发明公布-202511160752.9-一种生物医用金属注射成型钛合金喂料及制备方法
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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 121082892 A
(43)申请公布日 2025.12.09
(21)申请号 202511160752 .9
(22)申请日 2025 .08 .19
(71)申请人 陕西省机械研究院有限公司
地址 712000 陕西省咸阳市西咸新区沣西
新城丰信路1438号
申请人 陕西华夏粉末冶金有限责任公司
(72)发明人 江允楠 左鹏军
刘文 贾耀波
巨朝飞 程玉
(74)专利代理机构 陕西大马蜂知识产权代理事
务所(普通合伙) 61313
专利代理师 耿路
(51)Int .Cl .
B22F 3/22 (2006 .01)
B22F 9/04 (2006 .01)
B22F 3/10 (2006 .01)
CN 121082892 A
权利要求书2页
(54)发明名称
一种生物医用金属注射成型钛合金喂料及
制备方法
(57)摘要
本发明涉及一种生物医用金属注射成型钛
合金喂料及其制备方法，包括粉料和粘结剂，所
述粉料与粘结剂的质量比为：8:2；其中，粉料包
括球化钛合金、纳米银和纳米二氧化钛，粉料中
纳米银的含量为0 .1%～0 .5%，纳米二氧化钛的含
量为0 .2%～1 .0%，其余为球化钛合金；粘结剂中
各组分的占比为：石蜡40%～55%，微晶蜡10%～
15%，乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物10%～20%，氢化苯
乙烯‑丁二烯嵌段共聚物8%～12%，聚丙烯5%～
10%，硬脂酸3%～5%；根据纳米Ag与纳米TiO2协同
作用机制，并利用银离子释放与TiO2光催化产生
活性氧双重抗菌通路，增强了广谱抗菌性能并延
长使用寿命。
说明书7页
附图1页
CN 121082892 A
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1 .一种生物医用金属注射成型钛合金喂料，其特征在于，包括粉料和粘结剂，所述粉料
与粘结剂的质量比为：8:2；
其中，所述粉料包括球化钛合金、纳米银和纳米二氧化钛，所述粉料中纳米银的含量为
0 .1%～0 .5%，纳米二氧化钛的含量为0 .2%～1 .0%，其余为球化钛合金；
所述粘结剂由石蜡、微晶蜡、 乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、氢化苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚
物、 聚丙烯和硬脂酸组成；所述粘结剂中各组分的占比为：石蜡40%～55%， 微晶蜡10%～
15%，乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物10%～20% ，氢化苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物8%～12%，聚丙
烯5%～10%，硬脂酸3%～5%。
2 .根据权利要求1所述的生物医用金属注射成型钛合金喂料，其特征在于，所述粉料中
纳米银的含量为0 .3%，纳米二氧化钛的含量为0 .5%，其余为球化钛合金。
3 .根据权利要求1所述的生物医用金属注射成型钛合金喂料，其特征在于，所述粘结剂
中各组分的占比为：石蜡47%， 微晶蜡13%， 乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物15% ，氢化苯乙烯‑丁
二烯嵌段共聚物10%，聚丙烯10%，硬脂酸5%。
4 .根据权利要求1所述的生物医用金属注射成型钛合金喂料，其特征在于，所述钛合金
喂料包括内层、中层及表层，其中内层的厚度为整个喂料厚度的55%，中层的厚度为整个喂
料厚度的30%，
表层的厚度为整个喂料厚度的15%。
5 .根据权利要求4所述的生物医用金属注射成型钛合金喂料，其特征在于，所述内层的
粉料中纳米银的含量为0 .1%，纳米二氧化钛的含量为0 .2%，其余为球化钛合金；中层的粉料
中纳米银的含量为0 .3%，纳米二氧化钛的含量为0 .5%，其余为球化钛合金；表层的粉料中纳
米银的含量为0 .5%，纳米二氧化钛的含量为1%，其余为球化钛合金。
6 .根据权利要求1所述的生物医用金属注射成型钛合金喂料，其特征在于，所述球化钛
合金的粒径为22μm，纳米银的粒径为25nm，纳米二氧化钛的粒径为15nm。
7 .一种生物医用金属注射成型钛合金喂料的制备方法，其特征在于，
包括：
配料，取粉料和粘结剂，其中，粉料由纳米银、纳米二氧化钛和球化钛合金组成；粘结剂
