DE102004022458B4 - Cold-formable titanium-based alloy bodies and process for their production - Google Patents

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Abstract

Cold-formable mouldings made of titanium-based alloys. The invention addresses the problem of developing titanium-based mouldings with high plasticity and formability at room temperature, high strength, corrosion resistance and biocompatibility. This problem is solved by titanium-based alloys whose composition corresponds to the formula xTi-y(Nb+Ta)-zM, in which x equals 100-(y+z) % by weight, y equals 10 to 50 % by weight, z equals 1 to 10 % by weight and M is at least one element from the group formed by the elements Cr, In, Zr, Ag, Au and Pd, and whose structure is that of a ß-alloy with a defined homogeneous microstructure comprising at least 92 % by volume ductile dendrites. In order to produce these mouldings, a melt of said alloy is cooled in swift cooling conditions at a cooling rate ranging from 100 to 1000 K/s. The mouldings can be used as implants in the medicinal field, but also in the aviation industry, the airspace industry, the chemical industry, in the general field of machine construction and as sports appliances.

Description

Die Erfindung betrifft kaltumformbare Formkörper aus Titanbasislegierungen. Die Formkörper besitzen eine exzellente Plastizität und erlauben ein leichtes Verformen bei Raumtemperatur. Sie sind hochfest, korrosionsbeständig und biokompatibel. Die Formkörper sind als Implantate im medizinischen Bereich, wie zum Beispiel als Hartgewebe-Ersatzmaterial, aber auch als Bauteile in der Flugzeugindustrie, der Raumfahrt und der Fahrzeugindustrie einsetzbar. Die Formkörper sind auch in der chemischen Industrie als Rohre für Wärmetransportanlagen, im allgemeinen Maschinenbau und als Sportgeräte anwendbar, speziell wenn hohe Anforderungen an die gute Plastizität, die mechanische Belastbarkeit und die Korrosionsbeständigkeit gestellt werden, insbesondere bei kompliziert geformten Bauteilen.The The invention relates to cold-formable titanium-based alloy bodies. The moldings own an excellent plasticity and allow easy deformation at room temperature. They are high-strength, corrosion-resistant and biocompatible. The moldings are implants in the medical field, such as Hard tissue replacement material, but also as components in the aerospace industry, aerospace and Can be used in the automotive industry. The moldings are also in the chemical industry as pipes for Heat transfer equipment, in general engineering and as sports equipment applicable, especially if high demands on good plasticity, mechanical strength and the corrosion resistance be made, especially in complicated shaped components.

Bekannt ist, dass Titanlegierungen in vier Gruppen eingeteilt werden, nämlich in α-Typ-Legierungen, α+β-Typ-Legierungen, β-Typ-Legierungen und intermetallische Verbindungen [Materials Science and Technology, Eds. R.W. Cahn, P. Haasen, E. J. Kramer, VCH Verlag, Germany, Vol. 8, 1996, p. 403].Known is that titanium alloys are classified into four groups, namely α-type alloys, α + β-type alloys, β-type alloys and intermetallic compounds [Materials Science and Technology, Eds. R.W. Cahn, P. Haasen, E.J. Kramer, VCH Verlag, Germany, Vol. 8, 1996, p. 403].

Die Klassifizierung hängt davon ab, welche Phase in der Mikrostruktur der Legierung vorherrscht. Die Mikrostruktur wird stark von dem Herstellungsprozess beeinflußt. Die Titanlegierungen können sowohl durch Ingotschmelzen, als auch durch Gießen oder durch pulvermetallurgische Methoden hergestellt werden.The Classification depends depending on which phase prevails in the microstructure of the alloy. The microstructure is strongly influenced by the manufacturing process. The Titanium alloys can both by ingot melting, as well as by casting or by powder metallurgy Methods are produced.

