一种新型高塑性医用钴基合金.pdf

摘要
申请专利号：	CN201410533616.5	申请日：	2014.10.11
公开号：	CN104263999A	公开日：	2015.01.07
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C22C 19/07申请公布日:20150107\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C22C 19/07申请日:20141011\|\|\|公开
IPC分类号：	C22C19/07	主分类号：	C22C19/07
申请人：	上海大学兴化特种不锈钢研究院
发明人：	肖学山; 曹亚婷; 李钧; 徐裕来; 冉庆选; 张华伟; 彭伟; 武昭妤
地址：	225721 江苏省泰州市兴化市戴南镇科技园区
优先权：
专利代理机构：	泰州地益专利事务所 32108	代理人：	王楚云
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内容摘要

本发明公开了一种新型高塑性医用钴基合金，该医用钴基合金的成分及质量百分比（%）：C≤0.35，Cr26.0-30.0，Mo5.0-7.0，Zr、Nb、Ti三者之一或其中二者联合含量小于等于0.5，但大于等于0.05，其余部分为钴。该钴基合金采用常规的熔炼工艺方法浇注成型，经固溶或时效处理后，该新型微合金化医用钴基合金的室温拉伸断裂强度在700～1000Mpa范围，屈服强度在550～750Mpa范围，断裂延伸率在10.0～20.0％，该新型合金完全满足医用要求。

权利要求书

权利要求书
1. 一种新型高塑性医用钴基合金，其特征在于：该钴基具有如下的成分及质量百分比（%）：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联合含量或三者联合含量≤0.5，其余部分为钴。

说明书

说明书一种新型高塑性医用钴基合金
技术领域
本发明涉及一种新型高塑性医用钴基合金材料，属特种合金材料技术领域。
背景技术
医用钴基合金是以钴和铬为基本成分的固溶体，主要含有钴、铬、钼等合金元素，钴基合金组织主要由奥氏体基体和碳化物强化相组成，主要用于各种人工关节、人工骨及骨科内外固定器件的制造；齿科修复中的义齿；各种铸造冠、嵌体及固定桥的制造；还可以用于心血管外科及整形外科等。因此，医用钴基合金除了要求具有良好的生物相容性，耐腐蚀性能、耐磨损性能外，还要求钴基合金具有足够的强度和韧性。但常规按照ASTM F75标准配制铸造CoCrMoC合金强度基本满足要求，但塑性不能满足使用要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有良好耐腐蚀性和力学性能的新型高塑性医用钴基合金。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种新型高塑性医用钴基合金，该钴基具有如下的成分及质量百分比（%）：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联合含量或三者联合含量≤0.5，其余部分为钴。
本发明微合金化新型高塑性医用钴基合金材料的制备方法：采用传统常规的熔炼工艺方法，碳棒分两次加入，中间经过30分钟的冷冻处理，微量元素Zr、Nb、Ti在碳完全加入之后再加入。经综合配料熔制后，浇注成型，经固溶或时效处理，最终制得微合金化新型高塑性钴基合金材料。该成分范围内的钴基合金经一定温度固溶或时效处理，室温的拉伸断裂强度在700～1000Mpa范围，屈服强度在550～750Mpa范围，断裂延伸率在10.0～20.0％。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
为了提高该合金材料的塑性，本发明在铸造CoCrMoC合金的基础上加入适量的Zr、Nb、Ti，开发出一种新型高塑性的钴基合金，添加适量微合金元素有效细化晶粒组织，并配合合适均匀化处理，有效改善了钴基合金的塑性，提高了基体强度；Zr、Nb、Ti强碳化物形成元素的加入，形成细小的ZrC、NbC、TiC，细化组织，提高了合金的塑性。该钴基合金采用常规的熔炼工艺方法浇注成型，经固溶或时效处理后，该新型微合金化医用钴基合金的室温拉伸断裂强度在700～1000Mpa范围，屈服强度在550～750Mpa范围，断裂延伸率在10.0～20.0％，该新型合金完全满足医用要求。
本发明的机理如下所述：
   Zr、Nb、Ti强碳化物形成元素的加入，形成细小的ZrC、NbC、TiC，细化组织，提高了合金的塑性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1：
本实施例中，一种新型高塑性医用钴基合金的成分及质量百分比如下：
C              0.15%
        Cr             28.5%
        Mo              6.0%
Zr              0.25%
Co             余量
采用传统常规的熔炼工艺方法，在投料时，采用传统常规的熔炼工艺方法，在碳分两次加入，中间经过30分钟的冷冻处理，碳熔清后加入微量元素Zr。浇注成型，最终制得新型钴基合金。铸态样品经过1220℃固溶处理，室温拉伸断裂强度大于700MPa，屈服强度大于600MPa，断裂延伸率大于10％，硬度不低于30HRC。
实施例2：
本实施例中，一种新型高塑性医用钴基合金的成分及质量百分比如下：
C              0.25%
        Cr             29.5%
        Mo              6.5%
Nb              0.13%
Co             余量
采用传统常规的熔炼工艺方法，在投料时，采用传统常规的熔炼工艺方法，在碳棒分两次加入，中间经过30分钟的冷冻处理，碳熔清后加入微量元素Nb。浇注成型，最终制得新型钴基合金。铸态样品经过1220℃固溶处理，室温拉伸断裂强度大于700MPa，屈服强度大于600MPa，断裂延伸率大于10％，硬度不低于30HRC。
实施例3：
本实施例中，一种新型高塑性医用钴基合金，采用双相不锈钢的成分及重量百分比如下：
C              0.18%
        Cr             27.5%
        Mo              5.8%
Ti              0.15%
Co            余量
采用传统常规的熔炼工艺方法，在投料时，采用传统常规的熔炼工艺方法，在碳分两次加入，中间经过30分钟的冷冻处理，碳熔清后加入微量元素Ti。浇注成型，最终制得新型钴基合金。铸态样品经过1220℃固溶处理后，室温拉伸断裂强度大于700MPa，屈服强度大于600MPa，断裂延伸率大于15％，硬度不低于30HRC。
实施例只是为了便于理解本发明的技术方案，并不构成对本发明保护范围的限制，凡是未脱离本发明技术方案的内容或依据本发明的技术实质对以上方案所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明保护范围之内。

