Ливарний сплав на основі магнію з підвищеною пластичністю для імплантів

Реферат: Ливарний сплав на основі магнію з підвищеною пластичністю для імплантів, який містить цирконій, неодим, цинк, срібло та золото. UA 99917 U (12) UA 99917 U UA 99917 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до області вишукування ливарних сплавів на основі магнію з підвищеною пластичністю, які використовуються для виготовлення імплантів. Відомо сплав [1] на основі магнію що містить, мас. %: цирконій 0,4-1,0 неодим 2,2-2,8 цинк 0,1-0,7 магній решта. Істотним недоліком цього сплаву є низькі показники пластичності. Відомий так само сплав [2], що містить, мас. %: цирконій 0,4-1,0 неодим 2,2-2,8 цинк 0,1-0,7 скандій 0,2-0,8 магній решта. До недоліків даного сплаву належить недостатність необхідного рівня пластичності, при цьому, наявність у складі скандію, який є токсичним, робить непридатним цей сплав для використання в медицині і сильно здорожує виливки, виготовлені з даного сплаву. В основу корисної моделі поставлено задачу розробки ливарного сплаву на основі магнію, що має високі показники пластичності і не є токсичним для організму людини. Поставлена задача досягається тим, що сплав на основі магнію містить срібло і золото замість скандію при наступнім співвідношенні компонентів, мас. %: цирконій 0,4-1,0 неодим 2,2-2,8 цинк 0,1-0,7 срібло 0,01-0,1 золото 0,01-0,1 магній решта. Саме сукупність цих компонентів та їх співвідношення забезпечують досягнення нового технічного результату - отримання ливарного сплаву на основі магнію, що має підвищену пластичність і не токсичним для організму людини. Досягається це тим, що при вмісті срібла в межах 0,01-0,1 % і золота в межах 0,01-0,11 %, утворюється впорядковане електронне з'єднання Mg3(Ag, Au). Модифікуючий ефект срібла та золота обумовлений тим, що температура плавлення Mg3(Ag, Au) значно перевищує температуру плавлення сплаву. У процесі кристалізації сплаву ці електронні з'єднання кристалізуються в першу чергу і виступають зародками, що призводить до подрібнення литої структури і поліпшенню пластичних властивостей металу. Крім того, наявність срібла в складі сплаву підвищує знезаражуючі властивості імплантів. Таким чином, нові ознаки при взаємодії з відомими ознаками забезпечують виявлення нових технічних властивостей - розроблено ливарний сплав на основі магнію для імплантів, що забезпечує його високими показниками пластичності і безпечністю використання імплантів. Це обумовлює усій заявленій сукупності ознак та забезпечує технічний результат. Для експериментальної перевірки сплав пропонованого составу і прототипу виплавляли в індукційній тигельній печі типу ІПМ-500. Рафінування розплаву флюсом ВІ-2 проводили в роздавальній печі. Готовий розплав порційно відбирали розливними ложками, у які вводили зростаючі присадки срібла та золота 999 проб. Для порівняння, окремо, в готовий розплав вводили магній-скандієву лігатуру для одержання составу прототипу. Отриманий метал з різними варіантами присадок заливали в піщано-глинисті форми для одержання литих зразків. Відносне подовження (δ) визначали на розривній машині "INSTRUN" 2801. Зразки для визначення механічних властивостей досліджуваних сплавів піддавали термічній обробці по режиму Т6. Аналіз результатів механічних властивостей досліджуваних сплавів показав, що в запропонованому сплаві при змісті срібла менш 0,01 % і золота менш 0,01 % не відбувається здрібнювання литої структури внаслідок недостатньої кількості цих елементів для створення електронних з'єднань Mg3(Ag, Au), які є центрами кристалізації. В результаті чого пластичність такого сплаву не підвищується. При вмісті срібла в межах 0,01-0,1 % і золота в межах 0,01-0,1 %, у процесі кристалізації створюється велика кількість тугоплавких електронних з'єднань Mg 3(Ag, Au), які є центрами кристалізації. При цьому, вони рівномірно розподілені по всьому об'єму металу, що забезпечує максимальну пластичність металу. 1 UA 99917 U 5 При змісті срібла більш 0,1 % і золота більш 0,1 %, у результаті надлишкової кількості цих елементів, відбувається коагуляція електронних з'єднань Mg3(Ag, Au), їх кількість зменшується і, відповідно, зменшується кількість зародків центрів кристалізації. В результаті чого, пластичність металу зменшується. Отримані результати досліджень представлено в таблиці 1. Аналіз проведених досліджень показав, що використання запропонованого сплаву дозволяє одержувати магнієві виливки з підвищеною пластичністю, які використовуються для виготовлення імплантів. Таблиця 1 Сплав 2. 3. 4. 5. 10 Zr 1. Прототип 0,50 0,60 0,55 Запропонований 0,58 0,54 Nd 2,30 2,25 2,26 2,28 2,24 Вміст хімічних елементів, % Zn Ag Аu Mg 0,50 --------96,200 0,45 0,008 0,007 96,685 0,48 0,011 0,012 96,687 0,44 0,098 0,1 96,502 0,52 0,12 0,11 96,470 Sc 0,50 ---------------- 6, % 3,2 3,3 5,8 6,4 4,2 Джерела інформації: 1. ГОСТ 2856-79. Сплавы магниевые литейные. Марки. 2. Патент України № 25056, МПК8 С22С 23/00. Ливарний сплав на основі магнію / Шаломєєв В.А., Цивірко Е.І., Жеманюк П.Д., Лукінов В.В., Лисенко H.О., Клочихин В.В. - № u200702619; Заявл. 12.03.2007; Опубл. 25.07.2007. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Ливарний сплав на основі магнію з підвищеною пластичністю для імплантів, який містить цирконій, неодим, цинк, срібло і золото, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: цирконій 0,4-1,0 неодим 2,2-2,8 цинк 0,1-0,7 срібло 0,01-0,1 золото 0,01-0,1 магній решта. 20 Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2