專利名稱：一種抗菌鈷鎳鉻鉬合金及其制備方法
技術領域：
本發明抗菌鈷鎳鉻鑰合金屬于合金領域，特別是涉及一種生物醫學材料和首飾用的抗菌鈷鎳鉻鑰合金及其制備方法。
背景技術：
細菌傳播和蔓延嚴重威脅人類健康，1996年日本發生了災難性的大腸桿菌、MRSA(黃色葡萄球菌)感染，2003年中國爆發了大規模的SARS病毒傳染，2011年德國爆發了致命出血性大腸桿菌疫情。此外,細菌在金屬材料表面的生命活動會導致材料產生微生物腐蝕，使材料失效或對人體產生有害影響。鑒于細菌傳播的嚴重危害以及廣泛存在的金屬材料微生物腐蝕，對金屬生物材料進行改性處理使其具有抗菌性能，具有重要的意義。鈷鎳鉻鑰合金因具有優良的耐磨性能、耐蝕性能和較好的生物相容性，是重要的生物醫學材料之一，廣泛用作人體植入器件以及首飾品，但是它不具有抗菌性能，在使用過程中會粘附細菌，導致細菌感染和傳播問題，合金材料也因為細菌的作用而會產生微生物腐蝕。迄今為止，尚未有過抗菌鈷鎳鉻鑰合金的報告。對金屬生物材料的抗菌改性是生物材料領域的重要課題，獲得抗菌性能的途徑主要有整體合金化和表面改性兩大類，前者具有安全性、耐熱性、耐久性、持續性、抗菌譜廣等優點，其抗菌性能不會因為使用磨損而喪失或減弱，是抗菌金屬生物材料的重要研究方向。在抗菌合金的制備中，需要選擇具有良好抗菌性能的合金元素作為抗菌劑。銀具有非常優異的抗菌性能，常被作為抗菌元素的優先選擇，但是它在鐵基、鈷基合金中的固溶度一般很微小，用其合金化常被認為是很困難的事情；銅也具有優良的抗菌性能，它在鐵基、鈷基合金中具有一定的溶解度，但是銅合金化金屬生物材料必須借助敏化區間長時間的時效處理，獲得彌散分布的ε-Cu相才能獲得抗菌性能，這種處理方式會對材料的耐蝕性及其它性能產生不利影響，含銅量超過一定程度`后還容易惡化材料的熱加工性能。

發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種抗菌鈷鎳鉻鑰合金及其制備方法，使其在具有耐磨性能和耐蝕性能的特點下，同時具有抗菌性能，在使用過程中不會粘附細菌，不會導致細菌感染和傳播等問題，而且材料仍保持優良的耐蝕性。本發明的總體思路是:采用銀作為抗菌元素，它具有優異的抗菌性能，在鈷鎳鉻鑰合金基底中的固溶度微小，容易在熔鑄過程中形成偏聚，借助有效的熔鑄措施使其形成彌散分布，避免出現嚴重的偏聚物。在獲得優良抗菌性能的同時，依然保持其原有的耐蝕性和加工性能。本發明的一種抗菌鈷鎳鉻鑰合金，合金成分按重量百分比包括以下組分:鎳33.0 37.0%、鉻 19.0 21.0%、鑰 9.0 10.5%、碳彡 0.05%、鐵彡 0.10%、硅(0.10%、鋁彡 0.10%、銅彡 0.10%、銀 0.03 0.08%、鈰 0.02 0.05%，余量為鈷；進一步，合金成分按重量百分比包括以下組分:鎳35.05%、鉻19.79%、鑰9.95%、碳0.008%、硅 0.030%，鐵 0.047%、鋁 0.030%、銅 0.007%、銀 0.054%、鋪 0.038%，余量為鈷。
本發明還公開一種抗菌鈷鎳鉻鑰合金的制備方法，包括以下步驟:a.制備鎳銀合金:將Ni99.9電解鎳和Ag-1純銀在真空電弧爐中熔融，制得鎳銀合金NiAg2 ；b.制備鈷鈰合金:將1#電解鈷和Ce-2N5B純鈰在真空電弧爐中熔融，制得鈷鈰合金 CoCe2 ；c.將步驟a中制備的NiAg2和步驟b中制備的CoCe2放置在真空電弧熔鑄室的銅坩堝的底部，然后在上面放置1#電解鈷、Ν 99.9電解鎳、JCr99A金屬鉻和ASTM360純鑰；在銅坩堝中心放置鈦球，封閉爐門后抽真空到5X10_3Pa以下并充入純氬至0.8 Iatm后再次抽真空到5X ICT3Pa以下并再次充入純氬至I 1.1atm;d.