一种牙齿矫形丝用Co基超弹性合金及其制备方法技术

技术编号：40086194 阅读：5 留言：0更新日期：2024-01-23 15:29

本发明专利技术公开了一种牙齿矫形丝用Co基超弹性合金及其制备方法，该合金包括下述以质量百分比计的组分：Co 26～49％，Mo 9～29％，Cr 4～17％，Ga 7～30％，Ge 11～33％，采用真空感应熔炼+电渣重熔方法制备铸锭，锻造+拉拔获得丝材，丝材进一步循环热处理工艺制备得到。本发明专利技术的合金具有良好的超弹性效应、良好的耐腐蚀性、无有害离子溶出，可以有效提高牙齿矫形的效果和安全性。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于形状记忆合金领域，具体涉及一种牙齿矫形丝用co基超弹性合金及其制备方法。

技术介绍

1、正畸固定矫治器广泛应用于各类错颌畸形矫正，能够精确控制牙齿三维方向的位置。弓丝是正畸固定矫治器的重要组成部分，在正畸治疗过程中，矫治力由弓丝产生，通过托槽、牙齿、牙周膜，最后传输到牙槽骨，使牙齿移动并传递到牙周，引起组织改建。由于牙周组织受到的矫治力大小主要取决于弓丝，因此，理想的正畸弓丝需要具有优异的形状记忆效应和超弹性，进而对牙周组织释放柔和而持续的矫治力。可见，选择合适的材料制作弓丝是矫治成功的基础。

2、目前临床中应用较多的是具有形状记忆效应、超弹性和生物相容性的镍钛合金弓丝。经过不断的研发与改良，现有根据相变温度分类的三代镍钛弓丝，分别是第一代普通镍钛弓丝、第二代超弹性镍钛弓丝以及第三代热激活镍钛弓丝，这三代镍钛弓丝可以在口腔温度下表现出不同特性，目前已被广泛应用于正畸临床治疗。但是，镍钛弓丝存在诸如超弹性变形量小、释放镍元素易致敏等问题，直接影响错颌畸形矫正效果。因此，迫切需要研发一种超弹性变形量大、元素离子溶出少的新型合金弓丝。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种牙齿矫形丝用co基超弹性合金及其制备方法，该合金具有良好的超弹性效应、良好的耐腐蚀性、无有害离子溶出，可以有效提高牙齿矫形的效果和安全性。

2、本专利技术的目的通过下述技术方案实现：

3、一种牙齿矫形丝用co基超弹性合金，包括下述以质量

4、具体的，所述牙齿矫形丝用co基超弹性合金，其典型优选成分如下述以质量百分比计的组分：

5、(1)cr8％，mo23％，ga 15％，ge 27％，余量为co；

6、(2)cr 10％，mo 20％，ga 19％，ge 24％，余量为co；

7、(3)cr 12％，mo 17％，ga 22％，ge 20％，余量为co。

8、所述牙齿矫形丝用co基超弹性合金的制备方法，包括下述步骤：

9、(1)采用按质量百分比计的组分体系：co 26～49％，mo 9～29％，cr 4～17％，ga7～30％，ge 11～33％，通过真空感应熔炼+电渣重熔的工艺制备出合金铸锭；

10、(2)将合金铸锭进行锻造、拉拔，制备出合金丝；

11、(3)对合金丝进行循环热处理以改善组织和提高超弹性效应；

12、(4)对合金丝进行化学抛光，去除表面氧化皮，获得牙齿矫形丝用co基超弹性合金。

13、步骤(3)中，采用循环热处理的工艺为：①加热至1000℃～1150℃，保温0.5～1.5h；②随炉冷却，降温至700℃～900℃，保温0.5～1.5h；③将步骤①、②再重复4-14次；④水冷。

14、本专利技术的原理是：(1)本专利技术通过创新性的合金设计，以co为基础，添加cr、mo、ga、ge等合金元素，形成了有序的体心立方(bcc)heusler结构，在承受应力的时候发生应力诱发马氏体相变，转变为密排六方(hcp)结构，应力诱发相变带来额外的变形，宏观上表现出超弹性。(2)由于该合金独特的有序结构，本专利技术进一步开展循环热处理工艺，使得合金bccheusler结构的有序化程度进一步提高，稳定超弹性性能。(3)合金中的cr、co、mo元素均为易钝化元素，且含量在58％以上，在溶液中可形成具有良好保护作用的钝化膜，避免离子的溶出，保证了合金的耐腐蚀性。

15、本专利技术与现有技术相比具有如下优点和效果：

16、(1)本专利技术中的合金具有良好的室温超弹性，用于牙齿矫形丝时可获得较为柔和的矫治力。

17、(2)本专利技术的co基合金耐腐蚀性优良，在模拟唾液中，cr离子、co离子、mo离子、ga离子、ge离子的离子溶出量均未达到检出限，溶出几乎为零，无毒副作用。

18、(3)与现有tini合金丝材相比，本专利技术不含致敏、致畸元素ni，用于牙齿矫形丝时具有良好的生物相容性。

19、(4)本专利技术的合金在生物医用领域尤其是牙齿矫形领域具有良好的技术应用与市场前景。

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【技术保护点】

1.一种牙齿矫形丝用Co基超弹性合金，其特征在于：包括下述以质量百分比计的组分：Co 26～49％，Mo 9～29％，Cr 4～17％，Ga 7～30％，Ge 11～33％。

2.根据权利要求1所述的牙齿矫形丝用Co基超弹性合金，其特征在于：包括下述以质量百分比计的组分：Co 27～29％，Mo 17～23％，Cr 8～12％，Ga 15～22％，Ge 20～27％。

3.根据权利要求1所述的牙齿矫形丝用Co基超弹性合金，其特征在于：其组分为下述(1)～(3)中以质量百分比计的任一组：

4.一种权利要求1所述的牙齿矫形丝用Co基超弹性合金的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

5.根据权利要求4所述的牙齿矫形丝用Co基超弹性合金的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述循环热处理的工艺为：①加热至1000℃～1150℃，保温0.5～1.5h；②随炉冷却，降温至700℃～900℃，保温0.5～1.5h；③将步骤①、②再重复4～14次；④水冷。

【技术特征摘要】

1.一种牙齿矫形丝用co基超弹性合金，其特征在于：包括下述以质量百分比计的组分：co 26～49％，mo 9～29％，cr 4～17％，ga 7～30％，ge 11～33％。

2.根据权利要求1所述的牙齿矫形丝用co基超弹性合金，其特征在于：包括下述以质量百分比计的组分：co 27～29％，mo 17～23％，cr 8～12％，ga 15～22％，ge 20～27％。

3.根据权利要求1所述的牙齿矫形丝用co基超弹性合金，...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶雨，杨博，
申请(专利权)人：合肥博雅迈特生物材料有限公司，
类型：发明
国别省市：

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