[发明专利]一种生物医用高熵合金及其制备方法

摘要

一种生物医用高熵合金及其制备方法，涉及一种高熵合金及其制备方法。目的是解决传统生物医用β型钛合金弹性模量高和耐磨性差的问题。生物医用高熵合金的分子式为：Ti_aZr_bMo_cNb_dM_e；制备方法：按分子式Ti_aZr_bMo_cNb_dM_e中各元素原子百分比称取原料；将原料置于铜坩埚内，将真空熔炼炉进行抽真空并将提升功率，冷却至室温后翻转进程二次熔炼。本发明生物医用高熵合金的的压缩断裂强度高达2500～2690.84MPa，屈服强度1300～1306.19MPa，断裂应变为51.79％；并具有优异的压缩弹性模量低、高温变形能力、高温相稳定性和良好生物相容性。本发明适用于制备生物医用高熵合金。

主权项

1.一种生物医用高熵合金的制备方法，其特征在于：该制备方法按以下步骤进行：一、按分子式Ti_aZr_bMo_cNb_dM_e中各元素原子百分比称取钛棒、海绵锆、钼片、铌片和纯M颗粒做为原料；分子式中：M为Ta、Sn、Mn、Al、Fe、Co、Cu、Cr或Zn；0.5≤a≤2.0，0.5≤b≤2.0，0.5≤c≤2.0，0.5≤d≤2.0，0≤e≤2.0；二、高熵合金铸锭制备：将步骤一称取的钛棒、钼片和铌片竖直置于真空熔炼炉内的水冷铜坩埚内，将海绵锆破碎成海绵锆颗粒，将海绵锆颗粒和纯M颗粒混合均匀后填充在钛棒、钼片和铌片之间的间隙内；将真空熔炼炉进行抽真空，第一次将真空熔炼炉的功率提升至70~90kW，当水冷铜坩埚内的合金完全熔化后保温5~10分钟后，关闭真空熔炼炉的电源，当水冷铜坩埚内熔化的合金冷却至室温后，将水冷铜坩埚内的凝固的块状合金翻转，然后第二次将真空熔炼炉的功率提升至70~90kW，当水冷铜坩埚内的合金完全熔化后保温5~10分钟，将水冷铜坩埚内的合金熔体转移至真空熔炼炉内的钢模具中，0.5~1分钟之后向真空熔炼炉内充入氩气，然后打开真空熔炼炉，取出钢模具中的合金铸锭，即完成；所述的钢模具由圆筒形钢模和钢模托板构成，圆筒形钢模为圆筒状且上下贯通，圆筒形钢模上端部设置有保温冒口，钢模托板为板状或槽状，圆筒形钢模设置于钢模托板上表面或钢模托板的槽内；所述第一次和第二次将真空熔炼炉的功率提升至70~90kW过程中，先以2~5kW/min的提升速率提升至20kW并保温5‑10min，再以2~5kW/min的提升速率提升至70~90kW。