Brevet FR2304682A1 — publié le 19761015

L'invention concerne un alliage, pour éléments présentant une résistance particulièrement grande à la corrosion et/ou supportant de fortes contraintes mécaniques, utilisé de préférence comme matériau pour prothèses dentaires ou plus généralement comme implants chirurgicaux. Pour la fabrication de tels éléments, présentant une grande résistance à la corrosion et/ou supportant de fortes contraintes mécaniques, on a proposé jusqu'à présent les alliages les plus divers, tels que des alliages ferreux et des alliages non ferreux. D'après la publication allemande "echnischen Mitteilungen des Hauses der Technik Essen" 1968 page 554, on utilise, pour les turbines à vapeur tout comme pour les turbines à gaz, des alliages cobalt-chrome par exemple, dont la teneur en chrome varie entre 20 et 33%. Ces alliages cobalt/chrome sont utilisés par ailleurs comme matériau pour les prothèses dentaires et les implants chirurgicaux. Les matériaux utilisés dans les domaines visés doivent répondre à toute une série d'exigences spécifiques. Ils doivent notamment présenter 1)- de bonnes qualités mécaniques, 25- une grande résistance à la corrosion, 3)- une facilité de transformation permettant de réaliser les éléments les plus compliqués. La présente invention s?est fixé pour but de réaliser un matériau qui réponde mieux aux exigences formulées. Il est apparu que ce but peut être atteint en réalisant un alliage comportant 10 à 28% de chrome 1 à 12% de molybdène 2 â 10% de titane 0 à 1% de silicium O à 3% de manganèse 0 à 2V/ó de fer 0 à à 1% de carbone 0 à 1% d'aluminium ainsi que des restes de cobalt et des impuretés traditionnelles accumulées en cours de production. Cet alliage, qui présente une haute résistance mécanique, une ductibilité améliorée, ainsi qu'une excellente résistance à la corrosion, se laisse transformer facilement en pièces coulées de formes les plus complexes et se prête, le cas échéant, au traitement ultérieur nécessaire. Les meilleurs résultats sont obtenus lorsque l'alliage comporte 13 à 22% de chrome 3 à 10% de molybdène 3 à 79o de titane 0 à O,19o de silicium O à 0,1% de manganèse O à 0,1% de fer O à 0,1% de carbone O à 0,1% d'aluminium ainsi que des restes de cobalt et des impuretés traditionnelles accumulées en cours de production. Dans les cas où l'on s'attend à des sollicitations mécaniques particulièrement importantes, il s'est avéré avantageux d'utiliser un alliage ayant subi un traitement thermique, tel par exemple un recuit à une température supérieure à 10000C et dans une atmosphère de gaz de protection suivi d'une trempe et d'un revenu à une température se situant aux environs de 7000C. De plus, et toujours pour répondre à des sollicitations mécaniques particulièrement importantes, on peut faire appel à un alliage façonné, soit à chaud, soit à froid et de préférence à un alliage forgé ou filé à la presse. L'alliage est, de préférence, utilisé comme matériau pour les prothèses dentaires et pour les implants chirurgicaux en général. En tant que matériau métallique utilisé à ces fins, on a fait jusqu'à présent appel généralement à des aciers inoxydables ou à des alliages cobalt-chrome-molybdène ou cobalt-chrometungstène-nickel, ou encore à du titane non allié, ou à du titane allié à de l'aluminium et à du vanadium. Les matériaux métalliques implantés dans le corps humain doivent répondre à des exigences particulièrement strictes. ainsi ces matériaux doivent révèler d'excellentes qualités mécaniques, présenter une grande résistance à la corrosion par les liquides des tissus et du corps humains et se prêter facilement au façonnage des formes complexes devant s'adapter aux différents organes du corps.Ces exigences n'ont été que partiellement et insuffisamment satisfaites par les matériaux métalliques cités. On a pu ainsi constater, tant pour les prothèses dentaires que pour les implants chirurgicaux, d'une part, des cassures provoquées par une ductibilité insuffisante et une trop faible résistance à la charge permanente, et d'autre part, des attaques corrosives. L'alliage défini par l'invention présente une haute résistance mécanique, une meilleure ductibilité, une