JPH01177304A - 多孔質層を有する部材の製造方法 - Google Patents
多孔質層を有する部材の製造方法Info
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- JPH01177304A JPH01177304A JP138488A JP138488A JPH01177304A JP H01177304 A JPH01177304 A JP H01177304A JP 138488 A JP138488 A JP 138488A JP 138488 A JP138488 A JP 138488A JP H01177304 A JPH01177304 A JP H01177304A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、所望の形状の多孔？１層を有する金属部材の
製造方法に関し、特に、複雑な形状を有し９強固に固着
した多孔質層を持つ金属部材を製造できる力法樟関する
。
製造方法に関し、特に、複雑な形状を有し９強固に固着
した多孔質層を持つ金属部材を製造できる力法樟関する
。
［従来の技術］
従来、複雑な形状のインブラント体（Ｃｏ−Ｃｒ合金：
通称パイタリウム）に、同じ合金材の粉末（ビーズ）を
焼結して多孔質層とする。方法があるが、焼結時に結晶
粒が粗大化して疲労強度が低下すること、又、生体親和
性がチタン合金に比べ劣ること等の欠点がある。
通称パイタリウム）に、同じ合金材の粉末（ビーズ）を
焼結して多孔質層とする。方法があるが、焼結時に結晶
粒が粗大化して疲労強度が低下すること、又、生体親和
性がチタン合金に比べ劣ること等の欠点がある。
亦、純チタン細線を押し固めたパッド状のものをＴｉ−
６ＡＩ−４Ｖ合金製のインブラント本体に拡散接合によ
り、固着した多孔質生体材料を得る方法があるが、純グ
・タン細線では強度が弱く。
６ＡＩ−４Ｖ合金製のインブラント本体に拡散接合によ
り、固着した多孔質生体材料を得る方法があるが、純グ
・タン細線では強度が弱く。
強度確保のためにＴｉ−６ＡＩ−４ｖ製の細線にすると
そのＪｌｌｌａの加工が非常に困難である等の欠点があ
る。また、 Ｔ ｉ −６Ａ ｌ −４Ｖの金属粉末を
同じ材料の本体に常圧焼結で固着する方法もある。焼結
温度が１２００〜１４００℃と高温であるために、イン
ブラント本体に結晶粒の粗大化。
そのＪｌｌｌａの加工が非常に困難である等の欠点があ
る。また、 Ｔ ｉ −６Ａ ｌ −４Ｖの金属粉末を
同じ材料の本体に常圧焼結で固着する方法もある。焼結
温度が１２００〜１４００℃と高温であるために、イン
ブラント本体に結晶粒の粗大化。
針状組織９粒界相の肥大化などの材質劣化が生じること
、更に、常圧では接合強度に限界があり。
、更に、常圧では接合強度に限界があり。
大粒径の粉末を強固に固ｉｔせることができないこと等
の欠点が見られる。
の欠点が見られる。
チタン合金はβ−トランザス温度、即ち、β−単相領域
になる温度が、Ｔｉ−６Ａｆｆｉ−４Ｖ合金においては
ｔｏｏｏ℃付近であり、これ以上の温度に加熱されると
、結晶粒が粗大化し、針状組織が増え、延性が低下する
が、β−トランザス温度以下への加熱では、実質的な材
質９強度の低下がない、また、複雑な形状のインブラン
ト材或いは、複雑な形状の多孔質層を有するインブラン
ト材の作製は亦常に困難であり、未だ実用になった製品
が見当らなく、実際に使用されている製品はｒＰ、純な
形状のものだけである。
になる温度が、Ｔｉ−６Ａｆｆｉ−４Ｖ合金においては
ｔｏｏｏ℃付近であり、これ以上の温度に加熱されると
、結晶粒が粗大化し、針状組織が増え、延性が低下する
が、β−トランザス温度以下への加熱では、実質的な材
質９強度の低下がない、また、複雑な形状のインブラン
ト材或いは、複雑な形状の多孔質層を有するインブラン
ト材の作製は亦常に困難であり、未だ実用になった製品
が見当らなく、実際に使用されている製品はｒＰ、純な
形状のものだけである。
［発明が解決しようとする問題点］
零発Ｉ！１１は、複雑な形状を有するインブラント材料
表面に多孔質層（ポーラスコーティング）を設けて、生
体骨からの骨組織が成長することを利用して、従来から
の骨セメントを用いることなく。
表面に多孔質層（ポーラスコーティング）を設けて、生
