Page 26 - 理化检验-物理分册2021年第十一期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202111003

生物医用 CoCrMo 合金铸件缩孔缺陷

分析及其工艺改进

冯雨婷 , 胡晓丽 , 李 强 , 卢宝柱 , 马晓东 , 赵 强 , 孙玉祥 , 王秀川 , 张慧星 1

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( 1. 天津中德应用技术大学 机械工程学院, 天津 300350 ;

2. 河北光德精密机械股份有限公司, 黄骅 061100 )
摘 要: 通过拉伸试验和断口分析, 对经熔模精密铸造得到的生物医用 CoCrMo合金铸件伸长
率不合格的原因进行分析, 并结合金属凝固理论, 提出了相应的改进措施。结果表明: CoCrMo合
金铸件断后伸长率不合格的主要原因是铸件中存在大量的缩孔缺陷; 在严格控制熔炼和浇注工艺
的基础上, 通过优化铸型结构, 使铸件不合格率由9.8%降低到3.1% 。

关键词: CoCrMo合金; 熔模精密铸造; 铸型结构; 缩孔缺陷

中图分类号: TG113 文献标志码: A 文章编号: 1001-4012 ( 2021 ) 11-0010-03

Anal y sisofCastin g Shrinka g eDefectinBiomedicalCoCrMoAllo y

Castin g andProcessIm p rovement

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FENGYutin g HUXiaoli , LIQ ian g LUBaozhu , MAXiaodon g ZHAOQ ian g 2 ,
,

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,
SUNYuxian g WANGXiuchuan , ZHANGHuixin g 1

( 1.SchoolofMechanicalEn g ineerin g , Tian j inSino-GermanUniversit y ofA pp liedSciences , Tian j in300350 , China ;

2.HebeiGuan g dePrecisionMachiner yCo. , Ltd. , Huan g hua061100 , China )

Abstract : Throu g htensiletestandfractureanal y sis , thereasonsforun q ualifiedelon g ationofbiomedicalCoCrMo

allo y castin g sobtainedb yinvestmentcastin g wereanal y zed.Combined withthetheor yof metalsolidification , the

corres p ondin g im p rovementmeasureswere p ro p osed.Theresultsshowedthatthemainreasonforun q ualifiedelon g ationof

CoCrMoallo y castin g swastheexistenceofalar g enumberofshrinka g edefectsincastin g s.Onthebasisofstrictcontrolof

meltin g and p ourin gp rocess , theun q ualifiedrateofcastin g swasreducedfrom9.8%to3.1%.

Ke y words : CoCrMoallo y ; investmentcastin g ; moldstructure ; shrinka g edefect
生物医用材料是指以医疗为目的, 与活体结合的 好的韧性、 高抗弯曲疲劳强度和优异的加工性能等优
人工非生命材料, 即“ 用于取代、 修复活组织的天然或 点, 以及还有许多其他医用材料不可替代的优良性
人造材料”。其定义随着医用材料的快速发展而不断 能 [ 1-2 ] 。但是, 生物医用钴基合金铸件所处的生理环
改变。现在提到的生物医用材料主要指用于对生物 境具有腐蚀性, 这会使金属离子向周围组织扩散以及
体进行诊断、 治疗、 修复或替换其病损组织、 器官或增 植入材料自身性质的退变, 前者可能导致毒副作用,
进其功能的新型高技术材料。金属生物医用材料的 后者可能导致植入材料失效 。因此, 研究和开发性
[ 3 ]
应用历史悠久, 近几年来生物医用钴基合金在临床医 能更优、 生物相容性更好的新型钴基合金生物医用材
疗和科研中使用广泛。钴基合金铸件具有高强度、 良 料是医用材料研究人员不断追求的目标 [ 4-5 ] 。
笔者 主 要 针 对 外 科 植 入 物———骨 关 节 假 体
收稿日期: 2020-10-13 CoCrMo合金股骨柄铸件( 见图1 ) 因缩孔导致的力
基金项目: 天津市企业科技特派员项目( 19JCTPJC45400 ); 天津
学性能波动问题, 分析其型壳的生产工艺和铸件的
中德应用技术大学校级项目( zdkt2016-032 )
浇注工艺, 探索伸长率不合格的原因及降低缩孔率
作者简介: 冯雨婷( 1990- ), 女, 助教, 主要从事生物医用合金材
的措施, 以提高产品质量和生产效率。
料生产工艺研发与质量控制工作, fen gy utin g t j zd@163.com
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