excellente résistance à la corrosion des liquides des tissus et du corps humains, se laisse fondre pour prendre les formes les plus complexes et se prête aux transformations ultérieures, ce qui fait de cet alliage un excellent matériau pour prothèses dentaires et pour les implants chirurgicaux en général. On a décrit plus amplement ci-après quelques exemples de réalisation de l'objet de l'invention dont la composition chimique est donnée dans le tableau I, alors que le tableau II renseigne sur les qualités mécaniques. Tableau I : Composition chimique (EXEMPLE : Ti : Cr : Mo : Co ) ( N : % : % : % : % ) ( 1 : 2 : 20 : 10 : Reste ) ( 2 : 4 : 15 : 9 : Reste ) ( 3 : 4 : 15 : 19 : " ) ( 4 : 4 : 18 : 5 : " ) ( 5 : 4 : 20 : 4 : ) ( 6 : 4 : 20 : 5 : " ) ( 7 :. 4 : 20 :. 6 : ) 8 : 4 : 25 : 4,5 : " ) 9 : 4 : 25 : 5 : " ) 10 : 5 : 15 : 5 :: " 11 : 5 : 18 : 4 : " 5 : 20 : 4 13 : 5 : 20 : 5 : " ) : 22 : 3 : " ) ( 15 : 6 : 15 : 4 : " ) ( 16 : 6 : 15 : 4,5 : " ) ( 17 : 6 : 15 : 5 : " ) ( 18 : 6 : 20 : 5 : " ) ( 19 : 6 : 20 : 4 : " ) ( 20 : 6 : 20 : 5 : " ) Tableau Il : qualités mécaniques ( Exemple : limite : Résistance à : allongement : Dureté ) ( n ) : d'allongement 0,2 : la traction : de rupture : Brinell ) ( : # 0,2 : #B : #5 : ) ( : N/mm : N/mm : % : HB ) ( : : : : ) ( 1 : 600 : 850 : 5,2 : 321 ) ( 2 : 770 : 1050 : 8,7 : 329 ) ( 3 : 700 : 1020 : 6,4 : 358 ) ( 4 : 620 : 800 : 19,2 : 345 ) ( 5 : 590 : 910 : 11,7 : 337 ) ( 6 : 620 : 880 : 9,6 : 307 ) ( 7 : 555 : 940 : 7,7 : 333 ) ( 8 : 535 : 850 : 3,8 : 333 ) ( 9 : 600 : 850 : 1,6 : 365 ) ( 10 : 795 : 1070 : 15,4 : 350 ) ( 11 : 700 : 930 : 8,3 : 363 ) ( 12 : 660 : 900 : 9,2 : 360 ) ( 13 : 650 : 800 : 1,3 : 373 ) ( 14 635 820 5,0 : ( 15 : 710 : 1050 : 10,4 : 314 ( 16 : 755 : 960 : 8,3 : 350 ) ( 17 : 760 : 1010 : 4,2 : 356 ) ( 18 : 650 : 880 : 10,4 : 325 ) ( 19 : 765 : 1020 : 6,5 : 350 ) ( 20 : 760 : 830 : 1,4 : 419 ) 20 :: : Les qualités mécaniques données dans le tableau II ont été déterminées sur des éprouvettes se présentant sous la forme de pièces coulées. L'alliage est caractérisé, d'une part, par une limite d'élasticité 0, 2 élevée, alliée à une haute résistance à la traction et, d'autre part, par un grand allongement de rupture en fonction de la composition de l'alliage. Cette grande ductibilité est la base fpndamentale permettant de façonner le matériau en formes complexes s'adaptant aux différents organes du corps. Des analyses électro-chimiques ont démontré que dans la limite de la composition citée, l'alliage révèle une haute résistance aux corrosions superficielles régulières et aux cor rosions localisées. Pour ce qui concerne le domaine des applica ions médicales, la très grande résistance à la corrosion est à souligner tout particulièrement. REVENDICATIONS 1.- Alliage pour éléments présentant une grande résistance à la corrosion et supportant éventuellement de fortes contraintes mécaniques, caractérisé en ce qu'il se composte de 10 à 28% de chrome 1 à 12% de molybdène 2 à 10% de titane O à 1% de silicium O à 3% de manganèse O à 2% de fer O à 1% de carbone O à 1% d'aluminium ainsi que des restes de cobalt et des impuretés traditionnelles accumulées en cours de production. 2.- Alliage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il se compore de 13 à 22% de chrome 3 à 10 de molybdène 3 à 7% de titane 0, à 0,1 de silicium O à 0,1% de manganèse O à 0,1 de fer O à 0,1% de carbone O à 0,1 d'aluminium ainsi que des restes de cobalt et des impuretés traditionnelles. 3.- alliage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est utilisé à la suite d'un traitement thermique comportant. par exemple un recuit à une température supérieure à 10000C et dans une atmosphère de gaz de protection, suivi d'une trempe et d'un revenu à une température se situant de préférence aux environs de 7O00C. 4.- Alliage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est utilisé soit après façonnage à chaud, soit après façonnage à froid et de préférence après forgeage ou filage à la presse. 5.- Application de l'alliage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 pour la réalisation de matériau pour prothèses dentaires et pour les implants chirurgicaux en général.