体骨からの骨組織が成長することを利用して、従来から
の骨セメントを用いることなく。
生体骨とインブラント材とを強固に結合させ得る多孔質
生体材料を経済的に製造するために、比較的に低温で任
意に粒径の粉末を充分に強固に固着させ、且つ、超ｍ性
現象を利用し１曲面、多面等３次元的形状に同時に固着
（コーティング）する方法を提供することを１的とする
。また、固着のための処理法は、 ＨＩＰを利用し、固
着のときに材質劣化の起こるような高温で処理すること
なく、適当な粒径の粉末を必要な固着力でコーティング
できる方法を提供する。更に１本発明は、高い信頼性を
得られる複雑な形状の多孔質層を有するインブラント材
を安価に多量に製造できる方法を提供１°ることを目的
とする。
生体材料を経済的に製造するために、比較的に低温で任
意に粒径の粉末を充分に強固に固着させ、且つ、超ｍ性
現象を利用し１曲面、多面等３次元的形状に同時に固着
（コーティング）する方法を提供することを１的とする
。また、固着のための処理法は、 ＨＩＰを利用し、固
着のときに材質劣化の起こるような高温で処理すること
なく、適当な粒径の粉末を必要な固着力でコーティング
できる方法を提供する。更に１本発明は、高い信頼性を
得られる複雑な形状の多孔質層を有するインブラント材
を安価に多量に製造できる方法を提供１°ることを目的
とする。
［発明の構成］
［問題点を解決するための手段］
°前記のように比較的に複雑な形状の多孔質層を有する
部材を製造できるために２本発明は、所定形状の金属材
料を所定形状の超塑性金属カプセル中に設肚し、該カプ
セル中の所定の空間に粉末材料を充填し、該カプセル内
を真空に引いて９次に、材質劣化の生じない温度範囲に
加熱し、該カプセルを熱間で等１的に加圧することによ
り・金属材料の表面に多孔質層を強固に固１１形成させ
。
部材を製造できるために２本発明は、所定形状の金属材
料を所定形状の超塑性金属カプセル中に設肚し、該カプ
セル中の所定の空間に粉末材料を充填し、該カプセル内
を真空に引いて９次に、材質劣化の生じない温度範囲に
加熱し、該カプセルを熱間で等１的に加圧することによ
り・金属材料の表面に多孔質層を強固に固１１形成させ
。
次に、化学処理により、該カプセルを除去することを特
徴とする多孔質層を有する材料の製造方法である。
徴とする多孔質層を有する材料の製造方法である。
［作用］
一般に、粉末金属等による多孔質層を成形するために、
ＨＩＦ（熱間静水圧プレス、 Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａ
ｔｉｃＰｒｅｓａｉｎｇ ）を用いて、インブラント本
体をカプセル、フンナナ。デユープなどの中に入れ、イ
ンブラント本体の表面上の空間に金属粉末等の材料を充
填し、真空に引いて、温度を上げて９等方的に圧力をか
けて、′カプセルを変形させて成形し、このカプセルを
除去することにより、容易に、所望の形状の多孔質層を
有する部材を製造できるものである。
ＨＩＦ（熱間静水圧プレス、 Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａ
ｔｉｃＰｒｅｓａｉｎｇ ）を用いて、インブラント本
体をカプセル、フンナナ。デユープなどの中に入れ、イ
ンブラント本体の表面上の空間に金属粉末等の材料を充
填し、真空に引いて、温度を上げて９等方的に圧力をか
けて、′カプセルを変形させて成形し、このカプセルを
除去することにより、容易に、所望の形状の多孔質層を
有する部材を製造できるものである。
本発明による製造方法は９例えば、ステンレス製、軟鋼
製などの超塑性金属カプセル中インブラント本体（例え
ば、チタン系合金）及び金属粉末（例えば、チタン系合
金、インブラント本体と同じ金ｊ１）を真空封入し、そ
の金属粉末及びインブラント本体金属の材質劣化が生じ
ないような温度範囲で、かつ、金属カプセルが充分に超
ｍ性現象を示す温度範囲でＨＩＰ処理するものである。
製などの超塑性金属カプセル中インブラント本体（例え
ば、チタン系合金）及び金属粉末（例えば、チタン系合
金、インブラント本体と同じ金ｊ１）を真空封入し、そ
の金属粉末及びインブラント本体金属の材質劣化が生じ
ないような温度範囲で、かつ、金属カプセルが充分に超
ｍ性現象を示す温度範囲でＨＩＰ処理するものである。