Bekannt ist, dass sowohl reines Titan, als auch α+β-Typ- und β-Typ-Legierungen bereits als biomedizinische Materialien eingeführt worden sind. Bekannt ist auch, dass Titanlegierungen als biomedizinisches Material in einem lebenden Körper die folgenden Eigenschaften aufweisen sollen: geringe Toxizität und Abstoßung, hohe Duktilität, einen geringeren Elastizitätsmodul, eine entsprechende Festigkeit und eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit [M. Niinomi, Mater. Sci. Eng., A 243, 1998, p.231-236].Known is that both pure titanium, and α + β-type and β-type alloys already as Biomedical materials have been introduced. Is known Also, that titanium alloys as biomedical material in one living body have the following properties: low toxicity and repulsion, high ductility, a lower modulus of elasticity, a corresponding strength and improved corrosion resistance [M. Niinomi, Mater. Sci. Eng., A 243, 1998, p.231-236].

Die Entwicklung von Ti-Legierungen als biomedizinisches Material wurde mit der Einführung der α+β-Typ-Legierungen begonnen [M. Niinomi, Mater. Sci. Eng., A 243, 1998, p. 231-236].The Development of Ti alloys as a biomedical material has been with the introduction of the α + β-type alloys started [M. Niinomi, Mater. Sci. Eng., A 243, 1998, p. 231-236].

Reines Titan und die α+β-Typ-Legierung Ti-6Al-4V werden am meisten verwendet. Wegen der Toxizität von V wurde dieses Element durch andere die β-Phase stabilisierende Elemente wie zum Beispiel Fe oder Nb ersetzt.pure Titanium and the α + β-type alloy Ti-6Al-4V are used the most. Because of the toxicity of V, this element became by others the β-phase stabilizing elements such as Fe or Nb replaced.

Dabei wurden neue α+β-Typ-Legierungen, wie zum Beispiel die Legierung Ti-5Al-2,5Fe [ISO 5632-10, Geneve, Switzerland, 1996] und die Legierung Ti-6Al-7Nb [ISO 5832-11, Geneve, Switzerland, 1994; ASTM F1295 Philadelphia, 1994], entwickelt.there were new α + β-type alloys, such as for example, the alloy Ti-5Al-2.5Fe [ISO 5632-10, Geneve, Switzerland, 1996] and the alloy Ti-6Al-7Nb [ISO 5832-11, Geneve, Switzerland, 1994; ASTM F1295 Philadelphia, 1994].

Später sind zusätzlich V- und Al- freie α+β-Typ-Legierungen, wie beispielsweise Ti-15(Sn/Zr)-4Nb-2Ta-0,2Pd, eingeführt worden [Y. Okasaki, Y. Ito, A. Ito, T. Tateishi: Medical Applications of Titanium and Its alloys, S. A. Brown and J. E. Lemons, eds., ASTM STP 1272, ASTM, Philadelphia, PA, 1996, p.45-50].Later are additionally V- and Al-free α + β-type alloys, such as Ti-15 (Sn / Zr) -4Nb-2Ta-0.2Pd [Y. Okasaki, Y. Ito, A. Ito, T. Tateishi: Medical Applications of Titanium and Its alloys, S.A. Brown and J.E. Lemons, eds., ASTM STP 1272, ASTM, Philadelphia, PA, 1996, p.45-50].

Bekannt ist, dass für biomedizinische Anwendungen ein niedriger Elastizitätsmodul erforderlich ist, der dem menschlichen Knochen möglichst nahe kommt. Die Elastizitätsmoduli der β-Typ-Legierungen sind bekanntermaßen niedriger als die Werte der α+β-Typ-Legierungen. Deshalb sind in den letzten Jahren neue, nicht toxische β-Typ-Legierungen wie beispielsweise Ti-15Mo, Ti-13Nb-13Zr und Ti-35,3Nb-5,1Ta-7,1Zr entwickelt worden [K. Wang, Mat. Sci. Eng., A213, 1996, p.134-137; M. Niinomi, Mat. Sci. Eng., A243, 1998, p.231-236].Known is that for biomedical applications a low modulus of elasticity is required, which comes as close as possible to the human bone. The modulus of elasticity of the β-type alloys are known lower than the values of the α + β type alloys. Therefore, in recent years, new non-toxic β-type alloys such as For example, Ti-15Mo, Ti-13Nb-13Zr and Ti-35.3Nb-5.1Ta-7.1Zr are being developed [K. Wang, Mat. Sci. Eng., A213, 1996, p.134-137; M. Niinomi, Mat. Sci. Eng., A243, 1998, p.231-236].

