CN111534716A - 一种高品质医用锌合金压铸件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高品质医用锌合金压铸件，化学组分按质量百分比计包括0wt％‑10wt％Fe，0.1wt％‑1.0wt％Ca，1.0wt％‑4.0wt％Ni，0.5wt％‑3.0wt％Ti和其余的Zn，所述高品质医用锌合金压铸件的制备方法包括如下步骤，混合熔炼、两次捞渣、压铸成型、均匀化退火、表面处理、激光处理、碱腐蚀处理、清洗保存。本申请通过在锌合金压铸件内添加Ni和Ti元素，提高锌合金压铸件在人体内的耐蚀性、生物相溶性，通过添加Fe和Ca元素，调节锌合金压铸件在人体中的降解速度；通过两次退火，使得金属成分均匀，通过激光处理、碱腐蚀处理，优化工艺参数，减少制备时间，提高锌合金表面的耐蚀性和生物相溶性。

Description

一种高品质医用锌合金压铸件及其制备方法
技术领域
本发明涉及锌合金材料技术领域，尤其涉及一种高品质医用锌合金压铸件及其制备方法。
背景技术
锌基合金因为熔炼工艺简单，机械性能、铸造性能、加工性能优良，耐磨性突出等优点，因此被称为“魔术合金”，成为近几十年来国内外应用日益广泛的价廉、节能、优质的新材料。锌能与多种有色金属制成合金，其中最主要的是锌与铜、锡、铅等组成的黄铜，还可与铝、镁、铜等组成压铸合金。最早的锌基压铸合金成分为：Zn-6％Sn-3％Cu-0.5％A1，主要用来代替部分Sn基产品。其特点是：强度低，性脆，但尺寸稳定性好。随着经济的发展和研究的深入，锌开始广泛应用于钢铁、冶金、机械、电气、化工、轻工、军事和医药等领域。
随着我国科学技术水平的不断提高，我国对锌合金压铸件的研究也越来越深入。尽管如此，我国锌合金压铸件在医疗领域的研究水平和生产质量与国外一些发达国家比较还有一定的差距，尤其利用锌良好生物相容性应用在医疗手术中的研究还有很长的路要走。
发明内容
为克服现有技术中存在的锌合金压铸件应用于医疗手术中的问题，本发明提供了一种高品质医用锌合金压铸件及其制备方法。
一种高品质医用锌合金压铸件，化学组分按质量百分比计包括0wt％-10wt％Fe，0.1wt％-1.0wt％Ca，1.0wt％-4.0wt％Ni，0.5wt％-3.0wt％Ti和其余的Zn。
在本发明一优选实施例中，所述高品质医用锌合金压铸件的化学组分按质量百分比计包括0wt％-1.0wt％Fe，0.1wt％-10wt％Ca，1.0wt％-4.0wt％Ni，0.5wt％-3.0wt％Ti和其余的Zn。
在本发明一优选实施例中，所述高品质医用锌合金压铸件的化学组分按质量百分比计包括0wt％-10wt％Fe，1.0wt％-4.0wt％Ni，0.5wt％-3.0wt％Ti和其余的Zn。
在本发明一优选实施例中，所述Zn、Fe、Ca、Ni、Ti金属材料的纯度要求大于99.99％。
一种高品质医用锌合金压铸件的制备方法，包括如下步骤：
(1)混合熔炼，将Zn、Fe、Ca、Ni、Ti在惰性气体保护下加入熔锅中加热熔融并搅拌均匀；
(2)两次捞渣，从步骤(1)得到的熔融液捞出浮渣后进行搅拌，再一次捞出浮渣，得到无渣的金属液；
(3)压铸成型，将步骤(2)得到的无渣金属液导入浇铸模内，压铸成型，常温下冷却制成锌合金胚料；
(4)均匀化退火，将步骤(3)得到的锌合金坯料进行进行均匀化退火处理，得到锌合金压铸件；
(5)表面处理，将步骤(4)得到的锌合金压铸件经过砂纸打磨抛光，然后用丙酮冲洗，得到表面处理过的锌合金压铸件；
(6)激光处理，将步骤(5)得到的锌合金压铸件进行激光处理，得到激光处理过的锌合金压铸件；
(7)碱腐蚀处理，将步骤(6)得到的锌合金压铸件进行碱腐蚀处理，得到碱腐蚀处理过的锌合金压铸件；
(8)清洗保存，将步骤(7)得到的锌合金压铸件等离子水冲洗后烘干，包装入库。
在本发明一优选实施例中，所述步骤(1)中熔炼温度为600-700℃，熔炼时间3-4h。