即ち１例えば、インブラント本体及び金属粉末として、
Ｔｌ−６Ａ＆−４Ｖ合金を使用した場合、そのβ−トラ
ンザス温度は１０００℃付近であり、これ・以下の温度
なれば材質劣化は生じない、また、金属カプセルに鉄系
合金を用いた場合、超ｍ性を示す温度範囲は６００〜９
５ Ｇ ”Ｃである。従って、この場合、より好適には
約８００〜９５０℃の温度範囲でＨＩＰ処理を行なう。
Ｔｌ−６Ａ＆−４Ｖ合金を使用した場合、そのβ−トラ
ンザス温度は１０００℃付近であり、これ・以下の温度
なれば材質劣化は生じない、また、金属カプセルに鉄系
合金を用いた場合、超ｍ性を示す温度範囲は６００〜９
５ Ｇ ”Ｃである。従って、この場合、より好適には
約８００〜９５０℃の温度範囲でＨＩＰ処理を行なう。
更に９本発明により、 ＨＩＰ処理のための加圧力を変
化させることにより、任意の粒径の金属粉末を任意の１
−４ｎ力でインブラント本体に固着できる。換言すれば
、所望の空孔寸法を有する多孔質層を適正な固着力でＩ
／Ｊ着でさるものである。
化させることにより、任意の粒径の金属粉末を任意の１
−４ｎ力でインブラント本体に固着できる。換言すれば
、所望の空孔寸法を有する多孔質層を適正な固着力でＩ
／Ｊ着でさるものである。
本発明の製造方法において、 ＨＩＰ処理のためのカプ
セル材質に用いるに適する材料は、インプラント本体に
材質劣化を生じない温度で超Ｍ性を示し、かつ、最終的
に化学的処理で除去するものであるから、その除去処理
に便利な材料がよい、また１本発明方法においては、
ＨＩＰ処理であるので等方性の加圧力を使用するために
、限定された金属部材表面だけでなく、金属部材の任意
の表面に、−度にポーラスコーティング即ら、多孔質層
形成を行なうことができる。
セル材質に用いるに適する材料は、インプラント本体に
材質劣化を生じない温度で超Ｍ性を示し、かつ、最終的
に化学的処理で除去するものであるから、その除去処理
に便利な材料がよい、また１本発明方法においては、
ＨＩＰ処理であるので等方性の加圧力を使用するために
、限定された金属部材表面だけでなく、金属部材の任意
の表面に、−度にポーラスコーティング即ら、多孔質層
形成を行なうことができる。
本発明により製造される多孔質層を有する金属部材は１
人工歯根も含めた人工骨全般、ソケットのバックアップ
の生体骨と接する面の表面層部構造の形成、骨に沿って
固定する骨用補綴材、骨欠損部再建用材の表面層構造な
どに用いられ、生体骨と・１１・組織成長によって結合
させ、有効に働く生体用人工部材のすべてに適用される
。
人工歯根も含めた人工骨全般、ソケットのバックアップ
の生体骨と接する面の表面層部構造の形成、骨に沿って
固定する骨用補綴材、骨欠損部再建用材の表面層構造な
どに用いられ、生体骨と・１１・組織成長によって結合
させ、有効に働く生体用人工部材のすべてに適用される
。
次にその具体的な例により２本発明の多孔質層を有する
部材のｆｆ１ｌＩ造方法を説明する。
部材のｆｆ１ｌＩ造方法を説明する。
［実施例］
断面図により本発明の製造方法の各工程を説明１゛る。
二相系ステンレス介金製のカプセル１の中に先ずチタン
合金（ＴＩ−６ＡＺ−４Ｖ合金）製のインブラント本体
３を設置し、その周りの開いた空間にチタン合金の粉末
４を充填し、二相系ステンレス合金製の蓋２を設置し９
例えば、電子ビー１、溶接機を使用し、カブヒル１内を
真空に引いて密封し、ＡＶ！３に示す断面の構成物を作
製し１次に、使用したインブラント材料の材質劣化がな
く、かつ、二相系、ステンレス合金が超塑性現象を充分
に示す９００〜９５０℃程度の温度範囲に、加熱し、加
圧力０．１〜２ 、０ ｋｇｆ／ｍ”程度の適当な圧力
で、１時間程保持し、 ＨＩＰ処理を行なった。８図の
如き断面の焼結固着体を得た。
合金（ＴＩ−６ＡＺ−４Ｖ合金）製のインブラント本体
３を設置し、その周りの開いた空間にチタン合金の粉末
４を充填し、二相系ステンレス合金製の蓋２を設置し９
例えば、電子ビー１、溶接機を使用し、カブヒル１内を
真空に引いて密封し、ＡＶ！３に示す断面の構成物を作
製し１次に、使用したインブラント材料の材質劣化がな
く、かつ、二相系、ステンレス合金が超塑性現象を充分
に示す９００〜９５０℃程度の温度範囲に、加熱し、加
圧力０．１〜２ 、０ ｋｇｆ／ｍ”程度の適当な圧力
で、１時間程保持し、 ＨＩＰ処理を行なった。８図の
