发明公布-202411556613.3-口腔金属正畸托槽钛合金粉末冶金注射成型工艺

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(19)国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 119159080 A
(43)申请公布日 2024.12.20
(21)申请号 202411556613 .3
(22)申请日 2024 .11 .04
(71)申请人江苏米亚医疗器械科技有限公司
地址 215000 江苏省苏州市高新区锦峰路8
号7号楼102室
B22F 1/052 (2022 .01)
B22F 1/065 (2022 .01)
B22F 5/10 (2006 .01)
(72)发明人浦航史福华
(74)专利代理机构北京力量专利代理事务所
(特殊普通合伙) 11504
专利代理师李萱
(51)Int .Cl .
B22F 3/22 (2006 .01)
B22F 1/103 (2022 .01)
B22F 3/10 (2006 .01)
C22C 14/00 (2006 .01)
C22C 1/04 (2023 .01)
CN 119159080 A
权利要求书1页
(54)发明名称
口腔金属正畸托槽钛合金粉末冶金注射成
型工艺
(57)摘要
本发明提供口腔金属正畸托槽钛合金粉末
冶金注射成型工艺，步骤包括：将体积比为(90‑
92)：(8‑10)的钛合金粉末和粘结剂混合进行密
炼；密炼后注射成型得到初坯；随后将初坯进行
脱脂；最后进行高真空烧结，冷却后即得钛合金
零件；所述钛合金粉末由以下质量百分百的元素
组成：2‑6％的Mn，4‑6％的Mo，8‑10％的Nb，
1‑2％
的V，0 .8‑1 .2％的Ta，0 .4‑0 .6％的Pd，余量为Ti
及不可避免的杂质。
本发明口腔金属正畸托槽钛
合金粉末冶金注射成型工艺制作得到的产品既
具有高的硬度和耐磨性，又具备良好的耐腐蚀性
和韧性，而且可以解决镍过敏人群众的问题。
说明书10页
CN 119159080 A
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1 .口腔金属正畸托槽钛合金粉末冶金注射成型工艺，其特征在于，步骤包括：将体积比
为(90‑92)：(8‑10)的钛合金粉末和粘结剂混合进行密炼；密炼后注射成型得到初坯；
将初坯进行脱脂；最后进行高真空烧结，冷却后即得钛合金零件。
2 .根据权利要求1所述的口腔金属正畸托槽钛合金粉末冶金注射成型工艺，其特征在
于，所述钛合金粉末由以下质量百分百的元素组成：2‑6％的Mn，4‑6％的Mo，8‑10％的Nb，
2％的V，0 .8‑1 .2％的Ta，0 .4‑0 .6％的Pd，
余量为Ti及不可避免的杂质。
3 .根据权利要求1所述的口腔金属正畸托槽钛合金粉末冶金注射成型工艺，其特征在
于，所述钛合金粉末为气雾化粉末，钛合金粉末D10粒径为8‑10微米，D50粒径为16‑20微米，
氧含量为1600‑2000ppm。
4 .根据权利要求1所述的口腔金属正畸托槽钛合金粉末冶金注射成型工艺，其特征在
于，所述粘结剂包括重量份比值为(16‑20)：(10‑14)：(2‑6)：(22‑24)：(4‑8)：(30‑34)数均
分子量为3‑4万的聚甲醛、
聚乙二醇、
聚甲基丙烯酸甲酯、
聚丙烯、
硬脂酸和石蜡。
5 .根据权利要求1所述的口腔金属正畸托槽钛合金粉末冶金注射成型工艺，其特征在
于，所述密炼步骤包括：将钛合金粉末与数均分子量为3‑4万的聚甲醛、
聚乙二醇、
聚甲基丙
烯酸甲酯、
聚丙烯混合后进行第一次密炼，密炼时间为20‑30min，
随后加入硬脂酸和石蜡进
行第二次密炼，
密炼时间为50‑70min。
6 .根据权利要求5所述的口腔金属正畸托槽钛合金粉末冶金注射成型工艺，其特征在
于，所述密炼时氧含量为1000‑1500ppm，
密炼温度为170‑180℃。
7 .根据权利要求1所述的口腔金属正畸托槽钛合金粉末冶金注射成型工艺，其特征在
于，所述注射成型时螺杆炮筒温度为165‑220 ℃，模具温度为60‑70 ℃，注射压力为100‑
120MPa，保压压力为85‑95MPa。
8 .根据权利要求1所述的口腔金属正畸托槽钛合金粉末冶金注射成型工艺，其特征在
于，所述脱脂步骤为将注射成型得到的初坯在草酸气氛下进行脱脂。
