0002] 低模量鈦合金具有與骨更接近的彈性模量，可降低因彈性模量不匹配造成的 應力遮擋效應。目前ASTM(美國材料試驗學會）共收錄了 3種低模量鈦合金，分別 是Til2Mo6Zr2Fe、Til5Mo、Til3Nbl3Zr。除此之外，Ti35Nb7Zr5Ta、Ti29Nbl3Ta4. 6Zr、 Ti35Nb5Ta7ZrO. 40、Til5Mo5Zr3Al也是正被廣泛研究的低模量鈦合金。目前ASTM收錄的 和正被廣泛研究的低模量鈦合金成分中均含有大量的Mo、Zr、Nb、Ta貴金屬元素，貴金屬元 素的存在必然導致低模量鈦合金的價格較高，不利于低模量鈦合金的廣泛應用。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種具有與骨更接近的彈性模 量，主要合金元素為六1、111、211，不含貴金屬元素，價格便宜，利于廣泛應用的低模量鈦合金。
[0004] 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案是：一種低模量鈦合金，鈦合金質量百分含量分別 為A1 :5· 5%~7. 5%，Μη:0· 5%~4. 5%，Zn:0· 1%~4%，余量為Ti，彈性模量為25~ 90GPa，通過真空自耗爐熔煉，并在700~950 °C進行鍛造，最后乳制成10~20mm棒材， 700~900 °C進行固溶處理；
[0005] 將乳制后的鈦合金加工成爾10cp5X25mm的拉伸試樣，依照GB/T228-2002標準 在AG-100kNG力學試驗機上測試材料的力學性能，得到其彈性模量為約為82GPa，抗拉強度 為不低于900MPa，屈服強度不低于850MPa，延伸率不低于12 %。
[0006] 上述技術方案鈦合金質量百分含量分別為A1 :5. 5%~6. 5%，Mn:0. 5%~3. 5%， Zn:0· 1 %~0· 5 %，余量為Ti，彈性模量為25~75GPa。
[0007] 采用上述技術方案后，本發(fā)明具有以下積極的效果：
[0008] (1)本發(fā)明具有與骨更接近的彈性模量，主要合金元素為Al、Mn、Zn，不含貴金屬 元素，價格便宜，利于廣泛應用。
【具體實施方式】
[0009] 本發(fā)明具有鈦合金質量百分含量分別為A1 :5. 5%~6. 5%，Μη:0. 5%~3. 5%， Zn:0. 1 %~0. 5 %，余量為Ti，彈性模量為25~75GPa，通過真空自耗爐熔煉，并在700~ 950°C進行鍛造，最后乳制成10~20mm棒材，700~900°C進行固溶處理；
[0010] 將乳制后的鈦合金加工成Μ10φ5X25mm的拉伸試樣，依照GB/T228-2002標準 在AG-100kNG力學試驗機上測試材料的力學性能，得到其彈性模量約為61GPa，抗拉強度為 不低于900MPa，屈服強度不低于850MPa，延伸率不低于12 %。
[0011] (實施例1)
[0012] 采用海綿鈦、A1棒、電解Mn、Zn棒進行配制合金。各組分設計質量分別為A1 6. 0Kg、Mn0. 095Kg、Zn0. 015Kg，余量為Ti，制成10Kg電極。經(jīng)真空自耗爐熔，并在700°C 進tx鍛造，最后乳制成10mm棒材，7〇〇°C進彳丁固溶處理。
[0013] 將乳制后的鈦合金加工成丨V_110φ「)X25mm的拉伸試樣，依照GB/T228-2002標準 在AG-100kNG力學試驗機上測試材料的力學性能，得到其彈性模量約為70GPa，抗拉強度為 不低于900MPa，屈服強度不低于850MPa，延伸率不低于12 %。
[0014] (實施例2)
[0015] 采用海綿鈦、A1棒、電解Mn、Zn棒進行配制合金。各組分設計質量分別為A1 6. 0Kg、Mn0. 085Kg、Zn0. 020Kg，余量為Ti，制成10Kg電極。經(jīng)真空自耗爐熔，并在950°C 進tx鍛造，最后乳制成20mm棒材，900°C進彳丁固溶處理。
[0016] 將乳制后的鈦合金加工成Mj0φ5X25mm的拉伸試樣，依照GB/T228-2002標準 在AG-100kNG力學試驗機上測試材料的力學性能，得到其彈性模量約為61GPa，抗拉強度為 不低于900MPa，屈服強度不低于850MPa，延伸率不低于12 %。
[0017] (實施例3)
[0018] 采用海綿鈦、A1棒、電解Mn、Zn棒進行配制合金。各組分設計質量分別為A1 6. 0Kg、Mn0. 085Kg、Zn0. 020Kg，余量為Ti，制成10Kg電極。經(jīng)真空自耗爐熔，并在800°C 進tx鍛造，最后乳制成15mm棒材，800°C進彳丁固溶處理。
[0019] 將乳制后的鈦合金加工成ΜΚ)φ5X25mm的拉伸試樣，依照GB/T228-2002標準 在AG-100kNG力學試驗機上測試材料的力學性能，得到其彈性模量約為60GPa，抗拉強度為 不低于900MPa，屈服強度不低于850MPa，延伸率不低于12 %。
[0020] 以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳 細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保 護范圍之內。
【主權項】
1. 一種低模量鈦合金，其特征在于：鈦合金質量百分含量分別為A1 :5. 5%~7. 5%， Μη:0. 5%~4. 5%，Zn:0. 1%~4%，余量為Ti，彈性模量為25~90GPa，通過真空自耗爐熔 煉，并在700~950°C進行鍛造，最后乳制成10~20mm棒材，700~900°C進行固溶處理； 將乳制后的鈦合金加工成ΜΙ()φ5X25mm的拉伸試樣，依照GB/T228-2002標準在 AG-100kNG力學試驗機上測試材料的力學性能，得到其彈性模量約為82GPa，抗拉強度為不 低于900MPa，屈服強度不低于850MPa，延伸率不低于12 %。2. 根據(jù)權利要求1所述的低模量鈦合金，其特征在于：鈦合金質量百分含量分別為A1 : 5.5%~6.5%，]^:0.5%~3.5%，211:0.1%~0.5%，余量為11，彈性模量為25~756?&。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低模量鈦合金，鈦合金質量百分含量分別為Al：5.5％～7.5％，Mn：0.5％～4.5％，Zn：0.1％～4％，余量為Ti，彈性模量為25～90GPa，通過真空自耗爐熔煉，并在700～950℃進行鍛造，最后軋制成10～20mm棒材，700～900℃進行固溶處理；本發(fā)明的低模量鈦合金具有與骨更接近的彈性模量，主要合金元素為Al、Mn、Zn，不含貴金屬元素，價格便宜，利于廣泛應用。
【IPC分類】C22C14/00
【公開號】CN105296801
【申請?zhí)枴緾N201510728193
【發(fā)明人】徐文利, 蔡勇
【申請人】創(chuàng)輝醫(yī)療器械江蘇有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年10月29日