鈷鉻鉬合金的可加工性—Ⅰ

鈷鉻鉬合金被認為是先進材料之一，在各種工程和醫療應用中廣受歡迎。然而，由於其獨特的屬性組合，包括高強度、韌性、耐磨性和低導熱性，它被歸類為難以加工的材料。

這些特性往往會阻礙這種合金的可加工性，從而導致快速的刀具磨損和較短的刀具壽命。本文引用的這篇綜述對這些材料的特點和性能以及它們在各種加工條件下的可加工性評估進行了回顧，還充分討論了鈷基和鈷鉻鉬合金的加工趨勢和未來研究。

鈷鉻合金在許多工程領域具有重要，如航空發動機、核能、生物醫學和燃氣輪機。它主要歸功於其優良的特性，如耐腐蝕性、耐磨性、高抗蠕變性、耐熱性和良好的生物相容性。在生物醫學應用中，鈷鉻被廣泛用於骨科植入物的製造，特別是重載關節的植入物，如膝關節和髖關節，因為它具有優良的耐磨性和耐腐蝕性。

鉬在鈷合金成分中的存在降低了晶粒尺寸，從而增強了固溶體的強度，隨後改善了這些合金的機械性能。此外，鉻（Cr）顆粒會在表面形成保護性的氧化層，在人體環境中提供更好的耐腐蝕性。在加工方面，由於這些合金在高溫下保持其強度和硬度，因此加工仍然難以進行。低導熱性、高應變硬化、高溫下高硬度和高耐磨性是鈷鉻鉬合金可加工性差的原因。

鈷基合金最早是由E.Hayes在二十世紀初作為鈷鉻（Stellites）提出的。鈷基合金的主要結構取決於Co基體和晶界中的碳化物形式，以提高機械強度。鈷鉻鉬合金通常通過鑄造工藝（鈷鉻鉬合金（F75））、鍛打工藝（鈷鉻鎢鎳合金（F90）、鈷鎳鉻鉬合金（F562）、鈷鎳鉻鉬鎢合金（F563））和粉末冶金技術製造。

因此，由鑄造工藝生產的部件表現出更好的蠕變強度和韌性，同時，由鍛壓和鍛造工藝生產的部件具有更高的強度，並增強了抗斷裂能力。此外，在生產複雜和近似網狀的產品時，採用了粉末冶金技術。

可鑄造的CoCrMo合金已經在牙科領域廣泛使用了幾十年，最近，它也被用於製造人工關節。鍛造的CoNiCrMo合金相對較新，現在被用於製造膝關節和髖關節等重負荷關節的修復體的柄。根據美國測試和材料標準（ASTM），有四種類型的CoCr合金被推薦用於外科植入物，它們是。(1）鑄造CoCrMo合金（F75），（2）鍛造CoCrWNi合金（F90），（3）鍛造CoNiCrMo合金（F562），以及（4）鍛造CoNiCrMoWFe合金（F563）。

文章來源：Zaman H A, Sharif S, Kim D W, et al. Machinability of cobalt-based and cobalt chromium molybdenum alloys-a review[J]. Procedia Manufacturing, 2017, 11: 563-570.

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