一种锌铜锶三元合金的制作方法

本发明属于合金制备，尤其涉及一种锌铜锶三元合金。

背景技术：

1、传统医用金属材料植入生物体内需二次手术取出，增加二次手术的费用及风险。可降解医用金属材料植入体内发挥预期的医疗作用后可自行降解排出体外且无毒害。目前，生物可降解金属材料主要聚集在镁基合金、铁基合金以及锌基合金上。镁基合金降解速率过快通常会导致医用植入物提前失效，铁基合金降解速率过慢则会使植入部位产生炎症，锌基合金由于降解速率较适中被认为是具有极大潜力的医用可降解材料。

2、纯zn虽具有优良的生物相容性和适中的降解速率，但其力学性能难以满足作为生物植入体的要求。通过添加合适的合金元素能有效改善纯zn的力学性能。现有关于生物可降解锌基合金的研究主要集中在二元合金上，对于三元合金的相关探索仍较少。目前将cu作为添加元素进行合金化的三元锌基合金的研究常集中于zn-cu-mg、zn-ca-cu、zn-cu-mn合金等。尽管目前国内外对可降解锌基合金的研究已取得了不少成果，但开发出能完全满足生物可降解要求的锌基合金仍面临诸多问题。因此，从合金化原理的角度出发，围绕解决纯zn强度不高、塑性极差等问题，设计了系列不同cu和sr含量的锌基合金。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决纯zn强度不高、塑性极差的问题，而提出的一种锌铜锶三元合金。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种锌铜锶三元合金，包括纯锌、纯铜和cusr20中间合金。

4、作为上述技术方案的进一步描述：

5、所述纯锌的纯度＞99.998％。

6、作为上述技术方案的进一步描述：

7、所述纯铜的纯度＞99.9％。

8、一种锌铜锶三元合金的制备方法，具体包括以下步骤：

9、s1、原料称量处理：将配方量的纯锌、纯铜和cusr20中间合金按照一定比例称取后分别进行预处理；

10、s2、预处理：将称取预处理后配方量的合金前驱体块状分别放入预热釜中，预加热处理至一定温度并充分混合；

11、s3、合金化：将纯锌加入电弧熔融炉升温至一定温度后，加入纯铜，继续加温使两者融化混合后，加入cusr20中间合金中使合金前驱体充分熔化，加入精炼剂将熔化的合金前驱体进行混合煅烧；

12、s4、浇铸：将煅烧后的合金体进行静置保温后，去除表面渣，得到锌铜锶三元合金锭。

13、作为上述技术方案的进一步描述：

14、具体包括对纯锌和纯铜的纯净度的提取方法：

15、将纯锌和纯铜加入真空熔融炉中，熔炼温度为1100-1250℃，熔清后精炼35分钟，精炼总时间不少于18min，精炼结束后，进行保温处理并充入高温氩气进行除气。

16、作为上述技术方案的进一步描述：

17、所述cusr20中间合金的制备方法包括：

18、将cu单质加入电弧熔融炉中进行加温，加入温度至770-860℃之间后，加入sr单质充分熔融后，充氩气保护后，保温75-90min，挤压制成合适形状得到中间合金。

19、作为上述技术方案的进一步描述：

20、所述s2中的预热温度为200-250℃。

21、作为上述技术方案的进一步描述：

22、所述sr为5-10mm粒径的单质块体。

23、作为上述技术方案的进一步描述：

24、所述精炼剂为六氯乙烷。

25、作为上述技术方案的进一步描述：

26、所述精炼剂占原料总重的0.2％-0.5％。

27、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

28、1、本发明中，通过设计的zn-xcu-ysr(x：2～5，y：0.1～0.3，均为质量百分数)系列合金，cu元素作为人体必需的微量元素之一，具备抑制平滑肌细胞增生以及抑菌的功能，sr元素属于自然存在于人体内的元素且对神经系统的正常功能或骨骼生长至关重要，医用可降解材料需具备良好的生物相容性、适宜的生物可降解性以及综合的力学性能。

29、2、本发明中，通过设计的锌铜锶三元合金制造合金，能够通过在熔融时对合金粉末进行预热处理，提高混合后的处理混合效果，同时能够通过预添加锌以及铜后再加入cusr20中间合金，从而能够提高三元合金混合熔融效果。

技术特征：

1.一种锌铜锶三元合金，其特征在于，包括纯锌、纯铜和cusr20中间合金。

2.根据权利要求1所述的一种锌铜锶三元合金，其特征在于，所述纯锌的纯度＞99.998％。

3.根据权利要求1所述的一种锌铜锶三元合金，其特征在于，所述纯铜的纯度＞99.9％。

4.根据权利要求1所述的一种锌铜锶三元合金的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种锌铜锶三元合金的制备方法，其特征在于，具体包括对纯锌和纯铜的纯净度的提取方法：

6.根据权利要求1所述的一种锌铜锶三元合金的制备方法，其特征在于，所述cusr20中间合金的制备方法包括：

7.根据权利要求1所述的一种锌铜锶三元合金的制备方法，其特征在于，所述s2中的预热温度为200-250℃。

8.根据权利要求6所述的一种锌铜锶三元合金的制备方法，其特征在于，所述sr为5-1omm粒径的单质块体。

9.根据权利要求4所述的一种锌铜锶三元合金的制备方法，其特征在于，所述精炼剂为六氯乙烷。

10.根据权利要求9所述的一种锌铜锶三元合金的制备方法，其特征在于，所述精炼剂占原料总重的0.2％-0.5％。

技术总结
本发明公开了一种锌铜锶三元合金，属于合金制备技术领域，包括纯锌、纯铜和CuSr20中间合金。本发明中，通过设计的Zn‑xCu‑ySr(x：2～5，y：0.1～0.3，均为质量百分数)系列合金，Cu元素作为人体必需的微量元素之一，具备抑制平滑肌细胞增生以及抑菌的功能，Sr元素属于自然存在于人体内的元素且对神经系统的正常功能或骨骼生长至关重要，医用可降解材料需具备良好的生物相容性、适宜的生物可降解性以及综合的力学性能。

技术研发人员：黎军顽,曹晓君,杨康,王俊杰,周俊杰
受保护的技术使用者：苏州市祥冠合金研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17