在本发明一优选实施例中，所述步骤(4)中均匀化退火的工艺为，退火气压0.01-0.03Pa，退火温度为400-450℃，退火时间为1-2h。
在本发明一优选实施例中，所述步骤(5)中采用240、800、1200号砂纸逐级打磨抛光。
在本发明一优选实施例中，所述步骤(6)中激光处理的工艺为，激光功率为30-40kW，电流100-200A，脉宽1-2mm，离焦量50-60mm。
在本发明一优选实施例中，所述步骤(7)中碱腐蚀处理的具体工艺为，碱溶液为氢氧化钠与氢氧化钾的混合溶液，腐蚀处理温度为70-90℃，腐蚀处理时间为3-4h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本申请通过在锌合金压铸件内添加Ni和Ti元素，提高锌合金压铸件在人体内的耐蚀性、生物相溶性，通过添加Fe和Ca元素，调节锌合金压铸件在人体中的降解速度；
(2)通过两次退火，使得金属成分均匀，通过激光处理、碱腐蚀处理，优化工艺参数，减少制备时间，提高锌合金表面的耐蚀性和生物相溶性。
附图说明
图1是本发明一种高品质医用锌合金压铸件及其制备方法一优选实施例的制备流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种高品质医用锌合金压铸件，化学组分按质量百分比计包括0wt％-10wt％Fe，0.1wt％-1.0wt％Ca，1.0wt％-4.0wt％Ni，0.5wt％-3.0wt％Ti和其余的Zn。
在本发明一优选实施例中，所述高品质医用锌合金压铸件的化学组分按质量百分比计包括0wt％-1.0wt％Fe，0.1wt％-10wt％Ca，1.0wt％-4.0wt％Ni，0.5wt％-3.0wt％Ti和其余的Zn。
在本发明一优选实施例中，所述高品质医用锌合金压铸件的化学组分按质量百分比计包括0wt％-10wt％Fe，1.0wt％-4.0wt％Ni，0.5wt％-3.0wt％Ti和其余的Zn。
在本发明一优选实施例中，所述Zn、Fe、Ca、Ni、Ti金属材料的纯度要求大于99.99％。
请参看图1，是本发明一种高品质医用锌合金压铸件的制备方法一优选实施例的流程示意图，一种高品质医用锌合金压铸件的制备方法，包括如下步骤：
(1)混合熔炼，将Zn、Fe、Ca、Ni、Ti在惰性气体保护下加入熔锅中加热熔融并搅拌均匀；
(2)两次捞渣，从步骤(1)得到的熔融液捞出浮渣后进行搅拌，再一次捞出浮渣，得到无渣的金属液；
(3)压铸成型，将步骤(2)得到的无渣金属液导入浇铸模内，压铸成型，常温下冷却制成锌合金胚料；
(4)均匀化退火，将步骤(3)得到的锌合金坯料进行进行均匀化退火处理，得到锌合金压铸件；
(5)表面处理，将步骤(4)得到的锌合金压铸件经过砂纸打磨抛光，然后用丙酮冲洗，得到表面处理过的锌合金压铸件；
(6)激光处理，将步骤(5)得到的锌合金压铸件进行激光处理，得到激光处理过的锌合金压铸件；
(7)碱腐蚀处理，将步骤(6)得到的锌合金压铸件进行碱腐蚀处理，得到碱腐蚀处理过的锌合金压铸件；
(8)清洗保存，将步骤(7)得到的锌合金压铸件等离子水冲洗后烘干，包装入库。
在本发明一优选实施例中，所述步骤(1)中熔炼温度为600-700℃，熔炼时间3-4h。
在本发明一优选实施例中，所述步骤(4)中均匀化退火的工艺为，退火气压0.01-0.03Pa，退火温度为400-450℃，退火时间为1-2h。
在本发明一优选实施例中，所述步骤(5)中采用240、800、1200号砂纸逐级打磨抛光。
在本发明一优选实施例中，所述步骤(6)中激光处理的工艺为，激光功率为30-40kW，电流100-200A，脉宽1-2mm，离焦量50-60mm。
在本发明一优选实施例中，所述步骤(7)中碱腐蚀处理的具体工艺为，碱溶液为氢氧化钠与氢氧化钾的混合溶液，腐蚀处理温度为70-90℃，腐蚀处理时间为3-4h。
