[发明专利]一种含Ta的牙科用3D打印钴铬钼合金粉末及其制备方法

说明书

一种牙科用含Ta的3D打印钴铬钼合金粉末及其制备方法，该合金粉末的化学成分包括Co、Cr、Mo、W和Ta，按重量百分数计，Cr 26.0％～30.0％，Mo 8.0％～10.0％，Ta 0.5％～5.0％，W 3.0％～8.0％，余量为Co；其制备方法包括母合金熔炼、雾化制粉、粉体筛选及干燥处理三个步骤。本发明提供的合金粉末在保证粒径、球形度和机械性能的同时，提高了金瓷结合性能、热稳定性和流动性并降低了氧含量，有效解决了钴铬钼基合金崩瓷、瓷剥落的问题，有利于获得高质量的牙科修复件。

技术领域

本发明属于牙科修复领域，涉及一种牙科用3D打印钴铬钼合金粉末及其制备方法。

背景技术

3D打印是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，具有快速成形、加工周期短、便于加工个性化物件及复杂形状物件的特点，因此特别适合用于牙科修复领域牙冠、牙桥、支架等的制作。为了保证3D打印的质量，3D打印粉末材料要求：纯度高，氧含量低，流动性好；粒形球形度高，粒径细小，分布窄。对于牙科用3D打印合金粉末，还应具有良好的金瓷结合力、耐蚀性和耐高温烧烤能力。

钴铬钼合金具有良好的生物相容性、优异的机械性能和耐腐性能，是现有牙科用3D打印通常使用的一种合金粉末，用于制作牙冠、牙桥、支架等修复件(见中国专利申请CN106725944A、中国专利ZL 201410197534.8)，但现有钴铬钼合金粉末的金瓷结合性能较差、氧含量有待进一步降低，热稳定性和流动性有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种含Ta的牙科用3D打印钴铬钼合金粉末及其制备方法，在保证钴铬钼合金粉末粒径、球形度和机械性能的同时，提高其金瓷结合性能、热稳定性和流动性并降低氧含量。

本发明的技术方案：对现有钴铬钼合金粉末的化学成分进行改进，增加少量的Ta，并适当提高Mo的含量。对现有钴铬钼合金粉末的制备方法进行改进，改进主要涉及以下两方面，一是通过真空熔炼和浇注形成含Ta的钴铬钼母合金铸锭，再将含Ta的钴铬钼母合金铸锭熔化成合金熔体进行雾化制粉；二是对筛分出的粒径符合要求的含Ta的钴铬钼合金粉体增加了真空干燥处理工序。

本发明所述牙科用含Ta的3D打印钴铬钼合金粉末，化学成分包括Co、Cr、Mo、W和Ta，按重量百分数计，Cr 26.0％～30.0％，Mo 8.0％～10.0％，Ta 0.5％～5.0％，W 3.0％～8.0％，余量为Co。

上述合金粉末的化学成分还可包括Si、Mn、Nb中的至少一种，按重量百分数计，Si0.1％～2.0％，Mn 0.1％～1.5％，Nb 0.1％～1.0％。

本发明所述牙科用含Ta的3D打印钴铬钼合金粉末，基体为面心立方结构的α-Co固溶体(α相)，并且α相的含量在80％以上，含有少量的密排六方结构的ε-Co固溶体(ε相)，几乎不含有针状的拓扑密排结构的σ相固溶体。

本发明所述牙科用含Ta的3D打印钴铬钼合金粉末的制备方法，其工艺步骤如下：

(1)母合金熔炼

按照上述牙科用含Ta的3D打印钴铬钼合金粉末的化学成分进行配料，将所配原料加入到真空感应熔炼炉内熔炼成含Ta的钴铬钼母合金液，并浇注成含Ta的钴铬钼母合金铸锭；

(2)雾化制粉

将步骤(1)所得含Ta的钴铬钼母合金铸锭放入真空雾化制粉炉的熔炼室熔化成合金熔体，再将所述合金熔体经真空雾化制粉炉的中间包保温后通过导流管流出，从导流管流出的合金熔体在雾化气流的冲击作用下被破碎成微细液滴，微细液滴自由下落冷凝后形成含Ta的钴铬钼合金粉体；

(3)粉体筛选及干燥处理