JP5303718B2 - 多孔質Co基合金焼結被覆材およびその製造方法 - Google Patents
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Description
(I)CoCrMo合金からなる基材と、該基材の表面に形成され、Cr:20〜34質量%およびMo:1〜10質量%を含有するとともに、Ti,Zr,NbおよびTaの中から選択される一種または二種以上を合計で0.05〜5質量%含有し、残部がCo及び不可避不純物からなる組成をもち、気孔率が5〜40%の範囲である多孔質Co基合金焼結被覆層とを有することを特徴とするインプラント用多孔質Co基合金焼結被覆材(第1発明)。
図2は、この発明に従う多孔質Co基合金焼結被覆材の表面を平らに研磨したときのSEM(走査型電子顕微鏡)写真である。
第1発明の多孔質Co基合金焼結被覆材を製造するための代表的な方法は、人工関節用合金として、例えばASTM規格のF75合金組成で炭素を含有させない合金組成、すなわち、Cr:20〜34質量%およびMo:1〜10質量%を含有し、残部がCo及び不可避不純物からなる組成をもつ合金粉末に、Ti,Zr,NbおよびTaの中から選択される一種または二種以上の結合強化粉末を、所定の割合、好適には0.05〜5質量%の割合で添加し、これらの粉末を混合して混合粉末を調合する(調合工程)。
また、結合強化粉末は、45〜500μmであることが好ましい。
第2発明の多孔質Co基合金焼結被覆材を製造するための代表的な方法は、人工関節用合金として、例えばASTM規格のF75合金組成で炭素を含有させない合金組成、すなわち、Cr:20〜34質量%およびMo:1〜10質量%を含有し、残部がCo及び不可避不純物からなる組成をもつ合金粉末に、炭素粉末を、所定の割合、好適には0.01〜1質量%の割合で添加し、これらの粉末を混合して混合粉末を調合する(調合工程)。
第2発明の多孔質Co基合金焼結被覆材を製造するための代表的な方法は、人工関節用合金として、例えばASTM規格のF75合金組成で炭素を含有させない合金組成、すなわち、Cr:20〜34質量%およびMo:1〜10質量%を含有し、残部がCo及び不可避不純物からなる組成をもつ合金粉末を、CoCrMo合金からなる基材の表面上に付着させて合金粉末被覆層を形成する(被覆層形成工程)。
人工関節用合金として、ASTM規格のF75合金組成で炭素を含有させない合金組成、すなわち、平均粒径が316μmのCo−29質量%Cr−6質量%Mo合金粉末に、平均粒径が65μmのTiを1質量%添加し、これらの粉末を混合して混合粉末を調合し、この調合した混合粉末を、特許文献1に示す鋳造法により製造したCo−29質量%Cr−6質量%Mo−0.02質量%Cからなる基材の表面上に、単純に混合粉末を直接接触させて付着させて混合粉末被覆層を形成し、その後、前記混合粉末被覆層を、真空雰囲気下、負荷応力を40MPaとし、950℃の温度で2時間低温焼結を行ない、次いで、温度:1270℃および10−3Paの以下の真空雰囲気にて、無負荷で2時間の高温焼結を行ない、基材上に、気孔率が28%である多孔質Co基合金焼結被覆層を形成した多孔質Co基合金焼結被覆材(実施例1)を作製し、引張強度および破断伸びを測定した。
人工関節用合金として、ASTM規格のF75合金組成で炭素を含有させない合金組成、すなわち、平均粒径が316μmのCo−29質量%Cr−6質量%Mo合金粉末に、平均粒径が20nmのCを0.5質量%添加し、これらの粉末を混合して混合粉末を調合し、この調合した混合粉末を、特許文献1に示す鋳造法により製造したCo−29質量%Cr−6質量%Mo−0.02質量%Cからなる基材の表面上に、単純に混合粉末を直接接触させて付着させて混合粉末被覆層を形成し、その後、前記混合粉末被覆層を、真空雰囲気下、負荷応力を40MPaとし、950℃の温度で2時間低温焼結を行ない、次いで、温度:1200℃および10−3Paの真空雰囲気にて、無負荷で2時間の高温焼結を行ない、基材上に、気孔率が27%である多孔質Co基合金焼結被覆層を形成した多孔質Co基合金焼結被覆材(実施例2)を作製し、引張強度および破断伸びを測定した。
