[发明专利]提高β型钛合金硬度及生物相容性的方法及β型钛合金

说明书

本发明公开一种提高β型钛合金硬度及生物相容性的方法，涉及合金加工技术领域，在于铸造Ti‑Nb‑Sn‑Zr‑Mo钛合金硬度较小，在作为关节替代材料植入时会由于耐磨性不好而产生磨屑的问题而提出的，包括以下步骤：(1)将铸造Ti‑Nb‑Sn‑Zr‑Mo钛合金样板放置在真空管式炉中，并通惰性气体保护；(2)将管式炉的温度升温至730‑850℃，保温；(3)关闭管式炉让钛合金样板随炉冷却至室温；(4)重新打开管式炉，并通氩气保护，升温至400‑480℃并保温；(5)关闭管式炉，并将钛合金样板取出并置于空气中冷却；本发明还提供由上述方法处理后的β型钛合金，本发明的有益效果在于：通过本发明的热处理方法可以使β型Ti‑Nb‑Sn‑Zr‑Mo钛合金表面的硬度提高81％，且能提高成骨细胞的黏附及骨向分化。

技术领域

本发明涉及合金加工技术领域，具体涉及一种提高β型钛合金硬度及生物相容性的方法。

背景技术

目前临床上应用最广泛的纯钛由于和自然骨相比具有较大的弹性模量，因而植入人体后将承受更大的应力作用，而骨由于长期不能受到力的刺激而不利于新骨的形成与生长，这种现象称为应力屏蔽效应。为了尽量的避免应力屏蔽效应的发生，生物材料研究者们近年来不断的开发新型的β型钛合金去替代临床上医用的纯钛，因为β型钛合金具有更小的更接近骨的弹性模量，因而能更好的避免应力屏蔽效应的发生。基于上述研究背景，一种新型的β型钛合金Ti-Nb-Sn-Zr-Mo被开发出来，并受到研究者们的广泛关注。

然而，由于铸造Ti-Nb-Sn-Zr-Mo钛合金硬度往往较小，在作为关节替代材料植入时会由于耐磨性不好而产生磨屑，引发体内炎症，导致种植体失效脱落。

发明内容

本发明所要解决的问题在于铸造Ti-Nb-Sn-Zr-Mo钛合金硬度较小，在作为关节替代材料植入时会由于耐磨性不好而产生磨屑，引发体内炎症，导致种植体失效脱落。

本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：

本发明提供一种提高β型钛合金硬度及生物相容性的方法，包括以下步骤：

(1)将铸造Ti-Nb-Sn-Zr-Mo钛合金样板放置在真空管式炉中，并通惰性气体保护；

(2)将管式炉的温度升温至730-850℃，保温；

(3)关闭管式炉让钛合金样板随炉冷却至室温；

(4)重新打开管式炉，并通氩气保护，升温至400-480℃并保温；

(5)关闭管式炉，并将钛合金样板取出并置于空气中冷却。

优选的，所述步骤(1)中的惰性气体为氩气、氦气、氖气中的一种。

优选的，所述步骤(2)中管式炉的升温速率为10-20℃/min。

优选的，所述步骤(2)中的保温时间为2h。

优选的，所述步骤(4)中管式炉的升温速率为10-20℃/min。

优选的，所述步骤(4)中的保温时间为8h。

优选的，所述Ti-Nb-Sn-Zr-Mo钛合金样板的尺寸为100mm×100mm×5mm。

优选的，一种提高β型钛合金硬度及生物相容性的方法，包括以下步骤：

(1)将尺寸为100mm×100mm×5mm的铸造Ti-Nb-Sn-Zr-Mo钛合金样板放置在真空管式炉中，并通氩气保护；

(2)将管式炉的温度制度设定为以20℃/min的升温速率升至800℃；

(3)在800℃温度时保温2h；

(4)关闭管式炉让钛合金样板随炉冷却至室温；