由石蜡、微晶蜡、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、氢化苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物、聚丙烯和硬
脂酸组成；
混料，将粉料中的粉料中纳米银、纳米二氧化钛及球化钛合金放入到球磨机中在氩气
的保护下进行球磨混合，球磨的时间为2h，混合介质为乙醇，球磨后得到混合的粉料；其中
粉料中纳米银的含量为0 .1%～0 .5%，纳米二氧化钛的含量为0 .2%～1 .0%，其余为球化钛合
混炼，将混料得到的粉末与粘结剂按照8:2的质量比进行混合后加入到混炼腔内进行
密炼，在160‑200℃、氩气保护下混炼45分钟；其中粘结剂中各组分的占比为：石蜡40%～
55%，微晶蜡10%～15%，乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物10%～20% ，氢化苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚
物8%～12%，聚丙烯5%～10%，硬脂酸3%～5%；
造粒，将密炼完成的物料在氩气的保护下，温度为180℃的条件下进行切料造粒，得到
喂料颗粒；
注射成型，将得到的喂料颗粒加入到注射机中进行注射成形，其中，注射机的注射温度
为120‑150℃，并在10秒内完成注射成型；得到成型产品
脱脂，将注射成型的成型产品先在40℃庚烷中浸泡20h进行溶剂脱脂，然后在氩气气氛
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下450~500℃进行热脱脂；
烧结，将脱脂后的成型产品放入到真空烧结炉中进行烧结，烧结温度为1200~1250℃，
真空度10‑3Pa，烧结2h后随炉冷却得到钛合金喂料。
8 .根据权利要求7所述的生物医用金属注射成型钛合金喂料的制备方法，其特征在于，
所述注射成型还包括，先进行内层注射成型，然后进行中层注射成型，最后在进行表层注射
成型，且需要再10秒内完成三层注射。
9 .根据权利要求8所述的生物医用金属注射成型钛合金喂料的制备方法，其特征在于，
在进行内层注射成型时，该内层的粉料中纳米银的含量为0 .1%，纳米二氧化钛的含量为
0 .2%，其余为球化钛合金；中层的粉料中纳米银的含量为0 .3%，纳米二氧化钛的含量为
0 .5%，其余为球化钛合金；表层的粉料中纳米银的含量为0 .5%，纳米二氧化钛的含量为1%，
其余为球化钛合金。
10 .根据权利要求7所述的生物医用金属注射成型钛合金喂料的制备方法，其特征在
于，在将进行混炼时，氩气按照气压为0 .5MPa，流速为20 L/min向混炼腔中通入氩气进行氩
气保护。
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一种生物医用金属注射成型钛合金喂料及制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及钛合金技术领域，
具体涉及一种生物医用金属注射成型钛合金喂料及
制备方法。
背景技术
[0002] 钛及钛合金因其低密度、
高比强度、
良好的耐腐蚀性和生物相容性，广泛应用于航
空航天、汽车、能源和医疗等高端制造领域，尤其在医疗领域中，钛合金被广泛用于制造骨
科植入物、
口腔种植体、
心血管支架和外科手术器械等人体长期接触或植入的精密零部件。
尽管钛合金本身具有生物惰性，但不具备抗菌性能，极易在临床应用中形成细菌黏附和生
物膜，从而导致术后感染、炎症反应甚至器械失效，严重影响患者康复和医疗安全。另一方
面，钛合金因其高熔点和高硬度，在传统机械加工过程中效率低、加工难度大、材料浪费严
重，难以满足复杂结构小型零件的批量化制备需求。金属注射成型技术（MIM）集成粉末冶金
与塑料注射成型的优势，具有高精度、高致密度和成形复杂零件能力，特别适用于尺寸在
100 mm以内的小型钛合金医疗零部件的制造。因此运用MIM工艺制备符合抗菌性能与力学
性能的钛合金复合材料是目前需要解决的问题。
发明内容
[0003] 为了克服现有技术的不足，
本发明提供了一种具有梯度抗菌结构的具有优异刚性
和耐磨损性能的耐摩擦磨损环保型HDPE复合材料、
制备方法及应用。
[0004] 为了实现上述目的，
一种生物医用金属注射成型钛合金喂料，包括粉料和粘结剂，
所述粉料与粘结剂的质量比为：8:2；
其中，所述粉料包括球化钛合金、
纳米银和纳米二氧化钛，所述粉料中纳米银的含
量为0 .1%～0 .5%，纳米二氧化钛的含量为0 .2%～1 .0%，其余为球化钛合金；
所述粘结剂由石蜡、微晶蜡、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、氢化苯乙烯‑丁二烯嵌段
共聚物、聚丙烯和硬脂酸组成；所述粘结剂
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