用60 70A電流引弧后先熔化鈦球以清除可能殘留的氧，然后將弧焰對準銅坩堝內原料，調整電流為140 160A，待原料熔清后，調整電流為90 110A，啟動磁攪拌電源，保持I 1.5min，然 后斷開電流使金屬液凝固成錠；e.將鑄錠翻轉后再熔煉，反復2-3次，最后將電流調整到110 130A，待熔清后迅速移開弧焰，使金屬液在水冷銅錠模中凝固成錠；將鑄錠在1050°C熱軋成片材，然后在1150 1200°C固溶處理；進一步，步驟c中，封閉爐門后抽真空到3X ICT3Pa并充入純氬至0.8 Iatm后再次抽真空到3 X ICT3Pa并再次充入純氬至1.03atm ；進一步，步驟d中，用65A電流引弧后先熔化鈦球以清除可能殘留的氧，然后將弧焰對準銅坩堝內原料，調整電流為150A，待原料熔清后，調整電流為100A，啟動磁攪拌電源，保持1.5min ；進一步，步驟e中，將鑄錠翻轉后再熔煉，反復2-3次，最后將電流調整到120A，待熔清后迅速移開弧焰，使金屬液在水冷銅錠模中凝固成錠；將鑄錠在1050°C熱軋成片材，然后在1170°C固溶處理。本發明的有益效果:本發明的一種抗菌鈷鎳鉻鑰合金及其制備方法，通過添加微量鈰、真空熔煉、加快凝固速度的綜合措施，制得的抗菌鈷鎳鉻鑰合金經固溶處理后均為單一面心立方結構，晶粒細小，銀彌散分布在基體中。抗菌鈷鎳鉻鑰合金對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌均具有優良的抗菌性能，而其耐蝕性與原始合金相比基本保持不變。


下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。圖1為各實施例制備的抗菌鈷鎳鉻鑰合金的顯微組織及銀在基底中的分布情況示意圖；圖2為各實施例與對比合金在37°C人工汗液中的極化曲線對比圖；圖3為各實施例與對比合金對金黃色葡萄球菌的抗菌效果對比圖；圖4為各實施例與對比合金的加工硬化行為對比圖；圖5為實施例一與對比合金的形變態組織圖。
具體實施例方式本發明的一種抗菌鈷鎳鉻鑰合金，合金成分按重量百分比包括以下組分:
鎳33.0 37.0%、鉻 19.0 21.0%、鑰 9.0 10.5%、碳彡 0.05%、鐵彡 0.10%、硅(0.10%、鋁彡 0.10%、銅彡 0.10%、銀 0.03 0.08%、鈰 0.02 0.05%，余量為鈷；進一步，合金成分按重量百分比包括以下組分:鎳35.05%、鉻19.79%、鑰9.95%、碳0.008%、硅 0.030%，鐵 0.047%、鋁 0.030%、銅 0.007%、銀 0.054%、鋪 0.038%，余量為鈷。本發明還公開一種抗菌鈷鎳鉻鑰合金的制備方法，包括以下步驟:a.制備鎳銀合金:將Ni99.9電解鎳和Ag-1純銀在真空電弧爐中熔融，制得鎳銀合金NiAg2 ；b.制備鈷鈰合金:將1#電解鈷和Ce_2N5B純鈰在真空電弧爐中熔融，制得鈷鈰合金 CoCe2 ；c.將步驟a中制備的NiAg2和步驟b中制備的CoCe2放置在真空電弧熔鑄室的銅坩堝的底部，然后在上面放置1#電解鈷、Ν 99.9電解鎳、JCr99A金屬鉻和ASTM360純鑰；在銅坩堝中心放置鈦球，封閉爐門后抽真空到5X10_3Pa以下并充入純氬至0.8 Iatm后再次抽真空到5X ICT3Pa以下并再次充入純氬至I 1.1atm;d.用60 70A電流引弧后先熔化鈦球以清除可能殘留的氧，然后將弧焰對準銅坩堝內原料，調整電流為140 160A，待原料熔清后，調整電流為90 110A，啟動磁攪拌電源，保持I 1.5min，然后斷開電流使金屬液凝固成錠；e.將鑄錠翻轉后再熔煉，反復2-3次，最后將電流調整到110 130A，待熔清后迅速移開弧焰，使金屬液在水冷銅錠模中凝固成錠；將鑄錠在1050°C熱軋成片材，然后在1150 1200°C固溶處理；進一步，步驟c中，封閉爐門后抽真空到3X ICT3Pa并充入純氬至0.8 Iatm后再次抽真空到3 X ICT3Pa并再次充入純氬至1.03atm ；

