JP2011032530A - 切削性に優れた生体用Co基鋳造合金およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】質量%で、Cr:26〜30%、Mo:5〜8%、C:0.01〜0.08%、N:0.12〜0.25%、O:100ppm未満(0ppmは含まない)を含有し、残部がCoおよび不可避的不純物からなると共に、鋳造された合金が凝固するときに形成される金属組織の2次デンドライドアーム間隔の平均値が40μm以下である。
【選択図】なし
Description
まず、本発明の生体用Co基鋳造合金に添加する各元素の成分範囲(含有量)の限定理由について説明する。尚、単位は全て%と記載するが、他の明細書中の記載を含め、断りのない限り全て質量%のことを示す。
Crは、耐食性を確保する上で必須の元素であるが、その含有量が26%未満であると耐食性が劣化し、逆に30%を超えると加工性が劣化してしまう。こうしたことから、Crの含有量の範囲は26〜30%とした。
Moは、耐食性を確保する上で必要な元素であり、耐摩耗性の向上に寄与する元素でもある。しかしながら、その含有量が5%未満であると耐食性が劣化し、逆に8%を超えると加工性が劣化してしまう。こうしたことから、Moの含有量の範囲は5〜8%とした。
Cは、強度上昇のために添加されるべき元素であるが、0.01%未満の含有量であると使用する原料の制約が大きくなり、また、精錬時間も長くなってしまう。一方、0.08%を超えると炭化物形成により延性が低下してしまい、また、合金がポリエチレンとこすれ合うときにポリエチレンを局部的に摩耗させてしまう。こうしたことから、Cの含有量の範囲は0.01〜0.08%とした。尚、Cの含有量の好ましい下限は0.02%であり、好ましい上限は0.06%である。
Nは、Cと同様に侵入型の元素であるが、FCC相(面心立方晶)を安定させる効果と延性を上昇させる効果があるため、必須添加元素とした。Nの含有量により伸び、絞り量は変化し、0.2%前後の含有量でその効果を最も大きく発揮する。その効果は、0.12%未満の含有量であると十分ではなくなり、0.25%を超えると発揮されなくなってしまう。こうしたことから、Nの含有量の範囲は0.12〜0.25%とした。尚、Nの含有量の好ましい下限は0.14%であり、好ましい上限は0.20%である。
Oは、実質は不可避的不純物であるが、その含有量が100ppmを超えると、酸化物が合金中に残留する可能性が高くなる。酸化物が残留すると合金特性に悪影響を及ぼすため、100ppm未満の含有量とした。Oの含有量の好ましい上限は60ppmである。
本発明の要件として2次デンドライドアーム間隔(SDAS)の平均値を規定したが、2次デンドライドアーム間隔とは、図1の金属組織の顕微鏡写真に示すaのことである。因みにbは1次デンドライドアーム間隔である。
本発明では、面心立方晶の分率は特に規定しないが、もう一つのCoの結晶構造である稠密六方晶と比較してすべり系が多いため、面心立方晶の分率が高い方が延性が向上する。この面心立方晶の分率が70%以上であると十分な延性を確保することができる。尚、本発明の要件を満足する生体用Co基鋳造合金の面心立方晶の分率は、全て70%以上となる。
次に、本発明の生体用Co基鋳造合金の製造方法について説明する。通常、生体用Co基鋳造合金は、「合金原料の調合→大気中もしくは真空中での昇温→成分微調整→鋳型での鋳造→放冷→(HIP→熱処理→)機械加工」という工程を経て製造されるが、製造するCo基鋳造合の成分組成や各工程の設定条件によって、得られる物性や組織状態は変わるので、一連の製造工程として総合的に条件を選択して決定すべきであって、個々の工程毎に条件を厳密に設定することは必ずしも適切でない。
大気中もしくは減圧下で、表1に示す各成分組成として溶解し、鋳造した後、1000℃まで2℃/sで冷却することで、3種の成分組成の試験体を作製した。これら試験体に対し、図2に示すように、エンドミル加工を施し、切削合力と工具摩耗幅を測定することで、切削性の評価を行った。試験結果を表1並びに図3に示す。尚、表1には2次デンドライドアーム間隔(SDAS)の平均値についても参考のため示す。
切削速度:78.5m/min
送り速度:0.04mm/刃
切削油:水溶性切削油
軸方向切込み:1.0mm
径方向切込み:1.0mm
工具:三菱マテリアル製C−2MS(φ10)
実施例2でも、実施例1と同じ条件で、表2に示す各成分組成の試料(試験片)を作製し、引張試験を実施することで、各試料の絞り(延性)とNの含有量との関係を確認した。試験結果を表2並びに図4に示す。また、表2には、次の実施例3に示す0.2%耐力と抗張力についても参考のため併せて示す。
試験片:平行部φ6.25mm×ゲージ長25mm
(ASTM E8−04)
試験機:島津製作所製、200kN万能試験機
引張速度:0.5%/min(耐力まで)、10%/min(それ以降)
実施例3では、表2に示す成分組成の試料をはじめとした18種の合金を鋳造丸棒の直径を変化させることで、冷却速度を変えて合計27種の試料を作製した。他の製造条件は実施例2と同様である。この実施例3では、2次デンドライドアーム間隔(SDAS、図1の金属組織の顕微鏡写真に示すa)の平均値と0.2%耐力の関係を確認した。
