Alliage ASTM F75 UNS R30075 CoCr28Mo6
Matériau d'implant chirurgical haut de gamme
ASTM F75 (CoCr28Mo6, UNS R30075, ISO 5832-4) est un alliage coulé de cobalt-chrome-molybdène spécialement conçu pour les implants chirurgicaux.
Dans le domaine des implants orthopédiques, ce matériau occupe une place historique comparable à celle de l'iPhone dans l'industrie des smartphones-bien qu'il ne soit pas le tout premier de ce type, il a été le premier à être commercialisé et adopté avec succès à grande échelle. Il est utilisé dans les articulations artificielles de la hanche depuis les années 1930 et reste à ce jour le choix dominant pour les implants dentaires et moulés.
Ses applications typiques comprennent : les têtes fémorales et les cupules acétabulaires pour les articulations artificielles de la hanche (moulages), les couronnes dentaires, les ponts et les armatures de prothèses, les plateaux tibiaux pour les articulations du genou (moulages), les dispositifs de fixation interne de la colonne vertébrale et les instruments chirurgicaux.
Fonctionnalités principales
- ASTM F75 est un alliage moulé.
- Carbures - La source de la résistance à l'usure.
- Chrome et Molybdène - Une double protection contre la corrosion.
- Non-magnétique - N'interfère pas avec l'IRM.
CoCrMo (ASTM F75) Composition chimique
(ASTM F75/UNS R30075)
|
Cobalt (Co) |
Chrome (Cr) |
Molybdène (Mo) |
Nickel (Ni) |
Fer (Fe) |
Manganèse (Mn) |
Silicium (Si) |
Carbone (C) |
Azote (N) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
63.0% |
29.0% |
6.0% |
1.0% |
1.0% |
0.5% |
0.3% |
0.15% |
0.1% |
Propriétés physiques et mécaniques
(Comme-état de coulée)
|
Statut |
Résistance à la traction (MPa) |
Limite d'élasticité (MPa) |
Résistance aux chocs (J) |
Dureté (HRC) |
Module de Young (GPa) |
Coefficient de Poisson |
Allongement (%) |
Densité (g/cm³) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Comme fritté |
750 |
550 |
30 |
38 |
220 |
0.3 |
9 |
8.35 |
Comparaison avec les alliages forgés ASTM F1537 (clé des décisions de sélection des matériaux)
| Article de comparaison | ASTM F75 (moulée) | ASTM F1537 (forgé) |
| Teneur en carbone | Haute teneur en carbone (0,25 à 0,35 %) | Carbone faible à moyen (inférieur ou égal à 0,14 % – 0,35 %) |
| Limite d'élasticité | Supérieur ou égal à 450 MPa | Supérieur ou égal à 517 MPa (Supérieur) |
| Élongation | Supérieur ou égal à 8% | Supérieur ou égal à 12-20 % (Supérieur) |
| Microstructure | Dendrites grossières + réseau de carbure de limite de grain | Grains équiaxés fins et uniformes |
| Processus typiques | Moulage de précision | Forgeage à chaud / Laminage à chaud |
| Scénarios applicables | Moulages de forme complexe-(couronnes dentaires, cupules acétabulaires) | Composants porteurs-charges de contrainte- élevées (tiges fémorales) |
Conseils de sélection :"Le choix dépend de la forme et de la charge appliquée. Pour les pièces aux géométries complexes, aux gros volumes de production ou celles qui peuvent être formées en une seule opération de coulée, sélectionnez F75 ; pour les pièces soumises à de lourdes charges-nécessitant une résistance et une ténacité supérieures-sélectionnez la barre forgée F1537."
Usinage et traitement thermique
C'est la différence la plus nette entre ASTM F75 et les alliages forgés. Le processus de moulage lui-même introduit certains défauts microstructuraux, qui nécessitent un post-traitement pour y remédier.
1. Pressage isostatique à chaud (HIP)-Un "cours obligatoire" pour le F75
Le matériau F75 tel que coulé-contient intrinsèquement une microporosité interne de coulée et des défauts de retrait. Par conséquent, 99 % des pièces moulées F75 subissent un pressage isostatique à chaud (HIP) avant expédition. Les pièces moulées qui ne subissent pas de HIP peuvent présenter une durée de vie en fatigue de seulement un-tiers à la moitié-la moitié de celle des pièces traitées avec HIP-. Si le matériel est destiné à être utilisé dans des applications portantes-, il est impératif de vérifier que le fournisseur a effectué un traitement HIP.
2. Traitement de la solution-Ajustement de la morphologie du carbure
Le F75 peut subir un traitement en solution pour ajuster la morphologie et la distribution des carbures ; cependant, l'ampleur de l'amélioration des propriétés obtenue grâce au traitement thermique est moins prononcée dans les alliages coulés que dans les alliages forgés.
3. Usinage - L'état moulé est plus difficile à usiner que l'état forgé
La fonte F75 présente une tendance prononcée à l'écrouissage. Recommandations :
Outillage : Carbure ou CBN
Stratégie : Faible vitesse de coupe + Avance élevée + Refroidissement adéquat
Les meules diamantées sont plus adaptées que le papier abrasif en carbure de silicium pour le meulage grossier.
Communication technique
Avant de procéder au devis, les points techniques suivants doivent être clarifiés :
- Quel produit envisagez-vous d'utiliser à des fins-dentaires ou orthopédiques ?
- Un traitement HIP (Hot Isostatic Pressing) est-il nécessaire ? - Fortement recommandé pour les composants porteurs-.
- Quelles sont les exigences en matière de finition de surface ? - Polissage, sablage et passivation.
- Des contrôles particuliers sont-ils nécessaires ? - Détection de défauts aux rayons X-, tests de ressuage fluorescent et tests de barres de traction.
- La livraison doit-elle être effectuée sous forme de pièces moulées de précision ? - Livraison directe de pièces finies, devis basé sur des dessins techniques.
- Ou la livraison doit-elle être effectuée sous forme de barres/lingots d'alliage principal ? - Pour la propre utilisation du casting par le client (une pratique courante chez nos clients).
- Dessins et exigences de tolérance.
susan@lorkgroup.com
+8619937075488
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