進一步，步驟d中，用65A電流引弧后先熔化鈦球以清除可能殘留的氧，然后將弧焰對準銅坩堝內原料，調整電流為150A，待原料熔清后，調整電流為100A，啟動磁攪拌電源，保持1.5min ；進一步，步驟e中，將鑄錠翻轉后再熔煉，反復2-3次，最后將電流調整到120A，待熔清后迅速移開弧焰，使金屬液在水冷銅錠模中凝固成錠；將鑄錠在1050°C熱軋成片材，然后在1170°C固溶處理。實施例一本實施例的一種抗菌鈷鎳鉻鑰合金，合金成分按重量百分比包括以下組分:鎳
35.05%、鉻 19.79%、鑰 9.95%、碳 0.008%、硅 0.030%,鐵 0.047%、鋁 0.030%、銅 0.007%、銀0.054%、鈰0.038%，余量為鈷。本實施例的一種抗菌鈷鎳鉻鑰合金的制備方法，包括以下步驟:a.制備鎳銀合金:將Ni99.9電解鎳和Ag-1純銀在真空電弧爐中熔融，制得含銀約2%的鎳銀合金NiAg2 ；b.制備鈷鈰合金:將1#電解鈷和Ce_2N5B純鈰在真空電弧爐中熔融，制得含鈰約2%鈷鈰合金CoCe2 ；c.將步驟a中制備的NiAg2和步驟b中制備的CoCe2放置在真空電弧熔鑄室的銅坩堝的底部，然后在上面放置1#電解鈷、Ν 99.9電解鎳、JCr99A金屬鉻和ASTM360純鑰，所述原材料均呈小顆粒狀；在銅坩堝中心放置鈦球，封閉爐門，抽真空至3X10_3Pa以下，充入純IS至0.8atm,再次抽真空到3 X ICT3Pa以下,然后充入純IS至1.03atm。用65A電流引弧后先熔化鈦球以清除可能殘留的氧，然后將弧焰對準銅坩堝內原料，調整電流為150A，待原料熔清后，調整電流為100A，啟動磁攪拌電源，保持1.5min，然后停電使金屬液凝固。將鑄錠翻轉后再熔煉，反復3次，最后將電流調整到120A，熔清后迅速移開弧焰，使金屬液在水冷銅錠模中凝固成錠。將鑄錠在1050°C熱軋成片材，然后在1170°C固溶處理。為便于說明，采用市購Co35Ni35Cr20Mol0合金棒材進行對比試驗。本實施例與對比合金在同等條件下熱軋，觀察熱軋后鑄錠邊緣的微裂紋情況，發現本實施例的熱軋性能與對比合金相當。本實施例制得的鈷鎳鉻鑰合金經固溶處理后，其顯微組織呈現典型的面心立方結構，等軸晶粒內形成了具有平直界面的片狀孿晶，且通過添加微量鈰、真空熔煉、加快凝固速度等綜合措施，有效改善了冶金質量，細化了晶粒組織，從而改善了銀的有效收得率，并使銀彌散分布在基體中，見附圖1中的(a)。在LK2005A電化學工作站檢測其極化曲線，其點蝕電位略低于對比合金,但自腐蝕電位比對比合金稍高,表明其耐蝕性與對比合金相當，見附圖2中所指的曲線。采用覆膜試驗法檢測合金的抗菌性能，試驗菌種采用金黃色葡萄球菌ATCC25923和大腸桿菌DH5a，菌懸液濃度為I X 106cfu/ml，經過24小時后，實施例合金和對比合金對金黃色葡萄球菌的抗菌效果圖見附圖3中的(b)，計數統計值表明，實施例1對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌率均超過99%，表現出優良的抗菌性能，而原始合金則沒有抗菌 作用。在同等條件下進行冷形變試驗，本實施例在固溶態的初始硬度(HB312)高于對比合金(HB242)，但是對比合金在形變初期階段迅速硬化，而本實施例的硬化速率相對較小，當形變率達到約22%后，兩者的加工硬化行為相近，見附圖4中所指的曲線。觀察實施例一和對比合金形變后的組織，沒有表現出明顯的差異，見附圖5中的
