JP2023528492A - 分解性インサイチュ複合マグネシウム合金のステープルおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
分解性インサイチュ複合マグネシウム合金のステープルであって、該ステープルは複合構造材料からなり、内部が高強度で塑性の良いMg-Zn-Ndマグネシウム合金からなり、外部がインサイチュ複合によってMg-Zn-Ndマグネシウム合金ステープルの外層に形成された防食のためのMgF2からなる分解性インサイチュ複合マグネシウム合金のステープルである。
(1)純マグネシウム、Zn、Ndを比例的にマグネシウム合金に溶解、製錬し、マグネシウム合金スラブを鋳造し、300~450℃の温度で3~7時間均質化熱処理する工程と;
(2) 工程(1)のマグネシウム合金スラブの表面欠陥及び不純物を除去し、押出し比60~80:1、押出し温度390~470℃で直径8~10mmの棒材に押出す工程と;
(3)工程(2)のマグネシウム合金棒材を冷間引抜加工によって直径0.2~0.6mmのワイヤに作成し、280~330℃の温度で30 ~120分間熱処理の焼鈍を行う工程と;
(4)工程(3)のマグネシウム合金ワイヤをU形ステープルに作成する工程と;
(5)工程(4)のマグネシウム合金ステープルを電解研磨して表面欠陥を除去し、超音波洗浄した後に乾燥させる工程と;
(6)工程(5)のステープルを、20~60重量%濃度のフッ化水素酸に浸漬し、20~35℃の温度で3~200時間MgF2インサイチュ複合を行う工程と;
(7)工程(6)のインサイチュ複合マグネシウム合金ステープルを超音波洗浄した後、ブロー乾燥し、真空シールする工程と、を含んでいる。
現在使用されているチタン合金ステープルは分解性できず、人体内に長期的に留まれば感染が起こしやすいという問題が存在している。本発明は、マグネシウム基複合材料のステープルを製造するものであり、合金化されたZnおよびNdを用いて合金の強度および塑性を向上させ、マグネシウム合金ステープルの分解速度が速すぎる等の問題に対して、化学的インサイチュ複合技術を用いて、マグネシウム基ステープルの最外層にフッ化マグネシウムおよび酸化マグネシウム材料を複合させ、ステープルの耐食性を向上させる。
1、現在の分解性マグネシウム合金ステープルに存在している分解速度が速く、コーティング結合力が弱く、力学的強度が低く、塑性が悪い等の問題に対して、本発明は、まず合金化の方法を採用しMg-Zn-Nd合金を調製し、冷間引抜及び熱処理工程を経て、合金の力学的強度及び塑性を向上させ、最終的にステープルを作成する。続いて、フッ化マグネシウムのインサイチュ複合工程を採用することで、ステープルに設計どおりの良好な耐食性及び生体安全性を持たせ、上記発明のステープルにより、体内使用の要求をより良好に満たすことができる。
本実施例に示すステープルの製造方法においては、重量%で、純マグネシウムと1%Zn、1%Ndを液体金属に溶解、製錬し、スラブに鋳造し、表面欠陥と不純物を除去した後、400℃で4時間均質化熱処理し、430℃で直径10mmのマグネシウム合金棒材(押出比70:1)を熱間押出加工し、冷間引抜により直径0.3mmのワイヤに引き抜き、300℃で60分間保持して熱処理の焼鈍を行った。マグネシウム合金ワイヤを、折り曲げ部が楕円形であり、全長10~15mm、高さ3~6mm、端面の直径0.20~0.35mmのものに作成した。表面欠陥及び不純物を除去するために、エチレングリコールエチルエーテル:無水エタノール:リン酸= 1:2:2の体積比の混合液を研磨液として使用し、研磨時間5分、電圧15V、及び85重量%濃度のリン酸で、ステープルを電解研磨する。超音波洗浄およびブロー乾燥後、ステープルを35重量%濃度のフッ化水素酸に浸漬して、フッ化マグネシウムのインサイチュ複合を室温で6時間行い、超音波洗浄およびブロー乾燥後、真空シールする。
本実施例に示すステープルの製造方法において、重量%で、純マグネシウムと1.73% Zn、0.68%Ndを液体金属に溶解、製錬し、スラグに鋳造し、表面欠陥と不純物を除去した後、380℃で6時間均質化熱処理し、420℃で直径10mmのマグネシウム合金棒材(押出比60:1)を熱間押出し加工し、冷間引抜により直径0.3mmのワイヤに引き抜き、280℃で120分間保持して熱処理の焼鈍を行った。マグネシウム合金ワイヤを、折り曲げ部が楕円形であり、全長10~15mm、高さ3~6mm、端面の直径0.20~0.35mmのものに作成した。表面欠陥及び不純物を除去するために、エチレングリコールエチルエーテル:無水エタノール:リン酸= 1:2:2の体積比の混合液を研磨液として使用し、研磨時間3分、電圧20V、及び85重量%濃度のリン酸で、ステープルを電解研磨する。超音波洗浄およびブロー乾燥後、ステープルを40重量%濃度のフッ化水素酸に浸漬し、フッ化マグネシウムのインサイチュ複合を室温で7時間行い、超音波洗浄およびブロー乾燥後、真空シールする。
