[發明專利]Co基合金功能性構件及其制造工藝

無效

• 申請號: 200680038020.1
• 申請日: 2006-10-11
• 公開（公告）號: CN101287849A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 石田清仁;山內清;貝沼亮介;須藤祐司;大森俊洋
• 申請（專利權）人: 獨立行政法人科學技術振興機構
• 主分類號: C22C19/07
• 分類號: C22C19/07;C22F1/10;C22F1/00;C23F1/00;C25F3/02;C25F3/22
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 吳小瑛;劉春生

技術領域

本發明涉及Co基合金功能性構件，其具有能夠賦予其各種功能的多孔表面層，還涉及該Co基合金功能性構件的制造工藝。

背景技術

由于鈷基合金具有優異的抗蝕性和機械強度，其在醫療設備、生物力學材料(biomechanical?materials)和耐磨性材料等用途中廣泛應用。加入Cr、Ni、Fe、Mo、C等可以進一步改善其特性，例如抗蝕性、抗氧化性、α相的穩定性和材料的強化。已經提出了各種強化方法例如固溶強化、析出強化和加工硬化方法。

常規的強化方法基于金屬結構，其中α單相或第二相在α相中連續析出(專利文件1和2)。盡管通過第二相析出使Co基合金具有更高的強度特性，由于對使用條件或細線化和小型化的強烈需求，需要更高的強度特性。

涉及層狀結構的強化方法也應用于其它合金體系，一個典型的實例是在鐵質材料中觀察到的珠光體相變。當通過珠光體相變形成鐵氧體和滲碳體的層狀結構時，鐵質材料被高度強化。

作為利用層狀結構強化材料質量的方法，本發明人介紹了專利文件3中具有層狀結構的Cu-Mn-Al-Ni合金，且非專利文件4中報導了具有層狀結構的Co-Al二元合金。由于Co-Al合金具有層狀結構(其中軟α相和硬β相重復排列且它們的間距非常小)，因此即使將其制成非常細的線或將其小型化，其也可用作能夠維持所需強度的設備材料。

專利文件1：JP7(1995)-179967A

專利文件2：JP10(1998)-140279A

專利文件3：JP5(1993)-25568A

非專利文件4：P.Zieba，Acta?mater.Vol.46.No.1(1998)pp.369-377

發明內容

本發明人研究了各種用于改善具有層狀結構的Co基合金的功能性同時利用其優異的特性的方法。結果發現，當具有層狀結構的α相或β相被選擇性地除去時，Co基合金的表面層區域會多孔化。

本發明的目的在于基于該發現提供一種Co基合金功能性構件，通過從Co基合金的表面選擇性除去α相或β相而修飾Co基合金，使其具有能夠賦予其多種功能的多孔表面層。

本發明的Co基合金功能性構件包括含有3～15wt％Al的基材，所述基材具有層狀結構，其中f.c.c.結構的α相和β相于層中重復疊合，且基材的表面通過選擇性除去α相或β相而被修飾為具有多孔結構。在下文中，合金組分的含量將簡單地以％表達，而其它的比率則以vol％和面積％表達。

Co-Al二元合金以層狀結構析出，其中f.c.c.結構的α相和β(B2)相在固化過程或固溶處理后的時效處理中于層中彼此疊合。Co-Al二元體系是基本組成，如果需要，可加入第三組分。使用選自表1中的至少一種元素作為第三組分。對于作為第三組分，一種或多種元素的總加入量為0.001～60％。表1示出了可添加的第三組分，以及其加入量與析出物之間的關系。

表1：

依據于第三組分的類型的加入量

形成的主要析出物

B2：C_sCl型β相???D0₁₉：Ni₃Sn型????L1₃：AuCu₃型γ’相

E2₁：CaO₃Ti型????C23：Co₂Si型?????C36：MgNi₂型

在加入了第三組分的體系中，L1₂型γ’相、D0₁₉型析出物和M₂₃C₆型碳化物在α相中形成，使具有層狀結構。當選擇性除去L1₂型γ’相、D0₁₉型析出物和M₂₃C₆型碳化物后或反過來選擇性除去α相后留下L1₂型γ’相、D0₁₉型析出物和M₂₃C₆型碳化物時，在Co基合金表面形成由層狀結構而來的多孔結構。在下文中，如需要，將通過β相說明L1₂型γ’相、D0₁₉型析出物和M₂₃C₆型碳化物。