(a)和(b)，它們的晶粒都沿軋壓方向伸展成扁平狀，晶界產生了明顯的扭曲，孿晶也發生了彎曲變形，其共格關系被破壞，在晶內形成了相互平行或交叉滑移線組成的滑移帶。不同晶粒變形方式有別，呈現多晶協調變形的特征。實施例二本實施例的一種抗菌鈷鎳鉻鑰合金，合金成分按重量百分比包括以下組分:鎳36.49%、鉻 19.79%、鑰 9.95%、銀 0.076%、鈰 0.047%、碳 0.008%、鐵 0.047%、硅 0.030%、銅0.007%、鋁0.030%，余量為鈷。本實施例的一種抗菌鈷鎳鉻鑰合金的制備方法，包括以下步驟:a.制備鎳銀合金:將Ni99.9電解鎳和Ag-1純銀在真空電弧爐中熔融，制得含銀約2%的鎳銀合金NiAg2 ；b.制備鈷鈰合金:將1#電解鈷和Ce_2N5B純鈰在真空電弧爐中熔融，制得含鈰約2%鈷鈰合金CoCe2 ；所述原材料均呈小顆粒狀。c.將步驟a中制備的NiAg2和步驟b中制備的CoCe2放置在真空電弧熔鑄室的銅坩堝的底部，然后在上面放置1#電解鈷、Ν 99.9電解鎳、JCr99A金屬鉻和ASTM360純鑰，所述原材料均呈小顆粒狀；在銅坩堝中心放置鈦球，封閉爐門，抽真空到4X10_3Pa，然后充入氬氣到0.9atm，再次抽真空到4X l(T3Pa，然后再充入氬氣到1.latm。用60A電流引弧后先熔化鈦球，以清除可能殘留的氧，然后將弧焰對準銅坩堝內原料，調整電流為155A，待原料熔清后，調整電流為110A，啟動磁攪拌電源，保持1.3min，然后停電使金屬液凝固。將鑄錠翻轉后再熔煉，反復2次，最后將電流調整到130A，熔清后迅速移開弧焰，使金屬液在水冷銅錠模中凝固成錠。將鑄錠在1050°C熱軋成片材，然后在1150°C固溶處理。為便于說明，采用市購Co35Ni35Cr20Mol0合金棒材進行對比試驗。本實施例與對比合金在同等條件下熱軋，觀察熱軋后鑄錠邊緣的微裂紋情況，發現本實施例的熱軋性能與對比合金相當。本實施例制得的鈷鎳鉻鑰合金經固溶處理后，其顯微組織呈現典型的面心立方結構，等軸晶粒內形成了具有平直界面的片狀孿晶，且通過添加微量鈰、真空熔煉、加快凝固速度等綜合措施，有效改善了冶金質量，細化了晶粒組織，從而改善了銀的有效收得率，并使銀彌散分布在基體中，見附圖1中的(b)。在LK2005A電化學工作站檢測其極化曲線，其點蝕電位略低于對比合金，但自腐蝕電位比對比合金稍高，表明其耐蝕性與對比合金相當，見附圖2中所指的曲線。采用覆膜試驗法檢測合金的抗菌性能，試驗菌種采用金黃色葡萄球菌ATCC25923和大腸桿菌DH5a，菌懸液濃度為I X 106cfu/ml，經過24小時后，各實施例對金黃色葡萄球菌的抗菌效果圖見附圖3中的(b)，計數統計值表明，實施例2對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌率超過99%，而原始合金則沒有抗菌作用。在同等條件下進行冷形變試驗，本實施例在固溶態的初始硬度(HB315)略高于對比合金(HB242)，但是對比合金在形變初期階段迅速硬化，而本實施例的硬化速率相對較小，當形變率達到約22%后，兩者的加工硬化行為相近，見附圖4中所指的曲線。觀察實施例二和對比合金形變后的組織，兩者之間也沒有表現出明顯的差異，以孿晶和滑移的方式進行變形，且呈現多晶協調變形的特征。實施例三本實施例的一種抗菌鈷鎳鉻鑰合金，合金成分按重量百分比包括以下組分:鎳33.24%、鉻 19.30%、鑰 9.45%、銀 0.032%、鈰 0.028%、碳 0.007%、鐵 0.046%、硅 0.030%、銅0.007%、鋁0.030%，余量為鈷。本實施例的一種抗菌鈷鎳鉻鑰合金的制備方法，包括以下步驟:a.制備鎳銀合金:將Ni99.9電解鎳和Ag-1純銀在真空電弧爐中熔融，制得含銀約2%的鎳銀合金NiAg2 ；`b.制備鈷鈰合金:將1#電解鈷和Ce_2N5B純鈰在真空電弧爐中熔融，制得含鈰約2%鈷鈰合金CoCe2 ；c.