如き断面の焼結固着体を得た。
次に、この焼結固着体から、カプセルエとＭ２をケミカ
ルミーリング等の化学処理により除去し、ｃｒｙＪの如
き断面の多孔質層を有するインブラント材を得た。
ルミーリング等の化学処理により除去し、ｃｒｙＪの如
き断面の多孔質層を有するインブラント材を得た。
以上のように、多孔質層を材質劣化のない低温例えば、
Ｔｌ−６Ａｆｆｉ−４Ｖ合金の場合β−トランザス温度
以下の温度で固着させるために強度の低下、特に、疲労
強度の劣化がなく、多孔質層を強固に固着したインブラ
ント材を得ることができる。
Ｔｌ−６Ａｆｆｉ−４Ｖ合金の場合β−トランザス温度
以下の温度で固着させるために強度の低下、特に、疲労
強度の劣化がなく、多孔質層を強固に固着したインブラ
ント材を得ることができる。
［発明の効果］
本発明による多孔質層を有する部材の製造方法は１次の
ような著しい技術的効果が得られる。
ような著しい技術的効果が得られる。
第１に、カプセル材に超ｍ性金属材を用いることにより
、非常に複雑な形状のインブラント材を所望の形状に製
造できる。
、非常に複雑な形状のインブラント材を所望の形状に製
造できる。
第２に、材質劣化がなくて、多孔質層を強固に固ｉ：Ｉ
させたインプテントが得られる製造方法が提供される。
させたインプテントが得られる製造方法が提供される。
第３に、 ＨＩＰ処理の加圧力を変化させることにより
、所望の粒径を持つ多７し質層を適正な固若力で固着し
たインブラント材を容易に作製できる方法が提供された
。
、所望の粒径を持つ多７し質層を適正な固若力で固着し
たインブラント材を容易に作製できる方法が提供された
。
第４に１本発明はＨＩＰ処理で固着するために。
限られた表面だけでなく任意の表面に一度にポーラスコ
ーティングすることのできる製法を提供する。
ーティングすることのできる製法を提供する。
第５に、多孔質層と共に焼結Ｍｎされた金属カプセルを
簡単に除去することのできる作製方法が提供される。
簡単に除去することのできる作製方法が提供される。
更に、第６に１以上の特質から１本発明方法は、未だに
実現されていないような大きな空孔寸法を有する多孔質
層を充分に強固な固若力でポーラスコーティングしたイ
ンブラント体を得ることのできる方法を提供できる。
実現されていないような大きな空孔寸法を有する多孔質
層を充分に強固な固若力でポーラスコーティングしたイ
ンブラント体を得ることのできる方法を提供できる。
図は９本発１すＩによるＨＩＰ法による多孔質層を有す
る部材の製造工程を順次に示したものである。 特許出願人 住友重機械工業株式会社復代理人 弁
理士 倉 持 裕（外１名）図面の序口 第１図 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６３年特許願第００１３８４号２
、発明の名称 多孔質層を有する部材の製造方法３、
補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代Ｉ７１区大手町二丁目２番１号東京都
千代「ａ区大手町二丁目２番１号住友重機械工業株式会
社内 （７４９０）弁理士 加 藤 正 信（外１名）５、復
代理人 〒１０１東京都千代田区神田須田町１丁目２番地６、補
正命令の日付（全送日） 昭和３月２日（３月２９日） ７、補正の対象 ［明細書の図面の簡単な説明の欄］ ［図面］ ８、補正の内容 （１）明細書の第１０頁第１０行目の［図］を［第１図
コに訂正する。 （り図面中の［図］を［第１図］に訂正する。 ９、添付書類 適正な図面
る部材の製造工程を順次に示したものである。 特許出願人 住友重機械工業株式会社復代理人 弁
理士 倉 持 裕（外１名）図面の序口 第１図 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６３年特許願第００１３８４号２
、発明の名称 多孔質層を有する部材の製造方法３、
補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代Ｉ７１区大手町二丁目２番１号東京都
千代「ａ区大手町二丁目２番１号住友重機械工業株式会
社内 （７４９０）弁理士 加 藤 正 信（外１名）５、復
代理人 〒１０１東京都千代田区神田須田町１丁目２番地６、補
