BỘ CÔNG THƢƠNG - TỔNG CÔNG TY MÁY ĐỘNG LỰC & MÁY NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

VIỆN CÔNG NGHỆ Research Institute of Technology for Machinery

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO HỢP KIM TITAN Y SINH

1. ĐẶT VẤN ĐỀ:

Chế tạo hợp kim titan ứng dụng trong ngành phẫu thuật chỉnh hình, có cơ tính

tƣơng đƣơng và thay thế sản phẩm nhập ngoại

2. ĐẶC TÍNH CỦA HỢP KIM Hợp kim titan đã có đƣợc những đặc tính tốt hơn, phù hợp với chi tiêu kỹ thuật khi

làm việc trong cơ thể ngƣời nhƣ :

* có khả năng tƣơng thích trong môi trƣờng dịch thể của con ngƣời

* có độ bền và modun đàn hồi tƣơng đƣơng với xƣơng

* không bị ăn mòn, không gây tác dụng phụ lên cơ thể…

3. QUY TRÌNH CHẾ TẠO HỢP KIM TITAN Y SINH

Chuẩn bị

liệu đầu vào

Tính toán

phối liệu

Kiểm tra thiết bị

Chuẩn bị nồi nấu

+ Đầm nồi, thiêu kết nồi nấu

+ Chèn nồi vào vòng cảm ứng

+ Sấy khô nồi và sạn chèn nồi bằng

lò VIM02

+ Kiểm tra hệ thống hút chân không

+ Kiểm tra hệ thống cấp khí bảo vệ

+ Kiểm tra hệ thống truyền động, cấp

liệu trong lò

Xếp liệu

Hút chân không

Hợp kim hóa

Rót phôi

+ Nấu luyện hợp

kim trung gian

+ Cắt và làm sạch

liệu

Hợp kim hóa bằng hợp kim

trung gian

+ Hút chân không đạt mức 0,05 mbar

+ Xả khí Ar cân bằng đạt 700 mbar

Xếp liệu Ti kim loại vào nồi lò

Rèn dập, tạo hình Ủ khử ứng suất

Gia công mẫu thử Nhiệt luyện,

thấm nitơ mẫu

Hình ảnh một số sản phẩm của hợp kim titan ứng dụng trong phẫu thuật chỉnh hình

Thiết bị lò nấu luyện chân không

Thiết bị lò nhiệt luyện chân không

Thiết bị lò thấm Nitơ Plasma

4. TRANG THIẾT BỊ VIỆN CÔNG NGHỆ 5. SẢN PHẨM HỢP KIM TITAN Y SINH

Nồi nấu luyện hợp kim titan y sinh Phôi đúc hợp kim titan y sinh

Phôi hợp kim titan y sinh thử cơ tính (1); mẫu thử ăn mòn điện hóa (2) và tương thích sinh học (3)

1

2

5. CHỈ TIÊU HỢP KIM TITAN Y SINH ĐẠT ĐƯỢC

Các chỉ tiêu đạt được của vật liệu

3

Vật liệu được cấy ghép lên cơ thể chó, kết quả cho thấy vật liệu có khả năng tương thích cao với cơ thể sống

Nấu luyện

STT KHM Hàm lượng chỉ tiêu phân tích Cơ tính

Al (%) Nb (%) Fe (%) Ti (%)

Độ bền

MPa

Độ giãn

dài

(%)

Mô đun

đàn hồi

GPa

Độ

cứng

HV

Tỷ

trọng

g/cm3

Phƣơng pháp phân tích TCNB: 01 – ICP/04

1

Tiêu chuẩn

ISO 5832-11 5,5-6,5 6,5-7,5 - Còn lại

860-

900 8-10 105 30-34 4,52

Ti-6Al-7Nb

đã chế tạo 5,93 7,31 - 85,53 989 12.5 109 290 4,45

2

Tiêu chuẩn

ISO 5832-10 4,5-5,5 2,5-3,0 Còn lại

860-

900 8-10 110 30-34 4,45

Ti-5Al-2,5Fe

đã chế tạo 4,74 - 2,62 92,29 927 13.2 134 305 4,57