【手続補正書】
【提出日】平成18年4月20日(2006.4.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コバルト−クロミウム系合金物品を、少なくとも一種類の炭素含有ガスを構成成分として有する雰囲気中で、３００〜７００℃の温度、１００〜１５００Ｐａの圧力下に、１〜５０時間プラズマ処理を行い、該物品の表面領域に炭素を導入することからなる、
コバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項２】
前記改良される表面特性が、
硬度、耐磨耗性、耐食性および疲労強度の一つ又はそれ以上である
請求項１に記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項３】
前記表面が改良される物品が、
関節や膝などの人工器官のような医療用移植具である
請求項１又は２に記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項４】
前記プラズマ処理が、
３５０〜５５０℃の温度範囲下に行われる
請求項３に記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項５】
前記プラズマ処理が、
４００〜５００℃の温度範囲下に行われる
請求項４に記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項６】
前記表面が改良される物品が、
切断具、弁、羽根、車軸などのエンジニアリング部材である
請求項１又は２に記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項７】
前記プラズマ処理が、
４５０〜７００℃の温度範囲下に行われる
請求項６に記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項８】
前記プラズマ処理が、
６００〜６５０℃の温度範囲下に行われる
請求項７に記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項９】
前記処理圧力が、
４００〜６００Ｐａの範囲にある
請求項１〜８のいずれかに記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項１０】
前記処理時間が、
１〜５０時間の範囲にある
請求項１〜９のいずれかに記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項１１】
前記処理時間が、
５〜３０時間の範囲にある
請求項１０に記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項１２】
前記炭素含有ガスが、
複数ある場合はそれぞれが、炭化水素、二酸化炭素あるいは一酸化炭素から選ばれたものである
請求項１〜１１のいずれかに記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項１３】
前記プラズマ処理が、
水素、ヘリウム、アルゴン又は他の希ガスなどの不活性ガスの少なくも１種以上の存在下に行われる
請求項１〜１２のいずれかに記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項１４】
前記プラズマ処理が、
少なくも一種以上の活性ガスの存在下に行われる
請求項１〜１３のいずれかに記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項１５】
前記活性ガスが、
窒素含有ガスである
請求項１４に記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項１６】
前記プラズマ処理が、
３００〜５００℃の温度範囲下に達成されるものである
請求項１５に記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項１７】
前記活性ガスが、
雰囲気中の総量の０．５〜１０容量％を占めている
請求項１４〜１６のいずれかに記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項１８】
前記不活性ガスが、
水素または水素とアルゴンの混合ガスであり、炭素含有ガスがメタンである
請求項１３に記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項１９】
前記炭素含有ガスが、
複数ある場合は、それぞれが、雰囲気中の総量の０．５〜２０容量％を占めている
請求項１〜１８のいずれかに記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項２０】
前記プラズマ処理が、
酸素の非存在下に達成されるものである
請求項１〜１９のいずれかに記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項２１】
前記プラズマ処理の前に、酸化物スケールを除くために、洗浄工程を有する
請求項１〜２０のいずれかに記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項２２】
前記洗浄が、
スパッター洗浄である