將步驟a中制備的NiAg2和步驟b中制備的CoCe2放置在真空電弧熔鑄室的銅坩堝的底部，然后在上面放置1#電解鈷、Ν 99.9電解鎳、JCr99A金屬鉻和ASTM360純鑰，所述原材料均呈小顆粒狀；在銅坩堝中心放置鈦球，封閉爐門，抽真空到lX10_3Pa，然后充入氬氣到latm，再次抽真空到I XlCT3Pa,然后再充入氬氣到1.05atm。用65A電流引弧后先熔化鈦球，以清除可能殘留的氧，然后將弧焰對準銅坩堝內原料，調整電流為140A，待原料熔清后，調整電流為105A，啟動磁攪拌電源，保持1.2min，然后停電使金屬液凝固。將鑄錠翻轉后再熔煉，反復2次，最后將電流調整到115A，熔清后迅速移開弧焰，使金屬液在水冷銅錠模中凝固成錠。將鑄錠在1050°C熱軋成片材，然后在1160°C固溶處理。為便于說明，采用市購Co35Ni35Cr20Mol0合金棒材進行對比試驗。本實施例與對比合金在同等條件下熱軋，觀察熱軋后鑄錠邊緣的微裂紋情況，發現本實施例的熱軋性能與對比合金相當。本實施例制得的鈷鎳鉻鑰合金經固溶處理后，其顯微組織呈現典型的面心立方結構，等軸晶粒內形成了具有平直界面的片狀孿晶，且通過添加微量鈰、真空熔煉、加快凝固速度等綜合措施，有效改善了冶金質量，細化了晶粒組織，從而改善了銀的有效收得，并使銀彌散分布在基體中，見附圖1中的(C)。在LK2005A電化學工作站檢測其極化曲線，其自腐蝕電位和點蝕電位均比較接近于對比合金，表明其耐蝕性與對比合金基本一致，見附圖2中所指的曲線。采用覆膜試驗法檢測合金的抗菌性能，試驗菌種采用金黃色葡萄球菌ATCC25923和大腸桿菌DH5a，菌懸液濃度為I X 106cfu/ml，經過24小時后，各實施例對金黃色葡萄球菌的抗菌效果圖見附圖3中的(C)，計數統計值表明，實施例3對金黃色葡萄球菌的抗菌率超過95%，對大腸桿菌的抗菌率超過98%，而原始合金則沒有抗菌作用。在同等條件下進行冷形變試驗，本實施例在固溶態的初始硬度(HB287)高于對比合金(HB242)，但是對比合金在形變初期階段的加工硬化速率高于實施例三，而本實施例的硬化速率相對較小，當形變率達到約15%后，兩者的加工硬化行為相近，見附圖4中所指的曲線。觀察實施例三和對比合金形變后的組織，兩者之間也沒有表現出明顯的差異，以孿晶和滑移的方式進行變形，且呈現多晶協調變形的特征。實施例四本實施例的一種抗菌鈷鎳鉻鑰合金，合金成分按重量百分比包括以下組分:鎳
36.76%、鉻 20.78%、鑰 10.44%、銀 0.062%、鈰 0.041%、碳 0.008%、鐵 0.050%、硅 0.031%、銅
0.009%、鋁0.032%，余量為鈷。本實施例的一種抗菌鈷鎳鉻鑰合金的制備方法，包括以下步驟:
a.制備鎳銀合金:將Ni99.9電解鎳和Ag-1純銀在真空電弧爐中熔融，制得含銀約2%的鎳銀合金NiAg2 ；b.制備鈷鈰合金:將1#電解鈷和Ce_2N5B純鈰在真空電弧爐中熔融，制得含鈰約2%鈷鈰合金CoCe2 ；c.將步驟a中制備的NiAg2和步驟b中制備的CoCe2放置在真空電弧熔鑄室的銅坩堝的底部，然后在上面放置1#電解鈷、Ni99.9電解鎳、JCr99A金屬鉻和ASTM360純鑰，所述原材料均呈小顆粒狀；在銅坩堝中心放置鈦球，封閉爐門，抽真空到3.5X10_3Pa，然后充入氬氣到0.95atm，再次抽真空到3.5 X IO^3Pa,然后再充入氬氣到1.03atm。用65A電流引弧后先熔化鈦球，以清除可能殘留的氧，然后將弧焰對準銅坩堝內原料，調整電流為145A，待原料熔清后，調整電流為103A，啟動磁攪拌電源，保持1.3min，然后停電使金屬液凝固。將鑄錠翻轉后再熔煉，反復3次，最后將電流調整到120A，熔清后迅速移開弧焰，使金屬液在水冷銅錠模中凝固成錠。將鑄錠在1050°C熱軋成片材，然后在1175°C固溶處理。