资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 104263999 A(43)申请公布日 2015.01.07CN104263999A(21)申请号 201410533616.5(22)申请日 2014.10.11C22C 19/07(2006.01)(71)申请人上海大学兴化特种不锈钢研究院地址 225721 江苏省泰州市兴化市戴南镇科技园区(72)发明人肖学山曹亚婷李钧徐裕来冉庆选张华伟彭伟武昭妤(74)专利代理机构泰州地益专利事务所 32108代理人王楚云(54) 发明名称一种新型高塑性医用钴基合金(57) 摘要本发明公开了一种新型高塑性医用钴基合金，该医用钴基合金的成分及质量百分比（%）：C0.。

2、35，Cr26.0-30.0，Mo5.0-7.0，Zr、Nb、Ti三者之一或其中二者联合含量小于等于0.5，但大于等于0.05，其余部分为钴。该钴基合金采用常规的熔炼工艺方法浇注成型，经固溶或时效处理后，该新型微合金化医用钴基合金的室温拉伸断裂强度在7001000Mpa范围，屈服强度在550750Mpa范围，断裂延伸率在10.020.0，该新型合金完全满足医用要求。(51)Int.Cl.权利要求书1页说明书2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页说明书2页(10)申请公布号 CN 104263999 ACN 104263999 A1/1页21.一种新型高塑。

3、性医用钴基合金，其特征在于：该钴基具有如下的成分及质量百分比（%）：C0.35，Cr26.0-30.0，Mo5.0-7.0，0.05Zr、Nb、Ti三者之一或其中二者联合含量或三者联合含量0.5，其余部分为钴。权利要求书CN 104263999 A1/2页3一种新型高塑性医用钴基合金技术领域0001 本发明涉及一种新型高塑性医用钴基合金材料，属特种合金材料技术领域。背景技术0002 医用钴基合金是以钴和铬为基本成分的固溶体，主要含有钴、铬、钼等合金元素，钴基合金组织主要由奥氏体基体和碳化物强化相组成，主要用于各种人工关节、人工骨及骨科内外固定器件的制造；齿科修复中的义齿；各种铸造冠、嵌。