Die Bruchfestigkeit der Titanlegierungen liegt zwischen 500 und 1000 MPa, der Elastizitätsmodul beträgt zwischen 55 und 85 GPa. Die mechanischen Eigenschaften können durch Wärmebehandlung verbessert werden. [M. Niinomi, Metall. Mater. Trans. 33A, 2002, p.477-486; M.Ikeda, S.I. Komatsu, I.Sowa, M. Niinomi, Metall. Mater. Trans., 33A, 2002, p.487-493].The Breaking strength of the titanium alloys is between 500 and 1000 MPa, the modulus of elasticity is between 55 and 85 GPa. The mechanical properties can be achieved by heat treatment be improved. [M. Niinomi, metal. Mater. Trans. 33A, 2002, p.477-486; M. Ikeda, S.I. Komatsu, I.Sowa, M. Niinomi, Metal. Mater. Trans., 33A, 2002, p.487-493].

Bekannt sind weiterhin neue β-Typ-Legierungen aus Ti-Cu-Ni-Sn die eine gute Plastizität und höhere Bruchfestigkeit aufweisen [ DE 102 24 722 C1 ]. Diese Legierungen bestehen aus einer Komposittyp-Mikrostruktur mit einer teils glasartigen, teils nanokristallinen Matrix und darin eingebetteter duktiler krz-Phase (mit einer Volumenanteil um 50 %). Dadurch wird eine Bruchdehnung von 7,5 % bei einer Bruchfestigkeit von 2010 MPa erreicht. Der Elastizitätsmodul beträgt 85,8 GPa. Trotz dieser Eigenschaften ist die Plastizität noch zu gering und die Verformbarkeit der Legierungen nicht erheblich verbessert. Darüber hinaus enthalten diese Legierungen Elemente, die toxisch und allergieauslösend sind, wie zum Beispiel Ni und Cu. Außerdem haben sie einen höheren Elastizitätsmodul verglichen mit den anderen β-Typ-Legierungen.Also known are new β-type alloys of Ti-Cu-Ni-Sn which have good plasticity and higher breaking strength [ DE 102 24 722 C1 ]. These alloys consist of a composite-type microstructure with a partly glassy, partly nanocrystalline matrix and a ductile krz phase embedded therein (with a volume fraction of 50%). This achieves an elongation at break of 7.5% with a breaking strength of 2010 MPa. The modulus of elasticity is 85.8 GPa. Despite these properties, the plasticity is still too low and the deformability of the alloys is not significantly improved. In addition, these alloys contain elements that are toxic and allergenic, such as Ni and Cu. In addition, they have a higher modulus of elasticity compared to the other β-type alloys.

Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Titanlegierungen besteht in deren schlechten Verarbeitbarkeit. Die plastische Dehnung der bis heute entwickelten biomedizinischen Titanlegierungen liegt unter 28 % [M. Niinomi, Mat. Sci. Eng. A243, 1998, p.231-236], und nur seit neuester Zeit wird ein Wert von 45 % für die wärmebehandelte Ti-29Nb-13Ta-4,6Zr Legierung erreicht [M.Niinomi, Biomaterials 24, 2003, p.2673-2683].A major disadvantage of the known titanium alloys is their poor processability. The plastic elongation of the biomedical titanium alloys developed to date is less than 28% [M. Niinomi, Mat. Sci. Closely. A243, 1998, p.231-236], and only recently has a value of 45% been achieved for the heat-treated Ti-29Nb-13Ta-4,6Zr alloy [M.Niinomi, Biomaterials 24, 2003, p.2673-2683].