采用市購Co35Ni35Cr20Mol0合金棒材進行對比試驗，在同等條件下熱軋，本實施例的熱軋性能與對比合金相當。采用覆膜試驗法檢測合金的抗菌性能，試驗菌種采用金黃色葡萄球菌ATCC25923和大腸桿菌DH5a，菌懸液濃度為I X 106cfu/ml，經過24小時后，本實施例對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌率超過99%，而原始合金則沒有抗菌作用。實施例五本實施例的一種抗菌鈷鎳鉻鑰合金，合金成分按重量百分比包括以下組分:鎳33.83%、鉻 19.3%、鑰 9.45%、銀 0.042%、鈰 0.043%、碳 0.007%、鐵 0.046%、硅 0.029%、銅
0.007%、鋁0.029%，余量為鈷。本實施例的一種抗菌鈷鎳鉻鑰合金的制備方法，包括以下步驟:a.制備鎳銀合金:將Ni99.9電解鎳和Ag-1純銀在真空電弧爐中熔融，制得含銀約2%的鎳銀合金NiAg2 ；b.制備鈷鈰合金:將1#電解鈷和Ce_2N5B純鈰在真空電弧爐中熔融，制得含鈰約2%鈷鈰合金CoCe2 ；c.將步驟a中制備的NiAg2和步驟b中制備的CoCe2放置在真空電弧熔鑄室的銅坩堝的底部，然后在上面放置1#電解鈷、Ν 99.9電解鎳、JCr99A金屬鉻和ASTM360純鑰，所述原材料均呈小顆粒狀；在銅坩堝中心放置鈦球，封閉爐門，抽真空到4.2X10_3Pa，然后充入氬氣到0.97atm，再次抽真空到4X l(T3Pa，然后再充入氬氣到1.02atm。用66A電流引弧后先熔化鈦球，以清除可能殘留的氧，然后將弧焰對準銅坩堝內原料，調整電流為155A，待原料熔清后，調整電流為100A，啟動磁攪拌電源，保持1.2min，然后停電使金屬液凝固。將鑄錠翻轉后再熔煉，反復2次，最后將電流調整到124A，熔清后迅速移開弧焰，使金屬液在水冷銅錠模中凝固成錠。將鑄錠在1050°C熱軋成片材，然后在1190°C固溶處理。采用市購Co35Ni35Cr20Mol0合金棒材進行對比試驗，在同等條件下熱軋，本實施例的熱軋性能與對比合金相當。采用覆膜試驗法檢測合金的抗菌性能，試驗菌種采用金黃色葡萄球菌ATCC25923和大腸桿菌DH5a，菌懸液濃度為I X 106cfu/ml，經過24小時后，本實施例對金黃色葡萄球菌的抗菌率超過97%，對大腸桿菌的抗菌率超過99%，而原始合金則沒有抗菌作用。上述實施例中，制備鎳銀合金時，Ν 99.9電解鎳與Ag-1純銀的優選質量比為46:I ;制備鈷鈰合金時1#電解鈷與Ce-2N5B純鈰優選質量比為45:1。上述實施例中，制備方法中的各原料配比根據抗菌鈷鎳鉻鑰合金的合金成分質量百分比來確定，原料的配比優選范圍為:按質量百分比為:28 38%1#電解鈷、28 36%的Ni99.9電解鎳、19 21.5%的JCr99A 金屬鉻、9 10.7% 的 ASTM360 純鑰、1.5 5% 的 NiAg2U.2 3.5% 的 CoCe20最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制、盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明、本領域的普通技術人員應當理解、可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換、而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍、其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種抗菌鈷鎳鉻鑰合金，其特征在于:合金成分按重量百分比包括以下組分: 鎳 33.0 37.0%、鉻 19.0 21.0%、鑰 9.0 10.5%、碳(0.05%、鐵(0.10%、硅(0.10%、鋁彡 0.10%、銅彡 0.10%、銀 0.03 0.08%、鈰 0.02 0.05%，余量為鈷。