4、体及固定桥的制造；还可以用于心血管外科及整形外科等。因此，医用钴基合金除了要求具有良好的生物相容性，耐腐蚀性能、耐磨损性能外，还要求钴基合金具有足够的强度和韧性。但常规按照ASTM F75标准配制铸造CoCrMoC合金强度基本满足要求，但塑性不能满足使用要求。发明内容0003 本发明的目的在于提供一种有良好耐腐蚀性和力学性能的新型高塑性医用钴基合金。0004 本发明是通过如下技术方案来实现的：一种新型高塑性医用钴基合金，该钴基具有如下的成分及质量百分比（%）：C0.35，Cr26.0-30.0，Mo5.0-7.0，0.05Zr、Nb、Ti三者之一或其中二者联合含量或三者联合含量0.5，其余部分。

5、为钴。0005 本发明微合金化新型高塑性医用钴基合金材料的制备方法：采用传统常规的熔炼工艺方法，碳棒分两次加入，中间经过30分钟的冷冻处理，微量元素Zr、Nb、Ti在碳完全加入之后再加入。经综合配料熔制后，浇注成型，经固溶或时效处理，最终制得微合金化新型高塑性钴基合金材料。该成分范围内的钴基合金经一定温度固溶或时效处理，室温的拉伸断裂强度在7001000Mpa范围，屈服强度在550750Mpa范围，断裂延伸率在10.020.0。0006 本发明与现有技术相比具有如下有益效果：为了提高该合金材料的塑性，本发明在铸造CoCrMoC合金的基础上加入适量的Zr、Nb、Ti，开发出一种新型高塑性的钴基合。

6、金，添加适量微合金元素有效细化晶粒组织，并配合合适均匀化处理，有效改善了钴基合金的塑性，提高了基体强度；Zr、Nb、Ti强碳化物形成元素的加入，形成细小的ZrC、NbC、TiC，细化组织，提高了合金的塑性。该钴基合金采用常规的熔炼工艺方法浇注成型，经固溶或时效处理后，该新型微合金化医用钴基合金的室温拉伸断裂强度在7001000Mpa范围，屈服强度在550750Mpa范围，断裂延伸率在10.020.0，该新型合金完全满足医用要求。0007 本发明的机理如下所述：Zr、Nb、Ti强碳化物形成元素的加入，形成细小的ZrC、NbC、TiC，细化组织，提高了合金的塑性。说明书CN 104263999。

7、 A2/2页4具体实施方式0008 下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。0009 实施例1：本实施例中，一种新型高塑性医用钴基合金的成分及质量百分比如下：C 0.15%Cr 28.5%Mo 6.0%Zr 0.25%Co 余量采用传统常规的熔炼工艺方法，在投料时，采用传统常规的熔炼工艺方法，在碳分两次加入，中间经过30分钟的冷冻处理，碳熔清后加入微量元素Zr。浇注成型，最终制得新型钴基合金。铸态样品经过1220固溶处理，室温拉伸断裂强度大于700MPa，屈服强度大于600MPa，断裂延伸率大于10，硬度不低于30HRC。0010 实施例2：本实施例中，一种新型高塑性医用钴基合金的成分及质量。

8、百分比如下：C 0.25%Cr 29.5%Mo 6.5%Nb 0.13%Co 余量采用传统常规的熔炼工艺方法，在投料时，采用传统常规的熔炼工艺方法，在碳棒分两次加入，中间经过30分钟的冷冻处理，碳熔清后加入微量元素Nb。浇注成型，最终制得新型钴基合金。铸态样品经过1220固溶处理，室温拉伸断裂强度大于700MPa，屈服强度大于600MPa，断裂延伸率大于10，硬度不低于30HRC。0011 实施例3：本实施例中，一种新型高塑性医用钴基合金，采用双相不锈钢的成分及重量百分比如下：C 0.18%Cr 27.5%Mo 5.8%Ti 0.15%Co 余量采用传统常规的熔炼工艺方法，在投料时，采用传统常规的熔炼工艺方法，在碳分两次加入，中间经过30分钟的冷冻处理，碳熔清后加入微量元素Ti。浇注成型，最终制得新型钴基合金。铸态样品经过1220固溶处理后，室温拉伸断裂强度大于700MPa，屈服强度大于600MPa，断裂延伸率大于15，硬度不低于30HRC。0012 实施例只是为了便于理解本发明的技术方案，并不构成对本发明保护范围的限制，凡是未脱离本发明技术方案的内容或依据本发明的技术实质对以上方案所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明保护范围之内。说明书CN 104263999 A。

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