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Co BASED ALLOY FOR LIVING BODY AND PRODUCTION METHOD THEREFOR meetings

Patent code P02P000100
File No. Y01-P053
Posted date May 27, 2003
Application number P2001-172377
Publication number P2002-363675A
Patent number P4081537
Date of filing Jun 7, 2001
Date of publication of application Dec 18, 2002
Date of registration Feb 22, 2008
Inventor
  • (In Japanese)千葉 晶彦
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人岩手大学
Title Co BASED ALLOY FOR LIVING BODY AND PRODUCTION METHOD THEREFOR meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a Co based alloy which has excellent wear resistance, and is suitable as a prosthetic material for artificial coxae, or the like.
SOLUTION: The Co based alloy for the living body has a composition containing, by mass, 26 to 30% Cr, 6 to 12% Mo and 0 to 0.3% C, and the balance substantially Co, and has a structure in which a granular second phase is finely dispersed into a matrix consisting of crystal grains having the average crystal grain size of ≤50 μm. The alloy is produced by subjecting a Co based alloy having a prescribed composition to rapid cooling casting by using a water cooled mold made of copper, and subjecting the obtained ingot to forging at 1,000 to 1,300°C. In this way, its structure is controlled to the one where a granular second phase is finely dispersed into a fine structure, so that the alloy exhibits exceedingly excellent wear resistance.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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。



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。

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
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