CN112742892A - 一种医用镁合金管材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种医用镁合金管材的制备方法，所述制备方法包括：将镁及其他原料金属成分按质量比熔解混合、精炼，对熔融状态的混合金属去杂质，浇铸冷却得到镁合金粗坯；然后将镁合金粗坯通过拉拔得到镁合金棒材；最后使用热压法将镁合金棒材制备为医用镁合金管材。本发明还公开了上述方法制得的医用镁合金管材。本发明先在制备镁合金粗坯时去除其中的杂质，然后通过拉拔和热压制备医用镁合金管材，其最终制得的管材具有良好的性能，且其中含有的杂质很少，不会对人体造成影响；简化了加工工艺，避免了拉拔工序过多产生微裂纹，同时降低能耗和加工成本，提高了加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及医用材料领域，具体来说涉及一种医用镁合金管材及其制备方法。
背景技术
在医疗领域，支架一般是指在用其形状支撑血管的器材，是如心脏手术之类的手术中常用的医疗器械，具有疏通血管的作用，支架是由小管制作成的栅格结构，其可以在插入血管后以弹塑性方式伸展开，达到支撑的作用。传统的支架由不锈钢或塑料制作而成，这种支架进入血管后，人体会把支架当成异物，在支架处就会出现炎症反应。许多病人在支架周围会出现严重的疤痕组织增生，严重的时候可以造成畅通了的血管重新狭窄，甚至堵塞。
为解决传统金属支架的局限性，镁合金进入了人们的视野，由于镁性质比较活泼，在人体内很容易被腐蚀，这曾经是镁合金在人体内被应用的缺点，但是和其他金属材料不同，镁本身是人体所必须的一种重要元素，可以将镁合金作为一种在人体内吸收降解性材料来利用，同时镁合金还具备较低的密度，较高的强度，以及容易进行机械加工和焊接的特性。
但是由于镁合金在人体内使用，其对于成分要求高，过多的杂质会影响其性能并可能对人体造成危险；同时，不同材质的镁合金容易受到制备工艺的影响，不恰当的制备方法会严重阻碍镁合金的应用。
发明内容
本发明为了解决现有的医用镁合金加工困难，杂质偏多对其使用造成影响的问题，从而提供一种医用镁合金管材及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明使用的技术方案如下：
本发明公开了一种医用镁合金管材的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1：将镁及其他原料金属成分按质量比熔解混合、精炼，对熔融状态的混合金属去杂质，浇铸冷却得到镁合金粗坯；
S2：将镁合金粗坯通过拉拔得到镁合金棒材；
S3：使用热压法将镁合金棒材制备为医用镁合金管材。
进一步地，S1中，所述去杂质的方法为，使用磁铁去除混合金属内的铁、钴和镍，然后通入惰性气体搅拌，最后使用40-50PPI的陶瓷过滤板去除混合金属中的金属渣。
所述熔解温度为700-750℃，所述精炼为在精炼炉中精炼20-40min，精炼温度为730-770℃。
优选地，所述S1中，所述镁和其他原料金属的质量比为90-97wt％的Mg，2-6wt％的Zn，0.01-2wt％的Ca和0.01-2wt％的Mn，得到的镁合金粗坯中，其余杂质的质量比在0.003wt％以下。
进一步地，S2中所述拉拔为多次拉拔，每次拉拔的变形量为5-10％，拉伸速度为150-200mm/s。
优选地，每次拉拔后还包括退火，所述退火为300-400℃，退火时间40-60min。
进一步地，S3中所述热压法为，将S2得到的镁合金棒材加热到370-400℃，然后以15-20℃/h的速度冷却到280℃，并保持4-6小时；
继续冷却到250℃，对镁合金棒材进行热压，得到医用镁合金管材。
优选地，还包括对得到的医用镁合金管材进行快速冷却。
进一步地，所述医用镁合金管材外径为1-3mm，壁厚0.1-0.3mm。
本发明还公开一种医用镁合金管材，由上述的制备方法制得。
本发明优点如下：