Claims (2)
- 質量%で、
Cr:26〜30%、
Mo:5〜8%、
C:0.01〜0.08%、
N:0.12〜0.25%、
O:100ppm未満(0ppmは含まない)
を含有し、残部がCoおよび不可避的不純物からなると共に、
2次デンドライドアーム間隔の平均値が40μm以下であることを特徴とする切削性に優れた生体用Co基鋳造合金。 - 大気圧もしくは減圧下で、請求項1記載の成分組成として溶解、鋳造した後、1100℃までを0.1〜10℃/sで冷却することを特徴とする切削性に優れた生体用Co基鋳造合金の製造方法。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013136506A1 (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-19 | 国立大学法人東北大学 | Co-Cr-Mo系合金およびCo-Cr-Mo系合金の製造方法 |
WO2013145198A1 (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-03 | 株式会社K・S・A | 生体インプラントの製造方法及び生体インプラント |
JPWO2013136506A1 (ja) * | 2012-03-16 | 2015-08-03 | 国立大学法人東北大学 | Co−Cr−Mo系合金およびCo−Cr−Mo系合金の製造方法 |
CN117385234A (zh) * | 2023-12-12 | 2024-01-12 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 一种高端饰品用钴基合金及其制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61243143A (ja) * | 1984-11-06 | 1986-10-29 | Agency Of Ind Science & Technol | Co基超塑性合金およびその製造方法 |
JP2004269994A (ja) * | 2003-03-11 | 2004-09-30 | Japan Science & Technology Agency | 生体適合性Co基合金及びその製造方法 |
JP2009046760A (ja) * | 2007-07-24 | 2009-03-05 | Kobe Steel Ltd | 熱間型鍛造用の生体用Co基合金素材及びその製造方法 |
JP2009046758A (ja) * | 2007-07-24 | 2009-03-05 | Kobe Steel Ltd | 生体用Co基合金及びその製造方法 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61243143A (ja) * | 1984-11-06 | 1986-10-29 | Agency Of Ind Science & Technol | Co基超塑性合金およびその製造方法 |
JP2004269994A (ja) * | 2003-03-11 | 2004-09-30 | Japan Science & Technology Agency | 生体適合性Co基合金及びその製造方法 |
JP2009046760A (ja) * | 2007-07-24 | 2009-03-05 | Kobe Steel Ltd | 熱間型鍛造用の生体用Co基合金素材及びその製造方法 |
JP2009046758A (ja) * | 2007-07-24 | 2009-03-05 | Kobe Steel Ltd | 生体用Co基合金及びその製造方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013136506A1 (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-19 | 国立大学法人東北大学 | Co-Cr-Mo系合金およびCo-Cr-Mo系合金の製造方法 |
JPWO2013136506A1 (ja) * | 2012-03-16 | 2015-08-03 | 国立大学法人東北大学 | Co−Cr−Mo系合金およびCo−Cr−Mo系合金の製造方法 |
WO2013145198A1 (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-03 | 株式会社K・S・A | 生体インプラントの製造方法及び生体インプラント |
CN117385234A (zh) * | 2023-12-12 | 2024-01-12 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 一种高端饰品用钴基合金及其制备方法 |
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