β钛合金组合物及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103334029A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103334029103334029A(43)申请公布日2013.10.02(21)申请号201310221047.6(22)申请日2013.06.04(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人林正捷吕维洁王立强薛晓冰覃继宁张荻(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人郭国中牛山(51)Int.Cl.C22C14/00(2006.01)C22F1/18(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书6页说明书6页附图2页附图2页(54)发明名称β钛合金组合物及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种β钛合金组合物及其制备方法；所述组合物由如下质量百分比的各组分组成：Ti57～59%、Nb36～37%、Ta2～2.5%、Zr3～3.5%；本发明还涉及前述组合物的制备方法，步骤一，将所述各组分及质量百分比配料，混合，压制成电极；步骤二，所述电极在真空自耗电弧炉中熔炼，得铸锭；步骤三，将铸锭热加工，热处理，得粗制β钛合金组合物；步骤四，切割成坯料，表面预处理；步骤五，将等径弯角挤压模具和坯料预热，涂敷石墨润滑剂；加热保温；步骤六，在500～600℃条件下，挤压，水淬，挤压2～4次，即可。本发明简便易行，成本低，可显著细化晶粒，是一种有广阔医用前景的骨组织替代材料。CN103334029ACN103429ACN103334029A权利要求书1/1页1.一种β钛合金组合物，其特征在于，所述组合物由如下质量百分比的各组分组成：Ti57～59%，Nb36～37%，Ta2～2.5%，Zr3～3.5%。2.一种如权利要求1所述的β钛合金组合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤一，将所述β钛合金组合物的各组分按下述质量百分比Ti57～59%、Nb36～37%、Ta2～2.5%、Zr3～3.5%配料，经充分混合后，压制成电极；步骤二，所述电极在真空自耗电弧炉中进行熔炼，得铸锭；步骤三，将铸锭进行热加工，热处理，得粗制β钛合金组合物；步骤四，将所述粗制β钛合金组合物切割成坯料，进行表面预处理；步骤五，将等径弯角挤压模具和所述坯料预热，在所述坯料和所述模具型腔内表面涂敷石墨润滑剂；将所述坯料放入所述等径弯角挤压模具内，加热保温；步骤六，在500～600℃条件下，挤压，水淬，以Bc方式对坯料再挤压2～4次，即可得最终产物β钛合金组合物。3.如权利要求2所述的β钛合金组合物的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述熔炼次数为3～5次。4.如权利要求2所述的β钛合金组合物的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述热加工具体为：在960～980℃开坯锻造，锻造后尺寸为Φ40×160mm3～Φ40×170mm3；所述热处理具体为：在790～800℃固溶处理30～40分钟后空冷。5.如权利要求2所述的β钛合金组合物的制备方法，其特征在于，步骤四中，所述坯料尺寸为10×10×140mm3～10×10×150mm3；所述坯料表面粗糙度Ra为2.5～3.0μm。6.如权利要求2所述的β钛合金组合物的制备方法，其特征在于，步骤五中，所述预热温度为100～150℃，时间为10～20分钟，所述石墨润滑剂的厚度为0.3～0.4mm。7.如权利要求2所述的β钛合金组合物的制备方法，其特征在于，步骤五中，所述等径弯角挤压模具内角为90～100度，外角为20～30度。8.如权利要求2所述的β钛合金组合物的制备方法，其特征在于，步骤五中，所述加热温度为500～600℃，保温时间为30～45分钟。9.如权利要求2所述的β钛合金组合物的制备方法，其特征在于，步骤六中，所述挤压温度为500～600℃。10.如权利要求2所述的β钛合金组合物的制备方法，其特征在于，步骤六中，所述Bc方式具体为：两次挤压道次之间坯料绕纵轴顺时针旋转90度挤压下一道次。2CN103334029A说明书1/6页β钛合金组合物及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种钛合金材料及其制备方法，具体地，涉及一种β钛合金组合物及其制备方法。背景技术[0002]作为医用金属材料，应具备无毒性、抗生理腐蚀性、优良的生物相容性和力学相容性以及易加工性等特点。应用钛合金由于其具有质量轻、无毒性、耐腐蚀、优异的生物相容性等特点，一直是国内外学者重点研究的医用材料。医用钛合金的发展可追溯到20世纪40年代初期，Bothe等人首先将纯钛引入到生物医学领域，发现钛与老鼠股骨之间无任何不良反应。纯钛在生理环境中具有良好的抗腐蚀性能，但其强度较低，耐磨损性能较差，限制了它在承载较大部位的应用，目前主要用于口腔修复及承载较小部分的骨替换。相比之下