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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