人工関節用合金として、ASTM規格のF75合金組成で炭素を含有させない合金組成、すなわち、平均粒径が316μmのCo−29質量%Cr−6質量%Mo合金粉末を、特許文献1に示す鋳造法により製造したCo−29質量%Cr−6質量%Mo−0.02質量%Cからなる基材の表面上に、単純に混合粉末を直接接触させて付着させて合金粉末被覆層を形成し、その後、前記合金粉末被覆層を、温度:950℃の窒素雰囲気にて、40MPaの負荷応力で2時間の低温焼結を行ない、次いで、温度:1200℃および10−3Paの真空雰囲気にて、 0MPaの負荷応力で2時間の高温焼結を行ない、基材上に、気孔率が27%である多孔質Co基合金焼結被覆層を形成した多孔質Co基合金焼結被覆材(実施例3)を作製し、引張強度および破断伸びを測定した。
Claims (6)
- CoCrMo合金からなる基材と、
該基材の表面に形成され、Cr:20〜34質量%およびMo:1〜10質量%を含有するとともに、Ti,Zr,NbおよびTaの中から選択される一種または二種以上を合計で0.05〜5質量%含有し、残部がCo及び不可避不純物からなる組成をもち、気孔率が5〜40%の範囲である多孔質Co基合金焼結被覆層と
を有することを特徴とするインプラント用多孔質Co基合金焼結被覆材。 - CoCrMo合金からなる基材と、
該基材の表面に形成され、Cr:20〜34質量%およびMo:1〜10質量%を含有するとともに、C:0.01〜1質量%含有し、残部がCo及び不可避不純物からなる組成をもち、気孔率が5〜40%の範囲である多孔質Co基合金焼結被覆層と
を有することを特徴とするインプラント用多孔質Co基合金焼結被覆材。 - CoCrMo合金からなる基材と、
該基材の表面に形成され、Cr:20〜34質量%およびMo:1〜10質量%を含有するとともに、N:0.01〜2質量%含有し、残部がCo及び不可避不純物からなる組成をもち、気孔率が5〜40%の範囲である多孔質Co基合金焼結被覆層と
を有することを特徴とするインプラント用多孔質Co基合金焼結被覆材。 - Cr:20〜34質量%およびMo:1〜10質量%を含有し、残部がCo及び不可避不純物からなる組成をもつ合金粉末に、Ti,Zr,NbおよびTaの中から選択される一種または二種以上の結合強化粉末を0.05〜5質量%の割合で添加し、これらの粉末を混合して混合粉末を調合する工程と、
この調合した混合粉末を、CoCrMo合金からなる基材の表面上に付着させて混合粉末被覆層を形成する工程と、
前記混合粉末被覆層を、真空雰囲気下、負荷応力を10〜80MPaとし、800〜1000℃の温度範囲で焼結する低温焼結工程と、
前記焼結された混合粉末被覆層を、さらに、温度:1050〜1250℃および10−3Pa以下の真空雰囲気にて焼結して、基材の表面に、気孔率が5〜40%の範囲である多孔質Co基合金焼結被覆層を形成する高温焼結工程と
を有することを特徴とするインプラント用多孔質Co基合金焼結被覆材の製造方法。 - Cr:20〜34質量%およびMo:1〜10質量%を含有し、残部がCo及び不可避不純物からなる組成をもつ合金粉末に、炭素粉末を0.01〜1質量%の割合で添加し、これらの粉末を混合して混合粉末を調合する工程と、
この調合した混合粉末を、CoCrMo合金からなる基材の表面上に付着させて混合粉末被覆層を形成する工程と、
前記混合粉末被覆層を、真空雰囲気下、負荷応力を10〜80MPaとし、800〜1000℃の温度範囲で焼結する低温焼結工程と、
前記焼結された混合粉末被覆層を、さらに、温度:1050〜1250℃および10−3Pa以下の真空雰囲気にて焼結して、基材の表面に、気孔率が5〜40%の範囲である多孔質Co基合金焼結被覆層を形成する高温焼結工程と
を有することを特徴とするインプラント用多孔質Co基合金焼結被覆材の製造方法。 - Cr:20〜34質量%およびMo:1〜10質量%を含有し、残部がCo及び不可避不純物からなる組成をもつ合金粉末を、CoCrMo合金からなる基材の表面上に付着させて合金粉末被覆層を形成する工程と、
前記合金粉末被覆層を、窒素雰囲気下、負荷応力を10〜80MPaとし、800〜1000℃の温度範囲で窒化すると同時に焼結する低温焼結工程と、
前記焼結された合金粉末被覆層を、さらに、温度:1050〜1250℃および10−3Pa以下の真空雰囲気にて焼結して、基材の表面に、気孔率が5〜40%の範囲である多孔質Co基合金焼結被覆層を形成する高温焼結工程と
を有することを特徴とするインプラント用多孔質Co基合金焼結被覆材の製造方法。
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