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生体用Co基合金及びその製造方法 新技術説明会

国内特許コード P02P000100
整理番号 Y01-P053
掲載日 2003年5月27日
出願番号 特願2001-172377
公開番号 特開2002-363675
登録番号 特許第4081537号
出願日 平成13年6月7日(2001.6.7)
公開日 平成14年12月18日(2002.12.18)
登録日 平成20年2月22日(2008.2.22)
発明者
  • 千葉 晶彦
出願人
  • 国立大学法人岩手大学
発明の名称 生体用Co基合金及びその製造方法 新技術説明会
発明の概要 人工股関節等の補綴材料として好適な耐磨耗性に優れたCo基合金を提供する。この生体用Co基合金は、Cr:26~30質量%,Mo:6~12質量%,C:0~0.3質量%,残部が実質的にCoの組成をもち、平均結晶粒径50μm以下の結晶粒からなるマトリックスに粒状の第二相が微細分散した組織をもっている。水冷銅製鋳型を用いて所定組成のCo基合金を急冷鋳造し、得られた鋳塊を1000~1300℃で鍛造することにより製造される。微細組織に粒状の第二相が微細分散した組織に調整されているので、格段に優れた耐磨耗性を呈する。
従来技術、競合技術の概要
生体用合金には、Co-Cr系の鋳造用(HS-21),加工用(HS-25)のVitalliumやCo-Ni-Cr-Mo合金(MP35N)等が知られているが、臨床データや使用実績が多く安定度の高いことからVitalliumが多用されている。Vitalliumは、歯科用合金として開発されたが、その後の改良を経て整形外科領域にも用途が広がっており、他にAlivium,Endcast、Orthochrome,Orthochrome plus,Protasul,Zimaloy等の多くの商品名で市販されている。
Vitalliumの実用化は、ステンレス鋼よりも10年遅い1937年であるが、ステンレス鋼よりも耐食性に優れ、しかも十分な強度及び靭性を兼ね備えていることから、骨頭,ステム等の人工股関節用補綴材料として使用されている。
【0003】
鋳造用Vitallium(HS-21)は、5~7質量%のMoを含む高Cr(30質量%)-Co合金であり、Vitalliumの中でも最も耐食性に優れ、孔食,隙間腐食,粒界腐食,応力腐食割れ等は実用上でほとんど問題とならない。しかし、ヒケ巣,気泡,偏析等の内部欠陥が発生しやすく、低い疲労強度(250MPa)が欠点である。
加工用Vitallium(HS-25)は、Moに代えてWを含み、Crの一部をNiで置換することにより、鋳造材の欠点であるヒケ巣や偏析を解消するように改良された合金である。加工用Vitallium(HS-25)は、焼きなましステンレス鋼以上の展延性が溶体化処理で付与され、加工用ステンレス鋼と同程度の強度が冷間加工によって付与される。耐食性は、ステンレス鋼よりも優れているものの、長期のインプラント用としては十分でないため、ボーンプレート,ワイヤ等の短期固定用に使用されている。
産業上の利用分野
本発明は、耐食性,耐磨耗性,加工性に優れ、人工骨材の補綴材料として好適な生体用Co基合金及びその製造方法に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 Cr:26~30質量%,Mo:6~12質量%,C:0.3質量%以下,残部がCo及び不純物の組成をもち、平均結晶粒径:50μm以下の等軸結晶粒からなるマトリックスに粒状の第二相が微細分散した鍛造組織をもつことを特徴とする生体用Co基合金。
【請求項2】 Cr:26~30質量%,Mo:6~12質量%,C:0.3質量%以下,Ni:24質量%以下,残部がCo及び不純物の組成をもち、平均結晶粒径:50μm以下の等軸結晶粒からなるマトリックスに粒状の第二相が微細分散した鍛造組織をもつことを特徴とする生体用Co基合金。
【請求項3】 請求項1又は2記載の組成をもつCo基合金を水冷銅製鋳型に鋳込み、鋳込み温度から400℃までの温度域を1000℃/分以上の冷却速度で急冷し、得られた鋳塊を1000~1300℃で高温鍛造した後、水焼入れすることにより、平均結晶粒径:50μm以下の等軸結晶粒からなるマトリックスに粒状の第二相が微細分散した鍛造組織に調整することを特徴とする生体用Co基合金の製造方法。
産業区分
  • 合金
  • 冶金、熱処理
  • 治療衛生
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
岩手大学地域連携推進センターでは、岩手大学における知的財産の創出・管理・活用のマネジメントをしております。上記の特許等にご興味がありましたら、下記問い合わせ先にご相談ください。


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