本申请通过在锌合金压铸件内添加Ni和Ti元素，提高锌合金压铸件在人体内的耐蚀性、生物相溶性，通过添加Fe和Ca元素，调节锌合金压铸件在人体中的降解速度；通过两次退火，使得金属成分均匀，通过激光处理、碱腐蚀处理，优化工艺参数，减少制备时间，提高锌合金表面的耐蚀性和生物相溶性。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高品质医用锌合金压铸件，其特征在于，化学组分按质量百分比计包括0wt％-10wt％Fe，0.1wt％-1.0wt％Ca，1.0wt％-4.0wt％Ni，0.5wt％-3.0wt％Ti和其余的Zn。
2.根据权利要求1所述的一种高品质医用锌合金压铸件，其特征在于：所述高品质医用锌合金压铸件的化学组分按质量百分比计包括0wt％-1.0wt％Fe，0.1wt％-10wt％Ca，1.0wt％-4.0wt％Ni，0.5wt％-3.0wt％Ti和其余的Zn。
3.根据权利要求1所述的一种高品质医用锌合金压铸件，其特征在于：所述高品质医用锌合金压铸件的化学组分按质量百分比计包括0wt％-10wt％Fe，1.0wt％-4.0wt％Ni，0.5wt％-3.0wt％Ti和其余的Zn。
4.根据权利要求1所述的一种高品质医用锌合金压铸件，其特征在于：所述Zn、Fe、Ca、Ni、Ti金属材料的纯度要求大于99.99％。
5.一种高品质医用锌合金压铸件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)混合熔炼，将Zn、Fe、Ca、Ni、Ti在惰性气体保护下加入熔锅中加热熔融并搅拌均匀；
(2)两次捞渣，从步骤(1)得到的熔融液捞出浮渣后进行搅拌，再一次捞出浮渣，得到无渣的金属液；
(3)压铸成型，将步骤(2)得到的无渣金属液导入浇铸模内，压铸成型，常温下冷却制成锌合金胚料；
(4)均匀化退火，将步骤(3)得到的锌合金坯料进行进行均匀化退火处理，得到锌合金压铸件；
(5)表面处理，将步骤(4)得到的锌合金压铸件经过砂纸打磨抛光，然后用丙酮冲洗，得到表面处理过的锌合金压铸件；
(6)激光处理，将步骤(5)得到的锌合金压铸件进行激光处理，得到激光处理过的锌合金压铸件；
(7)碱腐蚀处理，将步骤(6)得到的锌合金压铸件进行碱腐蚀处理，得到碱腐蚀处理过的锌合金压铸件；
(8)清洗保存，将步骤(7)得到的锌合金压铸件等离子水冲洗后烘干，包装入库。
6.根据权利要求5所述的一种高品质医用锌合金压铸件的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中熔炼温度为600-700℃，熔炼时间3-4h。
7.根据权利要求5所述的一种高品质医用锌合金压铸件的其制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中均匀化退火的工艺为，退火气压0.01-0.03Pa，退火温度为400-450℃，退火时间为1-2h。
8.根据权利要求5所述的一种高品质医用锌合金压铸件的其制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中采用240、800、1200号砂纸逐级打磨抛光。
9.根据权利要求5所述的一种高品质医用锌合金压铸件的其制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中激光处理的工艺为，激光功率为30-40kW，电流100-200A，脉宽1-2mm，离焦量50-60mm。
10.根据权利要求5所述的一种高品质医用锌合金压铸件的其制备方法，其特征在于：所述步骤(7)中碱腐蚀处理的具体工艺为，碱溶液为氢氧化钠与氢氧化钾的混合溶液，腐蚀处理温度为70-90℃，腐蚀处理时间为3-4h。
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