Bekannt sind seit kurzem auch neue Titanlegierungen mit superelastischen und superplastischen Eigenschaften [T. Saito et all., Science, Vol. 300, 18 April 2003, p.464]. Diese als „GUM METALS" bezeichneten Legierungen gehören zu den β-Typ-Titanlegierungen und werden pulvermetallurgisch zu Produkten verarbeitet. Ihre Zusammensetzung wird mit der Formel Ti3(Ta + Nb + V) + (Zr, Hf) + O beschrieben. „GUM METALS" besitzen einen geringen Elastizitätsmodul (< 60 GPa), eine hohe Festigkeit (2000 MPa) und eine sehr hohe Elastizität (~2,5 %). Sie können bis zu 99,9 % kalt gestreckt werden. „GUM METALS" sind für Fahrzeugteile vorgesehen. Wegen der Anwesenheit des Vanadiums in ihrer Zusammensetzung sind sie für biomedizinische Anwendungen nicht geeignet.Also recently known are new titanium alloys with superelastic and superplastic properties [T. Saito et al., Science, Vol. 300, 18 April 2003, p.464]. These alloys, known as "GUM METALS", belong to the β-type titanium alloys and are powder metallurgically processed into products whose composition is described by the formula Ti 3 (Ta + Nb + V) + (Zr, Hf) + O. "GUM METALS "have a low elastic modulus (<60 GPa), a high strength (2000 MPa) and a very high elasticity (~ 2.5%). They can be stretched up to 99.9% cold. "GUM METALS" are intended for vehicle parts and because of the presence of vanadium in their composition they are not suitable for biomedical applications.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde Formkörper auf Titanbasis zu entwickeln, die eine hohe Plastizität und Verformbarkeit bei Raumtemperatur besitzen und die hochfest, korrosionsbeständig und biokompatibel sind.Of the Invention is based on the object to develop titanium-based moldings, the high plasticity and ductility at room temperature and the high strength, corrosion resistant and are biocompatible.

Diese Aufgabe wird mit Titanbasislegierungen gelöst, die in ihrer Zusammensetzung der Formel xTi – y(Nb + Ta) – zMentsprechen, worin
x = 100 – (y + z) Gew.-%
y = 10 bis 50 Gew.-%
z = 1 bis 10 Gew.-% und
M mindestens ein Element aus der mit den Elementen Cr, In, Zr, Ag, Au und Pd gebildeten Gruppe ist,
und die ein Gefüge des β-Legierungstyps mit einer definierten homogenen Mikrostruktur besitzen, welches zu mindestens 92 Volumen-% aus duktilen Dendriten besteht.This object is achieved with titanium-base alloys which, in their composition of the formula xTi - y (Nb + Ta) - zM correspond, in which
x = 100 - (y + z) wt%
y = 10 to 50% by weight
z = 1 to 10 wt .-% and
M is at least one element of the group formed by the elements Cr, In, Zr, Ag, Au and Pd,
and have a structure of the β-type alloy with a defined homogeneous microstructure, which consists of at least 92% by volume of ductile dendrites.

Vorteilhafterweise liegt dabei die Länge der Primärdendritenachsen im Bereich von 10-100 μm und der Radius der Primärdendritenarme beträgt 0,2-10 μm.advantageously, lies the length the primary dendrite axes in the range of 10-100 μm and the radius of the primary dendrite arms is 0.2-10 μm.

Die Formkörper bestehen erfindungsgemäß vorzugsweise aus 53Ti-29Nb-13Ta-5M oder 52Ti-37Nb-9Ta-2M oder 51Ti-33Nb-10Ta-6M oder 60Ti-30Nb-7Ta-3M oder 65Ti-20Nb-10Ta-5M (Zahlenwerte in Gew.-%), wobei M mindestens ein Element aus der mit den Elementen Cr, In, Ag, Zr, Au und Pd gebildeten Gruppe ist.The moldings preferably consist according to the invention from 53Ti-29Nb-13Ta-5M or 52Ti-37Nb-9Ta-2M or 51Ti-33Nb-10Ta-6M or 60Ti-30Nb-7Ta-3M or 65Ti-20Nb-10Ta-5M (numerical values in% by weight), where M is at least an element of the element Cr, In, Ag, Zr, Au and Pd formed group is.

