一種鎂金屬骨科材料的生產方法
2023-05-11 03:34:51 1
專利名稱：一種鎂金屬骨科材料的生產方法
技術領域：
本發明屬於醫用材料技術領域，特別涉及一種鎂金屬骨科材料的生產方法。背景技術：
生產鎂金屬骨科材料產品已趨於多樣，舉凡壓鑄、軋延或擠型等加工方式都有鎂金屬骨科材料產品。除了追求加工成型的技術提升，成本的降低也是業界重要的考量，因此，藉由相較於傳統製成的擠型及軋延，以較簡單的旋轉鍛造設備，進行純鎂金屬鑄造骨科材料的室溫機械性質改造以及低溫加工的塑性變形加工，期望達成進一步降低成本的目標。藉由鍛造改變纖維組織繼而使材料的成形性提升，加工後產品擁有較佳的強度及延性，無疑對產品的塑造設計提供另一種有效方式。另外，若從鎂鑄造錠直接生產鎂骨科製品，以降低二氧化碳排放量的觀點來看，鎂 金屬骨科此案料旋轉鍛造也是為一種新的綠能製程，也因此旋轉鍛造是鎂金屬骨科材料加工領域中極為重要的一環。
發明內容
本發明為了彌補現有技術的不足，提供了一種方法簡單、產品性能好的鎂金屬骨科材料的生產方法。本發明是通過如下技術方案實現的
一種鎂金屬骨科材料的生產方法，以純鎂金屬為材料，其特徵在於使用2 4道次旋轉鍛造進行35 55%工程應變量加工，第一次鍛造時，作業前Ψ 2πιπι圓棒先在15(T350°C預熱30min後，送入旋轉鍛造機內工作，工程應變量為16%的面積縮率，之後的若干次鍛造時，圓棒均再於15(T350°C回爐IOmin,最後使圓棒直徑變為ψ9ι πι,進行退火製成高強度的鎂金屬骨科材料。本發明使鎂金屬材料經旋轉鍛造與退火熱處理後的纖維組織變化，晶粒尺寸從原始組織的2mm，在退火的熱處理過程後大幅縮小的10 μ m，並使得在15(T350°C退火之下，鎂金屬材料可以得到約20%的室溫伸長量，適合作為鎂金屬骨科材料，顯示旋轉鍛造製程對於鎂金屬骨科材料的顯微組織有大幅細化的能力，對延性有提升的效果，也得到比較好的耐腐蝕性。所述預熱溫度為400°C，鍛造的總時間為4h，退火溫度為200°C，退火時間為lh。本發明操作簡單，生產成本低，材料性質得到改善,產品質量好,便於生產性能良好的醫療用具，適於廣泛推廣應用。
具體實施方式
實施例I:
以純鎂金屬為材料，使用2 4道次旋轉鍛造進行35飛5%工程應變量加工，第一次鍛造時，作業前Ψ 12mm圓棒先在15(T350°C預熱30min後，送入旋轉鍛造機內工作，工程應變量為16%的面積縮率,之後的若干次鍛造時，圓棒均再於15(T350°C回爐IOmin,最後使圓棒直徑變為Ψ9πιπι，進行退火製成高強度的鎂金屬骨科材料。
所述預熱溫度為400°C，鍛造的總時間為4h，退火溫度為200°C，退火時間為lh。實施例2:
準備純鎂鑄錠材料使用砂輪切割機將純鎂鑄錠材料經切削加工為Ψ 2πιπι圓棒(尺寸β 12mmX 250 mmL)。金相顯微組織觀察先將加工前兩種試片切割鑲埋，進行研磨後再進行拋光，拋光完成後接續進行腐蝕作業，接著置於光學顯微鏡下觀察試片顯微組織及測量經理尺寸，作對照比。退火熱處理鍛造完成的圓棒，將其裁切成適當尺寸後進行退火熱處理，退火完成以後置於氧化鋁板上施以空冷，觀察金相組織。製成品結果用旋轉鍛造方式加工純鎂金屬材料，成品材料經旋轉鍛造與退火溫度等對顯微組織變化，再經加工、打磨後的產品，即可輕易加工成骨釘、骨片等骨科材料。顯微組織觀察結果
純鎂金屬材料在處理鑄造試片的過程中可發現其晶粒尺寸非常大，約為2_，由肉眼即可在試片上辨識；在旋轉鍛造後試片中可發現，晶粒變小，其中可明顯觀察到許多受到應變而產生細小機械雙晶組織；在旋轉鍛造後經200° C退火熱處理試片，放大100倍之顯微組織圖。可發現產生非常多的細小晶粒，顯示鎂金屬材料已發生再結晶現象。可以作為鎂金屬骨科材料。萬能拉伸試驗機作拉伸測試
經旋轉鍛造完成退火後的材料，經車削成的機械拉伸試棒；以萬能拉伸試驗機進行拉伸試驗，發現可以得到20%的延伸率，符合作骨科材料的需求。破斷表面觀察
常溫機械拉伸試片破斷以後，將破斷片置於電子顯微鏡下，可以觀察到200°C退火溫度下的破斷表面。
權利要求
1.一種鎂金屬骨科材料的生產方法，以純鎂金屬為材料，其特徵在於使用2 4道次旋轉鍛造進行35 55%工程應變量加工，第一次鍛造時，作業前Ψ 2πιπι圓棒先在15(T350°C預熱30min後，送入旋轉鍛造機內工作，工程應變量為16%的面積縮率，之後的若干次鍛造時，圓棒均再於15(T350°C回爐IOmin,最後使圓棒直徑變為ψ9ι πι,進行退火製成高強度的鎂金屬骨科材料。
2.根據權利要求I所述的鎂金屬骨科材料的生產方法，其特徵在於所述預熱溫度為400°C，鍛造的總時間為4h，退火溫度為200°C，退火時間為lh。
全文摘要
本發明屬於醫用材料技術領域，特別公開了一種鎂金屬骨科材料的生產方法。該鎂金屬骨科材料的生產方法，以純鎂金屬為材料，其特徵在於使用2~4道次旋轉鍛造進行35~55%工程應變量加工，進行退火製成高強度的鎂金屬骨科材料。本發明操作簡單，生產成本低，材料性質得到改善，產品質量好，便於生產性能良好的醫療用具，適於廣泛推廣應用。
文檔編號C22F1/06GK102864400SQ20121022624
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月3日 優先權日2012年7月3日
發明者張俊仁, 韓秀英, 王剛, 郭仕奎, 房中學 申請人:光鈺科技(臨沂)有限公司