直到今天,針對Mg合金的AM制造依然局限于非常少量的鎂合金系統(tǒng),如AZ系和ZK系以及稀土鎂合金。鎂合金的AM研究的發(fā)展的時間軸也表明:大多數(shù)的鎂合金AM制造集中在2010年以后,包括3D打印制造復雜形狀的具有特殊用途的生物器件。近的研究主要集中在AM制造WE43鎂合金棒上。WE43鎂合金棒 鎂合金是一種Mg-Y-RE系合金。對WE43鎂合金棒感興趣的原因在于合金中含大約4wt%的Y和3%的RE(一般是混合Nd、La和Ce,同時含小于0.5wt%的Zr,Zr的作用是細化晶粒)。含稀土鎂合金包括WE43鎂合金棒 和WE54, 具有提高室溫和高溫機械性能的能力(如拉伸和蠕變)。這一性能的提高是靠形成了熱穩(wěn)定性比較高的金屬相來實現(xiàn)的。與此同時,耐蝕性和鑄造時的合金耐熱性(燃點提高)也相應的提高。
目前美國和歐盟都有很大投入,但都還沒有實用化。世界市場的技術現(xiàn)狀,德國開發(fā)的鎂合金WE43腳掌骨骨折固定壓縮螺釘,2013CE歐盟批準上市。但WE43的強度劣與我們的材料,德國開發(fā)的醫(yī)用可降解高分子材料的強度,也遠遠低于我們的材料強度。同時,可降解高分子材料因副作用大,2017年開始,美國禁止使用。
我們的產(chǎn)品一旦通過了藥監(jiān)局的審批,因其優(yōu)于現(xiàn)在使用的傳統(tǒng)產(chǎn)品,國內外各大醫(yī)院都會采用,市場營銷不會像工商業(yè)制品那樣艱難。相信人體常用的一系列的鎂合金植入器械(包括血管支架,脊髓固定部品等)前期投資,技術含量高,后期經(jīng)濟效益一定十分可觀。其產(chǎn)業(yè)化前景、在國內外銷量都會相當可觀。
EV31A鎂合金和WE43C鎂合金在300℃高溫下具備較高強度主要是由于添加稀土Nd、Gd、Y元素引起的固溶強化和析出強化。然而,鎂合金的耐蝕性較差,極易產(chǎn)生應力腐蝕開裂(SCC)和氫致開裂。通常變形鎂合金比鑄造鎂合金更容易產(chǎn)生應力腐蝕開裂。關于鎂稀土合金在慢應變速率測試條件下的應力腐蝕開裂已有較多研究,但由于這種測試條件下試樣受到持續(xù)的拉伸應力,在試樣表面形成的鈍化膜可能處于不穩(wěn)定狀態(tài),因此難以探究穩(wěn)定鈍化膜對應力腐蝕開裂的作用。此外,前期研究表明:鐵基合金中位錯堆積易導致裂紋萌生,位錯堆積的形態(tài)也會影響合金的應力腐蝕開裂行為。然而,目前關于變形特性對于鎂合金表面鈍化膜的擊穿和應力腐蝕開裂行為的影響尚無充分研究。
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