专利名称：假肢体锌铝合金材料的制作方法
技术领域：
本发明属于假肢体材料，人体肢体人造代用品或取代物。
目前，假肢合金主要为钛合金或不锈钢。用钛合金生产的假肢具有质量轻、耐腐蚀和综合力学性能好等优点。但这种合金制造成本高、价格昂贵。不锈钢做为假肢合金在力学性能上虽然也能满足要求，而且其成本较钛合金低，但其比重大，给患者带来不便，患者难以接受。因此，研制和开发具有良好综合力学性能，耐腐蚀、比重小、成本低的新型假肢合金具有现实意义。
ZA27合金是一种新型铸造合金。它具有比重小、熔点低和综合力学性能好等优点，是一种良好的工程材料。特别是其良好的耐磨性使这种合金在取代锡青铜方面取得了良好的经济效益。然而，由于锌基合金易产生晶间腐蚀，产生“老化”现象，即机械性能和尺寸稳定性随时间的延续而降低，严重时导致铸件的开裂，使锌基合金的应用受到限制。尤其在潮湿气氛中，“老化”现象更为严重。为延迟“老化”现象，众多学者曾进行过大量研究，发现镁是延迟锌基合金“老化”的元素之一。但是，由于镁加入量过大会带来热脆性，而且据我们观察，含镁的ZA27合金长期在潮湿气氛中仍然有“老化”现象，故锌铝合金的“老化”仍然是一个没有根本解决的问题。这一问题成为将ZA27合金用作假肢材料的一大障碍。
本发明的目的在于克服锌铝(ZA27)合金的“老化”问题，研制开发具有良好的综合力学性能、质量小，没有老化现象、成本低的新型假肢合金材料。
本发明的内容是在ZA27合金中同时添加钛和混合稀土微量元素，提高ZA27合金抗“老化”能力，同时使其具有良好的晶体组织和力学性能，用这种合金代替钛合金和不锈钢制造部分假肢零部件。
本发明通过添加稀土和钛提高ZA27合金的耐蚀性，从而有效地解决ZA27合金的“老化”问题。同时，稀土和钛还能够使锌铝合金的晶粒细化，使枝晶的二次臂间距减小，从而显著地提高ZA27合金的力学性能，使其满足作为假肢体材料的要求。在实验的基础上，确定ZA27假肢体合金的化学成分为(见表1)表1 ZA27假肢体合金化学成分
>这种新型ZA27合金与普通ZA27合金相比较，其机械性能、耐磨性能、耐蚀性能分别列于表2至表4。这些数据表明，新型ZA27合金与普通ZA27合金相比，机械性能相近，耐磨性能和耐蚀性能有大幅度提高。
新型ZA27合金作为假肢体材料与钛合金假肢体材料(TA7)相比更耐水蒸汽腐蚀(见表5)，与不锈钢假肢体材料(R45)相比具有质量轻的优点(见表6)。特别是这种合金优良的耐磨性和低成本(不足钛合金的十分之一)，使这种合金成为替代不锈钢和钛合金用作假肢体生产的良好材料。
本发明生产的部分假肢体零件见附
图1，其化学成分为含铝表3ZA27合金润滑条件下耐磨性能
26.5%、铜1.95%、镁0.09%、钛0.20%、混合稀土0.13%，余量为锌。其中混合稀土包括任何一种单一稀土元素，都可以提高锌铝合金的抗“老化”性。
用该合金制造的假肢体，安装试用历经7个月的连续试验，使用情况良好，用这种ZA27合金生产的假肢件已经引起国内同行的关注。
实践证明这种合金在性能上能够满足作为假肢体材料要求，而且生产工艺简单、成本低廉、具有钛合金及不锈钢无法比拟的优势，因此，该材料有良好的应用前景。
权利要求
1.假肢体锌铝合金材料，含锌68-72%，铝26-28%，铜1.5-2.5%，镁0.07-0.15%，其特征在于含微量元素，钛0.10-0.25%，混合稀土元素0.10-0.15%
2.根据权利要求1所述假肢体锌铝合金材料，其特征在于含铝26.5%，铜1.95%，镁0.09%，钛0.20%，混合稀土元素0.13%，余量为锌。
全文摘要
本发明假肢锌铝合金材料，是人体肢体人造代用品。本发明是在ZA27合金中，添加钛和混合稀土微量元素，从而提高ZA27合金的抗“老化”能力。同时，具有良好的晶体组织和力学性能，其合金成分为Al26—28％，Cu1.5—2.5％，Mg0.07—0.15％，Ti0.10—0.25％，混合稀土RE0.10—0.15％，余量为Zn。
文档编号C22C18/04GK1075986SQ9210122
公开日1993年9月8日 申请日期1992年3月4日 优先权日1992年3月4日
发明者胡汉起, 赵显欧, 王佩君, 韩青有, 翟启杰 申请人:北京科技大学, 民政部北京假肢科学研究所