[发明专利]生物体用Co-Cr-Mo合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物体用Co合金，特别涉及弹性极限应力及拉伸强度等机械特性优异的Co-Cr-Mo合金。

背景技术

Co-Cr-Mo合金作为生物体用材料在世界范围内被广泛使用，已知有例如ASTM F75标准的Co-28%Cr-6%Mo合金(铸造材料)等。但是，ASTM F75标准材料在铸造状态下难以充分抑制凝固缺陷、偏析，在强度及延展性方面有改善的余地。

为了克服这样的ASTM F75标准材料的问题，例如在专利文献1中提出了与上述标准材料相比提高了Cr和氮的含量的Co-Cr-Mo合金的铸造材料。

现行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-114477号公报

发明内容

发明要解决的课题

根据所述专利文献1，记载了如下主旨：以质量%计，含有超过30%且为36%以下的Cr、5～8%的Mo及0.20～0.65%的N的Co铸造合金与现有的ASTMF75标准材料相比可以提高屈服强度、拉伸强度及伸长率。

在专利文献1中，通过模具铸造制作Co-Cr-Mo系合金的铸锭，并测定了其机械特性。但是，根据本发明人等的研究，认为在通过生物体材料中最有实用性地使用的砂模铸造制作专利文献1的Co-Cr-Mo系合金的情况下，不一定能实现专利文献1中公开的机械特性。在此，特别是从高强度化的观点考虑，通常进行热轧或热锻等热加工是有效的，专利文献1中记载的组成的Co-Cr-Mo合金的热加工性差，难以通过热加工实现高强度化，难以得到屈服强度及拉伸强度等优异的Co-Cr-Mo合金。

因此，本发明的目的在于提供屈服强度(0.2%弹性极限应力)及拉伸强度等机械特性优异的Co-Cr-Mo合金。

解决问题的方法

实现了上述课题的本发明为一种生物体用Co-Cr-Mo合金，其中，以质量%计，含有超过30%且为36%以下的Cr、5～8%的Mo、及0.20～0.65%的N，余量为Co及不可避免的杂质，该合金通过层压成型制造而成。

本发明的生物体用Co-Cr-Mo合金的凝固组织为枝晶组织，该枝晶组织的一次枝晶臂间距优选为5μm以下。另外，本发明的生物体用Co-Cr-Mo合金的例如0.2%弹性极限应力为700MPa以上、拉伸强度为980MPa以上。

本发明的主旨在于，还包含为了制造上述生物体用Co-Cr-Mo合金而使用的粉末，该粉末的粒径为100μm以下。

本发明还包含生物体用Co-Cr-Mo合金的制造方法，该方法包括：对具有上述记载的化学组成的Co-Cr-Mo合金粉末进行层压成型。

在本发明的制造方法中，优选照射输出功率为50W以上的激光，同时以面方向的扫描间距为0.1mm以上进行层压成型。需要说明的是，面方向的扫描间距是指激光的照射间距。

发明的效果

根据本发明，由于通过层压成型来制造高Cr及高N的Co-Cr-Mo合金，因此，可以提供0.2%弹性极限应力、拉伸强度、及伸长率优异的Co-Cr-Mo合金。

附图说明

图1为表示面方向的扫描间距和0.2%弹性极限应力之间的关系的图。

图2为表示激光的输出功率和拉伸强度及伸长率之间的关系的图。

图3为观察后述的实施例中制造的Co合金的组织得到的光学显微镜照片。

具体实施方式

为了提供屈服强度及拉伸强度等机械特性优异的Co-Cr-Mo合金，本发明人等反复进行了研究的结果发现，如果将专利文献1中记载的组成的Co-Cr-Mo合金制成粉末并对该粉末进行层压成型，则可得到0.2%弹性极限应力、拉伸强度、及伸长率优异的Co-Cr-Mo合金，从而完成了本发明。下面，依次对本发明的合金组成及层压成型进行说明。

本发明的Co-Cr-Mo合金以质量%计含有超过30%且为36%以下的Cr、5～8%的Mo、及0.20～0.65%的N。

Cr是为了确保耐腐蚀性所必须的元素，在本发明中，通过将Cr量设为超过30%(是指质量%，以下，就化学组成而言相同)，可以进一步提高机械特性及增加N固溶量。Cr量优选为31%以上、更优选为32%以上。另一方面，如果Cr量过量，则拉伸强度及伸长率等机械性质反而会劣化。因此，在本发明中，将Cr量确定为36%以下。Cr量优选为35%以下、更优选为34%以下。