本実施例に示すステープルの製造方法においては、重量%で、純マグネシウムと1.6%Zn、0.7%Ndを液体金属に溶解、製錬し、スラグに鋳造し、表面欠陥と不純物を除去した後、420℃で5時間均質化熱処理し、410℃で直径10mmのマグネシウム合金棒材(押出し比80:1)を熱間押出し加工し、冷間引抜により直径0.3mmのワイヤに引き抜き、320℃で30分間保持して熱処理の焼鈍を行った。マグネシウム合金ワイヤを、折り曲げ部が楕円形であり、全長10~15mm、高さ3~6mm、端面の直径0.20~0.35mmのものに作成したス。表面欠陥及び不純物を除去するために、エチレングリコールエチルエーテル:無水エタノール:リン酸=1:2:2の体積比の混合液を研磨液として使用し、研磨時間6分、電圧10V、及び85重量%濃度のリン酸で、ステープルを電解研磨する。超音波洗浄およびブロー乾燥後、ステープルを45重量%濃度のフッ化水素酸に浸漬し、フッ化マグネシウムのインサイチュ複合を室温で8時間行い、超音波洗浄およびブロー乾燥後、真空シールする。
Claims (7)
- 分解性インサイチュ複合マグネシウム合金のステープルであって、
該ステープルは複合構造材料からなり、内部が高強度で塑性の良いMg-Zn-Ndマグネシウム合金からなり、外部がインサイチュ複合によってMg-Zn-Ndマグネシウム合金ステープルの外層に形成された防食のためのMgF2からなることを特徴とする分解性インサイチュ複合マグネシウム合金のステープル。 - Mg-Zn-Ndマグネシウム合金ステープルの化学成分および含有量は、重量%でZn0.2%~3.0%、Nd0.2%~2.3%、残部Mgであることを特徴とする請求項1に記載の分解性インサイチュ複合マグネシウム合金のステープル。
- 重量%で、Mg-Zn-Ndマグネシウム合金ステープルの技術指標は、引張強度260~320MPa、降伏強度170~240MPa、伸び率20~33%となっている請求項2に記載の分解性インサイチュ複合マグネシウム合金のステープル。
- 外層に形成された防食のためのMgF2の厚さは1.0μm~3.3μmであることを特徴とする請求項1に記載の分解性インサイチュ複合マグネシウム合金のステープル。
- 請求項1~4のいずれかに記載の分解性インサイチュ複合マグネシウム合金のステープルの製造方法であって、
(1)純マグネシウム、Zn、Ndを比例的にマグネシウム合金に溶解、製錬し、マグネシウム合金スラブを鋳造し、300~450℃の温度で3~7時間均質化熱処理する工程と;
(2)工程(1)のマグネシウム合金スラブの表面欠陥及び不純物を除去し、押出し比60~80:1、押出し温度390~470℃で直径8~10mmの棒材に押出す工程と;
(3)工程(2)のマグネシウム合金棒材を冷間引抜加工によって直径0.2~0.6mmのワイヤに作成し、280~330℃の温度で30~120分間熱処理の焼鈍を行う工程と;
(4)工程(3)のマグネシウム合金ワイヤをU形ステープルに作成する工程と;
(5)工程(4)のマグネシウム合金ステープルを電解研磨して表面欠陥を除去し、超音波洗浄した後に乾燥させる工程と;
(6)工程(5)のステープルを、20~60重量%濃度のフッ化水素酸に浸漬し、20~35℃の温度で3~200時間MgF2インサイチュ複合を行う工程と;
(7)工程(6)のインサイチュ複合マグネシウム合金ステープルを超音波洗浄した後、ブロー乾燥し、真空シールする工程と、を含むことを特徴とする分解性インサイチュ複合マグネシウム合金のステープルの製造方法。 - 工程(4)において、U形ステープルの折り曲げ部は楕円形であり、ステープルの全長が10~15mmであり、ステープルの高さが3~6mmであり、ステープルの端面の直径が0.20~0.35mmであることを特徴とする請求項5に記載の分解性インサイチュ複合マグネシウム合金のステープルの製造方法。
- 工程(5)において電解仕上げ研磨を採用し、研磨液は体積比率でエチレングリコールエチルエーテル:無水エタノール:リン酸=1:2:2である混合液を採用し、研磨時間が1~10分であり、電圧が10~20Vであり、リン酸の重量%濃度が85%であることを特徴とする請求項5に記載の分解性インサイチュ複合マグネシウム合金のステープルの製造方法。
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