1、本申请先在制备镁合金粗坯时去除其中的杂质，然后通过拉拔和热压制备医用镁合金管材，其最终制得的管材具有良好的性能，且其中含有的杂质很少，不会对人体造成影响。
2、本申请对去除杂质后的镁合金粗坯通过拉拔制得镁合金棒材，并在每次拉拔后进行退火，消除其中的应力，且方法简单，容易实施。
3、本申请热压法将镁合金棒材制备为医用镁合金管材，并对得到的医用镁合金管材进行快速冷却，避免管材中晶粒尺寸过大，从而增强其的力学强度、塑性性能以及耐腐蚀性。
4、本申请简化了加工工艺，避免了拉拔工序过多产生微裂纹，同时降低能耗和加工成本，提高了加工效率。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。
实施例1-5中使用的镁和其他原料金属的质量比为94wt％的Mg，4wt％的Zn，1wt％的Ca和1wt％的Mn
实施例1
本实施例提供一种医用镁合金管材的制备方法，具体方法如下：
(1)将镁及其他原料金属成分按质量比在750℃熔解混合，然后在精炼炉中精炼20min，精炼温度为750℃，使用磁铁去除混合金属内的铁、钴和镍，然后通入氩气搅拌，使用50PPI的陶瓷过滤板去除混合金属中的金属渣，浇铸冷却得到镁合金粗坯；
(2)将步骤(1)得到的镁合金粗坯通过拉拔得到镁合金棒材，每次拉拔的变形量为5-10％，拉伸速度为150mm/s，每次拉拔后还包括退火，所述退火为400℃，退火时间40min；
(3)将步骤(2)得到的镁合金棒材加热到400℃，然后以20℃/h的速度冷却到280℃，并保持6小时；
继续冷却到250℃，对镁合金棒材进行热压，得到医用镁合金管材，并使用油冷将其快速冷却，得到外径为3mm，壁厚0.3mm的医用镁合金管材。
实施例2
本实施例提供一种医用镁合金管材的制备方法，具体方法如下：
(1)将镁及其他原料金属成分按质量比在700℃熔解混合，然后在精炼炉中精炼40min，精炼温度为730℃，使用磁铁去除混合金属内的铁、钴和镍，然后通入氩气搅拌，使用50PPI的陶瓷过滤板去除混合金属中的金属渣，浇铸冷却得到镁合金粗坯；
(2)将步骤(1)得到的镁合金粗坯通过拉拔得到镁合金棒材，每次拉拔的变形量为5-10％，拉伸速度为200mm/s，每次拉拔后还包括退火，所述退火为300℃，退火时间60min；
(3)将步骤(2)得到的镁合金棒材加热到380℃，然后以15℃/h的速度冷却到280℃，并保持5小时；
继续冷却到250℃，对镁合金棒材进行热压，得到医用镁合金管材，并使用油冷将其快速冷却，得到外径为2mm，壁厚0.2mm的医用镁合金管材。
实施例3
本实施例提供一种医用镁合金管材的制备方法，具体方法如下：
(1)将镁及其他原料金属成分按质量比在730℃熔解混合，然后在精炼炉中精炼30min，精炼温度为770℃，使用磁铁去除混合金属内的铁、钴和镍，然后通入氩气搅拌，使用50PPI的陶瓷过滤板去除混合金属中的金属渣，浇铸冷却得到镁合金粗坯；
(2)将步骤(1)得到的镁合金粗坯通过拉拔得到镁合金棒材，每次拉拔的变形量为5-10％，拉伸速度为180mm/s，每次拉拔后还包括退火，所述退火为330℃，退火时间45min；
(3)将步骤(2)得到的镁合金棒材加热到370℃，然后以17℃/h的速度冷却到280℃，并保持4小时；
继续冷却到250℃，对镁合金棒材进行热压，得到医用镁合金管材，并使用油冷将其快速冷却，得到外径为1mm，壁厚0.1mm的医用镁合金管材。
实施例4
本实施例提供一种医用镁合金管材的制备方法，具体方法如下：
(1)将镁及其他原料金属成分按质量比在720℃熔解混合，然后在精炼炉中精炼35min，精炼温度为760℃，使用磁铁去除混合金属内的铁、钴和镍，然后通入氩气搅拌，使用50PPI的陶瓷过滤板去除混合金属中的金属渣，浇铸冷却得到镁合金粗坯；
(2)将步骤(1)得到的镁合金粗坯通过拉拔得到镁合金棒材，每次拉拔的变形量为5-10％，拉伸速度为190mm/s，每次拉拔后还包括退火，所述退火为360℃，退火时间50min；