Zur Herstellung der Formkörper beinhaltet die Erfindung ein Verfahren, bei dem zunächst eine homogene Legierung hergestellt wird, die in ihrer Zusammensetzung der Formel xTi – y(Nb + Ta) – zMentspricht, worin
x = 100 – (y + z) Gew.-%
y = 10 bis 50 Gew.-%
z = 1 bis 10 Gew.-% und
M mindestens ein Element aus der mit den Elementen Cr, In, Zr, Ag, Au und Pd gebildeten Gruppe ist. Aus einer Schmelze dieser Legierung werden dann die Formkörper gegossen, wobei der Guss unter Raschabkühlungsbedingungen mit einer Abkühlrate im Bereich von 100 bis 1000 K/s abgekühlt wird.For the production of the moldings, the invention includes a method in which first a homogeneous alloy is prepared which in its composition of the formula xTi - y (Nb + Ta) - zM corresponds to, in which
x = 100 - (y + z) wt%
y = 10 to 50% by weight
z = 1 to 10 wt .-% and
M is at least one element of the group formed by the elements Cr, In, Zr, Ag, Au and Pd. The moldings are then poured from a melt of this alloy, the casting being cooled under rapid cooling conditions at a cooling rate in the range of 100 to 1000 K / s.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens wird die Schmelze in eine wassergekühlte Kupferkokille abgegossen und dort rasch abgekühlt.According to one appropriate embodiment of Method, the melt is poured into a water-cooled copper mold and cooled down there quickly.

Das Erschmelzen der Legierung und das Gießen der Formkörper werden vorteilhaft in einer Inertgasatmosphäre durchgeführt.The Melting of the alloy and casting of the moldings are advantageously carried out in an inert gas atmosphere.

Die hergestellten Formkörper können zur weiteren Verbesserung der Kaltumformbarkeit erfindungsgemäß auch einer ein- oder mehrstufigen Wärmebehandlung, bei Temperaturen im Bereich von 400 bis 1000°C in einer Inertgasatmosphäre, unterworfen werden.The produced moldings can to further improve the cold workability according to the invention also a single or multi-stage heat treatment, at temperatures in the range of 400 to 1000 ° C in an inert gas atmosphere, subjected become.

Das Gießen kann mittels Druckguss, Schleuderguss, Spritzguss, Saugguss oder Abguss durchgeführt werden.The to water can by die casting, centrifugal casting, injection molding, suction or Casting performed become.

Vorteilhafterweise wird das Erschmelzen und Gießen in einer Kalttiegel-Induktionsanlage durchgeführt.advantageously, will melt and pour carried out in a cold crucible induction plant.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.below The invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments.

Beispiel 1example 1

Eine Legierung mit der Zusammensetzung Ti-29Nb-13Ta-5In (Zahlenwerte in Gew.-%) wird erschmolzen und in eine zylinderförmige Kupferkokille mit Innendurchmesser von 4 mm mit einer Abkühlrate zwischen 100 und 1000 K/s abgegossen.A Alloy with the composition Ti-29Nb-13Ta-5In (numerical values in wt .-%) is melted and in a cylindrical copper mold with Inner diameter of 4 mm with a cooling rate between 100 and 1000 K / s poured off.

Der erhaltene Formkörper enthält kein toxisches oder allergieauslösendes chemisches Element und besteht hauptsächlich aus einer mikrometerskaligen, dendritischen und duktilen Phase. Die enthaltene dendritische Phase hat eine kubisch-raum-zentrierte (krz) Struktur und einen Volumenanteil von etwa 95 %.Of the obtained moldings contains no toxic or allergenic chemical element and consists mainly of a micrometer scale, dendritic and ductile phase. The contained dendritic phase has a cubic-space-centered (krz) structure and a volume fraction of about 95%.

Mit dieser Struktur wird eine plastische Dehnung von 115 % im gegossenen Zustand bei Raumtemperatur erreicht. Während der plastischen Dehnung beträgt das Spannungsplateau zwischen 820 und 975 MPa. Der Elastizitätsmodul beträgt 55 GPa.With this structure, a plastic strain of 115% in the cast state at room temperature is achieved. During the plastic strain, the stress plateau is between 820 and 975 MPa. The modulus of elasticity is 55 GPa.

