一種新型高塑性醫(yī)用鈷基合金的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種新型高塑性醫(yī)用鈷基合金，該醫(yī)用鈷基合金的成分及質(zhì)量百分比（%）：C≤0.35，Cr26.0-30.0，Mo5.0-7.0，Zr、Nb、Ti三者之一或其中二者聯(lián)合含量小于等于0.5，但大于等于0.05，其余部分為鈷。該鈷基合金采用常規(guī)的熔煉工藝方法澆注成型，經(jīng)固溶或時(shí)效處理后，該新型微合金化醫(yī)用鈷基合金的室溫拉伸斷裂強(qiáng)度在700～1000Mpa范圍，屈服強(qiáng)度在550～750Mpa范圍，斷裂延伸率在10.0～20.0％，該新型合金完全滿足醫(yī)用要求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種新型高塑性醫(yī)用鈷基合金

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型高塑性醫(yī)用鈷基合金材料，屬特種合金材料【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)用鈷基合金是以鈷和鉻為基本成分的固溶體，主要含有鈷、鉻、鑰等合金元素，鈷基合金組織主要由奧氏體基體和碳化物強(qiáng)化相組成，主要用于各種人工關(guān)節(jié)、人工骨及骨科內(nèi)外固定器件的制造；齒科修復(fù)中的義齒；各種鑄造冠、嵌體及固定橋的制造；還可以用于心血管外科及整形外科等。因此，醫(yī)用鈷基合金除了要求具有良好的生物相容性，耐腐蝕性能、耐磨損性能外，還要求鈷基合金具有足夠的強(qiáng)度和韌性。但常規(guī)按照ASTM F75標(biāo)準(zhǔn)配制鑄造CoCrMoC合金強(qiáng)度基本滿足要求，但塑性不能滿足使用要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種有良好耐腐蝕性和力學(xué)性能的新型高塑性醫(yī)用鈷基
I=1-Wl O
[0004]本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
一種新型高塑性醫(yī)用鈷基合金，該鈷基具有如下的成分及質(zhì)量百分比(％):c ( 0.35，Cr26.0-30.0,Mo5.0-7.0,0.05 ( Zr,Nb,Ti三者之一或其中二者聯(lián)合含量或三者聯(lián)合含量<0.5，其余部分為鈷。
[0005]本發(fā)明微合金化新型高塑性醫(yī)用鈷基合金材料的制備方法:采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，碳棒分兩次加入，中間經(jīng)過(guò)30分鐘的冷凍處理，微量元素Zr、Nb、Ti在碳完全加入之后再加入。經(jīng)綜合配料熔制后，澆注成型，經(jīng)固溶或時(shí)效處理，最終制得微合金化新型高塑性鈷基合金材料。該成分范圍內(nèi)的鈷基合金經(jīng)一定溫度固溶或時(shí)效處理，室溫的拉伸斷裂強(qiáng)度在700?100Mpa范圍，屈服強(qiáng)度在550?750Mpa范圍，斷裂延伸率在10.0?20.0%。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果:
為了提高該合金材料的塑性，本發(fā)明在鑄造CoCrMoC合金的基礎(chǔ)上加入適量的Zr、Nb、Ti，開(kāi)發(fā)出一種新型高塑性的鈷基合金，添加適量微合金元素有效細(xì)化晶粒組織，并配合合適均勻化處理，有效改善了鈷基合金的塑性，提高了基體強(qiáng)度；Zr、Nb、Ti強(qiáng)碳化物形成元素的加入，形成細(xì)小的ZrC、NbC, TiC，細(xì)化組織，提高了合金的塑性。該鈷基合金采用常規(guī)的熔煉工藝方法澆注成型，經(jīng)固溶或時(shí)效處理后，該新型微合金化醫(yī)用鈷基合金的室溫拉伸斷裂強(qiáng)度在700?100Mpa范圍，屈服強(qiáng)度在550?750Mpa范圍，斷裂延伸率在10.0?20.0%，該新型合金完全滿足醫(yī)用要求。
[0007]本發(fā)明的機(jī)理如下所述:
Zr,Nb,Ti強(qiáng)碳化物形成元素的加入，形成細(xì)小的ZrC、NbC、TiC，細(xì)化組織，提高了合金的塑性。

【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0009]實(shí)施例1:
本實(shí)施例中，一種新型高塑性醫(yī)用鈷基合金的成分及質(zhì)量百分比如下:
C0.15%
Cr28.5%
Mo6.0%
Zr0.25%
Co余量
采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，在投料時(shí)，采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，在碳分兩次加入，中間經(jīng)過(guò)30分鐘的冷凍處理，碳熔清后加入微量元素Zr。澆注成型，最終制得新型鈷基合金。鑄態(tài)樣品經(jīng)過(guò)1220°C固溶處理，室溫拉伸斷裂強(qiáng)度大于700MPa，屈服強(qiáng)度大于600MPa，斷裂延伸率大于10%，硬度不低于30HRC。
[0010]實(shí)施例2:
本實(shí)施例中，一種新型高塑性醫(yī)用鈷基合金的成分及質(zhì)量百分比如下:
C0.25%
Cr29.5%
Mo6.5%
Nb0.13%
Co余量
采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，在投料時(shí)，采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，在碳棒分兩次加入，中間經(jīng)過(guò)30分鐘的冷凍處理，碳熔清后加入微量元素Nb。澆注成型，最終制得新型鈷基合金。鑄態(tài)樣品經(jīng)過(guò)1220°C固溶處理，室溫拉伸斷裂強(qiáng)度大于700MPa，屈服強(qiáng)度大于600MPa，斷裂延伸率大于10%，硬度不低于30HRC。
[0011]實(shí)施例3:
本實(shí)施例中，一種新型高塑性醫(yī)用鈷基合金，采用雙相不銹鋼的成分及重量百分比如下:
C0.18%
Cr27.5%
Mo5.8%
Ti0.15%
Co余量
采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，在投料時(shí)，采用傳統(tǒng)常規(guī)的熔煉工藝方法，在碳分兩次加入，中間經(jīng)過(guò)30分鐘的冷凍處理，碳熔清后加入微量元素Ti。澆注成型，最終制得新型鈷基合金。鑄態(tài)樣品經(jīng)過(guò)1220°C固溶處理后，室溫拉伸斷裂強(qiáng)度大于700MPa，屈服強(qiáng)度大于600MPa，斷裂延伸率大于15%，硬度不低于30HRC。
[0012]實(shí)施例只是為了便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容或依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上方案所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種新型高塑性醫(yī)用鈷基合金，其特征在于:該鈷基具有如下的成分及質(zhì)量百分比(%):C ^ 0.35, Cr26.0-30.0，Μο5.0-7.0,0.05 ^ Zr、Nb、Ti 三者之一或其中二者聯(lián)合含量或三者聯(lián)合含量< 0.5，其余部分為鈷。
【文檔編號(hào)】C22C19/07GK104263999SQ201410533616
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】肖學(xué)山, 曹亞婷, 李鈞, 徐裕來(lái), 冉慶選, 張華偉, 彭偉, 武昭妤 申請(qǐng)人:上海大學(xué)興化特種不銹鋼研究院