9 .根据权利要求8所述的口腔金属正畸托槽钛合金粉末冶金注射成型工艺，其特征在
于，所述脱脂温度70‑130℃，进酸量为0 .8‑1 .8g/min，
脱脂时间为6‑10h。
10 .根据权利要求1所述的口腔金属正畸托槽钛合金粉末冶金注射成型工艺，其特征在
于，所述烧结时真空度大于10‑2Pa，烧结温度为1150‑1400℃，烧结时间30‑300min。
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口腔金属正畸托槽钛合金粉末冶金注射成型工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及粉末冶金技术领域，
具体涉及口腔金属正畸托槽钛合金粉末冶金注射
成型工艺。
背景技术
[0002] 随着口腔医学的快速发展，
金属正畸托槽作为重要的口腔正畸器械，其质量和性
能对正畸治疗的效果有着至关重要的影响。传统的金属正畸托槽制造工艺存在材料利用率
低、加工精度不高、成本偏高等问题，难以满足现代口腔正畸治疗对高精度、高质量正畸托
槽的需求。因此，钛合金粉末冶金注射成型工艺应运而生，为口腔金属正畸托槽的制造提供
了新的解决方案。
[0003] 钛合金材料是一种重要的结构金属，
钛合金因具有强度高，耐腐蚀性好，耐热性
高，塑性，韧性，可焊接性，
生物相容性好等性能，钛合金人体植入物是与人的健康密切相关
的特殊的材料在医疗器械行业广泛使用。通常在医疗口腔器械金属正畸托槽行业采用不锈
钢线割和不锈钢钢机加工线割304/17‑4，和不锈钢MIM不锈钢(17‑4)注射成型，而且不锈钢
植入人体后面耐腐蚀性和耐磨损等作用会破坏释放金属离子，导致毒副作用，而且304/17‑
4不锈钢属于马氏体不锈钢镍含为3 .5～4 .5之间，这个两种材料属于马氏体不锈钢达到表
面做钝化处理或电镀处理才能正常使用达到医疗器材的材料的的耐腐性。
[0004] 钛合金粉末冶金注射成型是一种先进的制造技术，
它将钛合金粉末与粘结剂混合
后，通过注射成型机将混合料注入模具中，再经过脱脂、烧结等工艺，最终得到所需形状的
钛合金制品。这种技术具有成型精度高、
生产效率高、材料利用率高等优点，特别适合于制
造形状复杂、
精度要求高的医疗植入物，如口腔金属正畸托槽。
[0005] 传统的金属正畸托槽制造工艺中，
由于材料利用率低，加工成本高加工以及工艺
复杂很难实现，而且材料对刀具设备有较高的局限性，造成了投资成本和附件成本大大增
加，导致正畸托槽的价格较高。而钛合金粉末冶金注射成型工艺采用粉末冶金技术，可以最
大限度地提高材料的利用率，减少材料浪费，从而降低制造成本。同时，由于该工艺能够实
现大批量生产，进一步降低了单个正畸托槽的成本，为患者提供了更多优质、
廉价的医疗产
品。基于此，
本发明提供了一种口腔金属正畸托槽钛合金粉末冶金注射成型工艺。
发明内容
[0006] 本发明的目的是提供口腔金属正畸托槽钛合金粉末冶金注射成型工艺，
制作得到
的产品既具有高的硬度和耐磨性，
又具备良好的耐腐蚀性和韧性。
[0007] 一方面，
本发明提供口腔金属正畸托槽钛合金粉末冶金注射成型工艺，步骤包括：
将体积比为(90‑92)：(8‑10)的钛合金粉末和粘结剂混合进行密炼；密炼后注射成型得到初
随后将初坯进行脱脂；最后进行高真空烧结，冷却后即得钛合金零件。
[0008] 进一步地，
所述钛合金粉末由以下质量百分百的元素组成：2‑6％的Mn，4‑6％的
Mo，8‑10％的Nb，
1‑2％的V，0 .8‑1 .2％的Ta，0 .4‑0 .6％的Pd，
余量为Ti及不可避免的杂质。
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进一步地，所述钛合金粉末为气雾化粉末，钛合金粉末D10粒径为8‑10微米，D50粒
径为16‑20微米，
氧含量为1600‑2000ppm。
[0010] 进一步地，
所述粘结剂包括重量份比值为(16‑20)：(10‑14)：(2‑6)：(22‑24)：(4‑
8)：(30‑34)数均分子量为3‑4万的聚甲醛、
聚乙二醇、
聚甲基丙烯酸甲酯、
聚丙烯、
硬脂酸和
石蜡。
[0011] 进一步地，
所述密炼步骤包括：将钛合金粉末

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