Nach einer Duplex-Wärmebehandlung, die in einem Lösungsglühen bei 850 °C/30 min mit Abschrecken in Wasser sowie einer Alterung bei 400 °C/30 min besteht, steigt die plastische Dehnung bei Raumtemperatur auf einen hervorragenden Wert von 143 % und die Festigkeit erreicht einen Wert von 1033 MPa. Der Elastizitätsmodul beträgt in diesem Zustand 65 GPa.To a duplex heat treatment, which in a solution annealing at 850 ° C / 30 with quenching in water and aging at 400 ° C / 30 min exists, the plastic strain increases at room temperature to a outstanding value of 143% and the strength reaches one Value of 1033 MPa. The modulus of elasticity is in this state 65 GPa.

Die Mikrostruktur ist einphasig und enthält nur die duktile krz-Phase. Die exzellente Plastizität erlaubt ein sehr leichtes Verformen bei Raumtemperatur, was sehr wichtig für das Herstellen von kompliziert gestalteten Formteilen ist.The Microstructure is single-phase and contains only the ductile krz phase. The excellent plasticity allowed a very slight deformation at room temperature, which is very important for the Manufacture of complicated designed moldings is.

Beispiel 2Example 2

Eine Legierung mit der Zusammensetzung Ti-29Nb-13Ta-5Cr (Zahlenwerte in Gew.-%) wird in eine zylinderförmige Kupferkokille mit Innendurchmesser 4 mm mit Abkühlraten zwischen 200 und 1000 K/s abgegossen.A Alloy with the composition Ti-29Nb-13Ta-5Cr (numerical values in wt .-%) is in a cylindrical copper mold with inner diameter 4 mm with cooling rates poured between 200 and 1000 K / s.

Der erhaltene Formkörper enthält kein toxisches oder allergieauslösendes Element und besteht aus einer monophasischen mikrometerskaligen, dendritischen Mikrostruktur. Die enthaltene dendritische Phase hat eine kubisch-raum-zentrierte Struktur und ist extrem duktil bei Raumtemperatur.Of the obtained moldings contains no toxic or allergenic Element and consists of a monophasic micrometer scale, dendritic microstructure. The included dendritic phase has a cubic-space-centered structure and is extremely ductile at Room temperature.

Dadurch wird eine plastische Dehnung von 84 % erreicht. Während der plastischen Dehnung beträgt das Spannungsplateau zwischen 820 und 905 MPa. Die elastische Dehnung (an der technischen Streckgrenze) beträgt 1,0 % bei einer Festigkeit von 612 MPa. Der Elastizitätsmodul beträgt 75 GPa.Thereby a plastic elongation of 84% is achieved. During the plastic strain amounts to the voltage plateau between 820 and 905 MPa. The elastic strain (at the technical yield strength) is 1.0% at a strength of 612 MPa. The modulus of elasticity is 75 GPa.

Claims (10)