2.根據權利要求1所述的抗菌鈷鎳鉻鑰合金，其特征在于:合金成分按重量百分比包括以下組分 M 35.05%、鉻 19.79%、鑰 9.95%、碳 0.008%、硅 0.030%,鐵 0.047%、鋁 0.030%、銅 0.007%、銀 0.054%、鈰 0.038%，余量為鈷。
3.—種權利要求1所述的抗菌鈷鎳鉻鑰合金的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: a.制備鎳銀合金:將Ni99.9電解鎳和Ag-1純銀在真空電弧爐中熔融，制得鎳銀合金NiAg2 ； b.制備鈷鈰合金:將1#電解鈷和Ce-2N5B純鈰在真空電弧爐中熔融，制得鈷鈰合金CoCe2 ； c.將步驟a中制備的NiAg2和步驟b中制備的CoCe2放置在真空電弧熔鑄室的銅坩堝的底部，然后在上面放置1#電解鈷、Ni99.9電解鎳、JCr99A金屬鉻和ASTM360純鑰；在銅坩堝中心放置鈦球，封閉爐門后抽真空到5X10_3Pa以下并充入純氬至0.8 Iatm后再次抽真空到5X ICT3Pa以下并再次充入純氬至I 1.1atm; d.用60 70A電流引弧后先熔化鈦球以清除可能殘留的氧，然后將弧焰對準銅坩堝內原料，調整電流為140 160A，待原料熔清后，調整電流為90 110A，啟動磁攪拌電源，保持I 1.5min,然后斷開電流使金屬液凝固成錠。
e.將鑄錠翻轉后再熔煉，反復2`-3次，最后將電流調整到110 130A，待熔清后迅速移開弧焰，使金屬液在水冷銅錠模中凝固成錠；將鑄錠在1050°C熱軋成片材，然后在1150 1200°C固溶處理。
4.根據權利要求3所述的一種抗菌鈷鎳鉻鑰合金的制備方法，其特征在于:步驟c中，封閉爐門后抽真空到3 X ICT3Pa并充入純氬至0.8 Iatm后再次抽真空到3 X ICT3Pa并再次充入純気至1.03atm。
5.根據權利要求4所述的一種抗菌鈷鎳鉻鑰合金的制備方法，其特征在于:步驟d中，用65A電流引弧后先熔化鈦球以清除可能殘留的氧，然后將弧焰對準銅坩堝內原料，調整電流為150A，待原料熔清后，調整電流為100A，啟動磁攪拌電源，保持1.5min。
6.根據權利要求5所述的一種抗菌鈷鎳鉻鑰合金的制備方法，其特征在于:步驟e中，將鑄錠翻轉后再熔煉，反復2-3次，最后將電流調整到120A，待熔清后迅速移開弧焰，使金屬液在水冷銅錠模中凝固成錠；將鑄錠在1050°C熱軋成片材，然后在1170°C固溶處理。
全文摘要
本發明公開一種具有抗菌性能的鈷鎳鉻鉬合金及其制備方法，合金成分按重量百分比包括鎳33.0~37.0%、鉻19.0~21.0%、鉬9.0~10.5%、碳≤0.05%、鐵≤0.10%、硅≤0.10%、鋁≤0.10%、銅≤0.10%、銀0.03~0.08%、鈰0.02~0.05%，余量為鈷；制得的抗菌鈷鎳鉻鉬合金經固溶處理后均為單一面心立方結構，晶粒細小，銀彌散分布在基體中。與普通鈷鎳鉻鉬合金相比，該合金的加工性能以及在非微生物環境中的耐蝕性基本保持不變，但對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌均具有優良的抗菌性能。
文檔編號C22C30/02GK103184383SQ20121059245
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月30日 優先權日2012年12月30日
發明者袁軍平, 王國智, 李衛 申請人:重慶愚吉機械制造有限公司, 廣州番禺職業技術學院