(3)将步骤(2)得到的镁合金棒材加热到400℃，然后以16℃/h的速度冷却到280℃，并保持5小时；
继续冷却到250℃，对镁合金棒材进行热压，得到医用镁合金管材，并使用油冷将其快速冷却，得到外径为2mm，壁厚0.3mm的医用镁合金管材。
实施例1
本实施例提供一种医用镁合金管材的制备方法，具体方法如下：
(1)将镁及其他原料金属成分按质量比在720℃熔解混合，然后在精炼炉中精炼20min，精炼温度为750℃，使用磁铁去除混合金属内的铁、钴和镍，然后通入氩气搅拌，使用50PPI的陶瓷过滤板去除混合金属中的金属渣，浇铸冷却得到镁合金粗坯；
(2)将步骤(1)得到的镁合金粗坯通过拉拔得到镁合金棒材，每次拉拔的变形量为5-10％，拉伸速度为190mm/s，每次拉拔后还包括退火，所述退火为350℃，退火时间60min；
(3)将步骤(2)得到的镁合金棒材加热到390℃，然后以18℃/h的速度冷却到280℃，并保持4小时；
继续冷却到250℃，对镁合金棒材进行热压，得到医用镁合金管材，并使用油冷将其快速冷却，得到外径为2mm，壁厚0.1mm的医用镁合金管材。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种医用镁合金管材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
S1：将镁及其他原料金属成分按质量比熔解混合、精炼，对熔融状态的混合金属去杂质，浇铸冷却得到镁合金粗坯；
S2：将镁合金粗坯通过拉拔得到镁合金棒材；
S3：使用热压法将镁合金棒材制备为医用镁合金管材。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S1中，所述去杂质的方法为，使用磁铁去除混合金属内的铁、钴和镍，然后通入惰性气体搅拌，最后使用40-50PPI的陶瓷过滤板去除混合金属中的金属渣。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，S1中，所述熔解温度为700-750℃，所述精炼为在精炼炉中精炼20-40min，精炼温度为730-770℃。
4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的制备方法，其特征在于，所述S1中，所述镁和其他原料金属的质量比为90-97wt％的Mg，2-6wt％的Zn，0.01-2wt％的Ca和0.01-2wt％的Mn，得到的镁合金粗坯中，其余杂质的质量比在0.003wt％以下。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的制备方法，其特征在于，S2中所述拉拔为多次拉拔，每次拉拔的变形量为5-10％，拉伸速度为150-200mm/s。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，每次拉拔后还包括退火，所述退火为300-400℃，退火时间40-60min。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S3中所述热压法为，将S2得到的镁合金棒材加热到370-400℃，然后以15-20℃/h的速度冷却到280℃，并保持4-6小时；
继续冷却到250℃，对镁合金棒材进行热压，得到医用镁合金管材。
8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于，还包括对得到的医用镁合金管材进行快速冷却。
9.根据权利要求1-8任一权利要求所述的制备方法，其特征在于，所述医用镁合金管材外径为1-3mm，壁厚0.1-0.3mm。
10.一种医用镁合金管材，其特征在于，由权利要求1-9任一权利要求所述的制备方法制得。
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