Kaltumformbare Formkörper aus Titanbasislegierungen, die in ihrer Zusammensetzung der Formel xTi – y(Nb + Ta) – zMentsprechen, worin x = 100 – (y + z) Gew.-% y = 10 bis 50 Gew.-% z = 1 bis 10 Gew.-% und M mindestens ein Element aus der mit den Elementen Cr, In, Zr, Ag, Au und Pd gebildeten Gruppe ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper ein Gefüge des β-Legierungstyps mit einer homogenen Mikrostruktur besitzen, welches zu mindestens 92 Volumen-% aus duktilen Dendriten besteht.Cold-formable titanium-based alloy bodies which, in their composition of the formula xTi - y (Nb + Ta) - zM where x = 100 - (y + z) wt .-% y = 10 to 50 wt .-% z = 1 to 10 wt .-% and M at least one element of the elements with the Cr, In, Zr, Ag, Au and Pd formed group, characterized in that the shaped bodies have a structure of the β-type alloy with a homogeneous microstructure, which consists of at least 92% by volume of ductile dendrites. Kaltumformbare Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Primärdendritenachsen im Bereich von 10-100 μm liegt und der Radius der Primärdendritenarme 0,2-10 μm beträgt.Cold forming moldings according to claim 1, characterized characterized in that the length the primary dendrite axes in the range of 10-100 μm lies and the radius of the primary dendrite arms 0.2-10 μm is. Kaltumformbare Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese aus der Legierung 53Ti-29Nb-13Ta-5M oder 52Ti-37Nb-9Ta-2M oder 51Ti-33Nb-10Ta-6M oder 60Ti-30Nb-7Ta-3M oder 65Ti-20Nb-10Ta-5M bestehen, wobei M mindestens ein Element aus der mit den Elementen Cr, In, Ag, Zr, Au und Pd gebildeten Gruppe ist.Cold forming moldings according to claim 1, characterized characterized in that it consists of the alloy 53Ti-29Nb-13Ta-5M or 52Ti-37Nb-9Ta-2M or 51Ti-33Nb-10Ta-6M or 60Ti-30Nb-7Ta-3M or 65Ti-20Nb-10Ta-5M, where M is at least one element of the element Cr, In, Ag, Zr, Au and Pd formed group. Verfahren zur Herstellung kaltumformbarer Formkörper aus Titanbasislegierungen, die in ihrer Zusammensetzung der Formel xTi – y(Nb + Ta) – zMentsprechen, worin x = 100 – (y + z) Gew.-% y = 10 bis 50 Gew.-% z = 1 bis 10 Gew.-% und M mindestens ein Element aus der mit den Elementen Cr, In, Zr, Ag, Au und Pd gebildeten Gruppe ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung einer homogenen Mikrostruktur des β-Legierungstyps, bestehend zu mindestens 92 Volumen-% aus duktilen Dendriten, aus einer Schmelze dieser Legierung Formkörper gegossen werden, wobei der Guss unter Raschabkühlungsbedingungen mit einer Abkühlrate im Bereich von 100 bis 1000 K/s abgekühlt wird.Process for the preparation of cold-formed moldings of titanium-based alloys, which in their composition of the formula xTi - y (Nb + Ta) - zM where x = 100 - (y + z) wt .-% y = 10 to 50 wt .-% z = 1 to 10 wt .-% and M at least one element of the elements with the Cr, In, Zr, Ag, Au and Pd formed group, characterized in that to form a homogeneous microstructure of the β-type alloy, consisting of at least 92% by volume of ductile dendrites, moldings are cast from a melt of this alloy, the casting under Raschabkühlungsbedingungen with a Cooling rate is cooled in the range of 100 to 1000 K / s. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze in eine wassergekühlte Kupferkokille abgegossen und dort rasch abgekühlt wird.Method according to claim 4, characterized in that that the melt is poured into a water-cooled copper mold and cooled down there quickly. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Erschmelzen der Legierung und das Gießen der Formkörper in einer Inertgasatmosphäre durchgeführt wird.Method according to claim 4, characterized in that that the melting of the alloy and the casting of the shaped body in an inert gas atmosphere carried out becomes. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die hergestellten Formkörper zur weiteren Verbesserung der Kaltumformbarkeit einer ein- oder mehrstufigen Wärmebehandlung bei Temperaturen im Bereich von 400 bis 1000°C in einer Inertgasatmosphäre unterworfen werden.Method according to claim 4, characterized in that that the molded body produced to further improve the cold workability of a on or multi-stage heat treatment at temperatures in the range of 400 to 1000 ° C in an inert gas atmosphere become. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießen mittels Druckguss, Schleuderguss, Spritzguss, Saugguss oder Abguss durchgeführt wird.Method according to claim 4, characterized in that that the casting is performed by die casting, centrifugal casting, injection molding, suction or casting. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Erschmelzen und Gießen in einer Kalttiegel-Induktionsanlage durchgeführt wird.Method according to claim 4, characterized in that that melting and pouring in a cold crucible induction plant carried out becomes. Verwendung der Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3 als Implantate im medizinischen Bereich.Use of the moldings according to one of claims 1 to 3 as implants in the medical field Area.
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