正命令の日付（全送日） 昭和３月２日（３月２９日） ７、補正の対象 ［明細書の図面の簡単な説明の欄］ ［図面］ ８、補正の内容 （１）明細書の第１０頁第１０行目の［図］を［第１図
コに訂正する。 （り図面中の［図］を［第１図］に訂正する。 ９、添付書類 適正な図面
Claims (1)
- 所定形状の金属部材を所定形状の超塑性材金属カプセ
ル中に設置し、該カプセル中の所定の空間に粉末材料を
充填し、該カプセル内を真空に引き、材質劣化の生じな
い温度範囲に加熱し、該カプセルを熱間で等方的に加圧
することにより、金属部材の表面に多孔質層を強固に固
着形成させ、次に、化学的に、多孔質層に固着したカプ
セルを除去することを特徴とする多孔質層を有する金属
部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63001384A JPH0689378B2 (ja) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | 多孔質層を有する部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63001384A JPH0689378B2 (ja) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | 多孔質層を有する部材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01177304A true JPH01177304A (ja) | 1989-07-13 |
| JPH0689378B2 JPH0689378B2 (ja) | 1994-11-09 |
Family
ID=11499988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63001384A Expired - Lifetime JPH0689378B2 (ja) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | 多孔質層を有する部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0689378B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102554409A (zh) * | 2012-01-06 | 2012-07-11 | 广州市长胜焊接设备实业有限公司 | 一种具有良好焊接波形的数字化焊机 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52114848A (en) * | 1976-03-22 | 1977-09-27 | Industrial Materials Tech | Roll structure |
| JPS5867804A (ja) * | 1981-10-20 | 1983-04-22 | Toshiba Corp | 耐摩耗性被覆の形成方法及びそれに用いる装置 |
-
1988
- 1988-01-08 JP JP63001384A patent/JPH0689378B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52114848A (en) * | 1976-03-22 | 1977-09-27 | Industrial Materials Tech | Roll structure |
| JPS5867804A (ja) * | 1981-10-20 | 1983-04-22 | Toshiba Corp | 耐摩耗性被覆の形成方法及びそれに用いる装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102554409A (zh) * | 2012-01-06 | 2012-07-11 | 广州市长胜焊接设备实业有限公司 | 一种具有良好焊接波形的数字化焊机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0689378B2 (ja) | 1994-11-09 |
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