請求項２１に記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項２３】
前記洗浄工程が、
次工程のプラズマ処理温度またはそれ以下の温度で、水素、ヘリウム、アルゴンまたは他の希ガスから選ばれる一種以上のガス雰囲気中で達成される
請求項２１又は２２に記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項２４】
前記物品が、
プラズマ処理が施された後冷却される
請求項１〜２３のいずれかに記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項２５】
前記冷却が、
０．１℃／ｍｉｎ〜１０００℃／ｍｉｎの冷却速度で行われる
請求項２４に記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項２６】
前記冷却が、
プラズマ処理雰囲気中で緩やかに行なわれるか、液体中での急冷による比較的早い冷却で行われる
請求項２４又は２５に記載コバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良の方法。
【請求項２７】
前記プラズマ処理完了後に、不動態化および／または研磨工程が行われる
請求項１〜２６のいずれかに記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項２８】
前記コバルト−クロミウム系合金が、
モリブデン、ニッケル、タングステン、チタンおよび炭素から選ばれた他の合金成分を含んでいる
請求項１〜２７のいずれかに記載のコバルト−クロミウム系合金物品の表面特性の改良方法。
【請求項２９】
請求項１〜２８のいずれかの方法によって調製され、
(１)  コバルト中の炭素の過飽和固溶体からなる表面領域、または
(２)  コバルトと炭化クロミウム中の炭素の過飽和固溶体からなる表面領域
を有すること
を特徴とする、表面が硬化されたコバルト−クロミウム系合金物品。
【請求項３０】
前記表面領域の厚さが、
３〜５０μｍの範囲である
請求項２９に記載の表面が硬化されたコバルト−クロミウム系合金物品。
【請求項３１】
前記コバルト−クロミウム系合金が、
モリブデン、ニッケル、タングステン、チタンおよび炭素から選ばれた他の合金成分を含んでいる
請求項２９又は３０に記載の表面が硬化されたコバルト−クロミウム系合金物品。
【請求項３２】
前記炭素が、
０．０４〜１．６重量％含まれている
請求項３１に記載の表面が硬化されたコバルト−クロミウム系合金物品。
【請求項３３】
前記物品が、
医療用移植具で、炭素が０．０４〜０．４重量％含まれている
請求項３２に記載の表面が硬化されたコバルト−クロミウム系合金物品。
【請求項３４】
前記物品が、
エンジニアリング部材であり、炭素が０．４〜１．６重量％含まれている
請求項３２に記載の表面が硬化されたコバルト−クロミウム系合金物品。
【請求項３５】
前記物品が、
通常の人工腰部、人工膝関節、金属／金属結合による改良された人工骨保護材、歯科用インプラントあるいは他のインプラント部材、化学や食品加工工業における切断具や羽根、化学や電力工業におけるタービンの羽根、さらには弁、ポンプ、ブッシング、鋼鉄製ミル設備、金型、パンチまたは鋳型のいずれかである
請求項２９〜３２のいずれかの物品。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
窒素を用いたイオン注入法に加えて、ガス窒化法やプラズマ窒化法が、表面硬化法として知られている。窒化方法については、ここに参考文献として組み込まれる、１９９４年５月３日に発行された米国特許第５，３０８，４１２号“整形外科用移植具向けのコバルト−クロミウム合金の表面硬化法”に詳細に開示されている。
適度な硬化層を調製するためには、４８時間という長時間処理が必要である。効果的に調製された硬化層は、窒素濃度のピークは１０〜１００ｎｍの間にあるという記載から、その厚みは非常に小さいものである。
これは、主として、窒素とクロミウムの間の強い親和性に起因するものである。事実、窒素７５％、水素２５％の混合ガス内で、５５０℃で８時間プラズマ窒化を行っても、コバルト−３０クロミウム合金である、ステライト６Ｂを窒化した場合では、感知し得る拡散層が形成されず、窒化クロミウムの化合物層が認められるに過ぎないものであった。
(P．H．Hｏｗｉｌｌ，  Iｏｎ  ｎｉｔｉｒｉｄｉｎｇ  ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  ｉｎＴ．  Ｓｐａｌｕｉｎｓ  ａｎｄ  Ｗ．  Ｌ．  Ｋｏｖａｅｓ  （ｅｄｓ）  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ２ｎｄ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｉｏｎ  Ｎｉｒｉｄｉｎｇ／Ｃａｒｂｕｒｉｓｉｎｇ．  ＡＳＭ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  １９９０，  １７５−１７６)
【非特許文献１】ジェイ．アイ．オネート著“表面及被覆技術”１４２−１４４（２００１），ｐｐ１０５６−１０６２
【特許文献】米国特許第５，３０８，４１２号