UGI® PHYNOX®：高性能用途向けプレミアムオーステナイト系コバルト合金

UGI® PHYNOX® の概要

UGI® PHYNOX® は、高い降伏強度を持つオーステナイト系コバルト基合金で、以下の多彩な特性を備えています：

• 冷間加工後の熱処理による時効硬化が可能で、歪みが生じない
• 複数の媒質における優れた耐食性、応力腐食割れ耐性、水素脆化なし
• 緩みのない優れた疲労特性
• 全てのテンパー（焼鈍、冷間引抜、時効）で非磁性
• 液体ヘリウム温度から 500°C までの広い温度範囲で使用可能
• 完全な生体適合性を持ち、25 年以上にわたり外科用インプラントに使用実績

清浄度は AFNOR NF S 90-403 および ISO 5832/7 規格に準拠：硫化物: 1、アルミナ: 3、ケイ酸塩: 1、球状酸化物: 3

物理的特性

特性	値
密度	8.3 g/cm³

機械的特性

特性	値	備考
弾性率	182 GPa
せん断弾性率	75 GPa
引張強さ	1550.0 - 2250.0 MPa	冷間引抜き度による

熱的特性

特性	値	備考
熱膨張係数	1.25×10⁻⁵ 1/K	20〜100°C
融点	1450.0 - 1460.0 °C
比熱容量	430 J/(kg·K)

電気的特性

特性	値
電気抵抗率	9.5×10⁻⁷ Ω·m

磁気特性

特性	値	備考
相対透磁率	1.0002 [-]	500 / 1000 Oe

化学組成

元素	含有量	備考
炭素	0.15	最大
クロム	19.0 - 21.0 %
コバルト	39.0 - 41.0 %
マンガン	1.5 - 2.5 %
モリブデン	6.5 - 7.5 %
ニッケル	15.0 - 18.0 %
その他	1.0	最大
リン	0.015	最大
シリコン	1.2	最大
硫黄	0.015	最大

技術的特性

耐食性

UGI® PHYNOX® は有機酸によって侵されず、塩水噴霧試験に完全に耐え、無機酸に対する挙動は最高級ステンレス鋼よりも明らかに優れています。さらに、人体組織と接触した際の完全な不動態性により、25 年以上にわたり外科用インプラントに使用されてきました。

耐食性指数：

• A: <0.05 mm/年
• B: 0.05 - 0.25 mm/年
• C: 0.25 - 0.50 mm/年
• D: 0.50 - 1.25 mm/年
• E: >1.25 mm/年

媒質	濃度	温度 (°C)	指数		媒質	濃度	温度 (°C)	指数
酢酸	50%	100	A		クエン酸	10%	100	A
塩酸	濃厚	110	E		乳酸	10%	100	A
塩酸	50%	110	E		硝酸	50%	100	B
硫酸	50%	150	E		硝酸	10%	100	B
塩化カルシウム	10%	100	A		リン酸	50%	120	C
塩化鉄(III)	10%	25	A		塩化ナトリウム	10%	100	A

応力腐食割れ試験 (NACE STANDARD TM.01.07)

水溶液 NaCl 50 g/L + CH₃COOH 5 g/L、H₂S 飽和、1気圧 (pH=3)、温度 24-26.8°C、応力: 降伏強度の 90%、試験片: TM.01.07 準拠、引張強さ ≥1600 N/mm²、0.2%耐力 ≥1130 N/mm²

最小保証時間: 720 時間破損なし → 結果: 720 時間後も破損なし

追加試験: 温度 150°C 上昇、圧力上昇 → 結果: 1370 時間後も破断・割れなし、試験停止

一般的な切削性

高い機械的特性（引抜き状態）と切削時の加工硬化傾向により、以下の注意が必要です：

• 堅牢で剛性の高い工作機械
• 中程度の切削速度
• 大きなすくい角を持つ超硬工具またはろう付けチップ
• 高性能な冷却・潤滑機能を持つ切削油

熱処理

520°C / 3 時間 – 空冷

• 熱処理は冷間成形または機械加工後に実施し、処理部品に変形が生じない
• 真空炉 (10⁻⁵ Torr) または保護雰囲気 (アルゴン) での実施を推奨
• 大気中での処理は機械的特性に影響しないが、外観が変化する
• 焼鈍材への影響は無視できるが、冷間引抜き材への影響は非常に大きい

部品の洗浄（熱処理後の潤滑膜除去と酸洗）

1. リン酸 6%、70°C、浸漬 15-20 分、温水/冷水すすぎ乾燥
2. 硝酸 30%、40°C、浸漬 2-3 分、温水/冷水すすぎ乾燥
3. 塩酸 40% + 硝酸 5%、常温、硝酸不動態化 (40%)、常温、温水/冷水すすぎ乾燥

供給形状

• ワイヤー (コイル形状) および矯正研磨棒 (最小径: 1 mm)
• 焼鈍状態: φ 0.60 mm 〜 18 mm
• 硬質状態: φ 0.012 mm 〜 15 mm
• その他オプション: サプライヤーにお問い合わせください

表面処理

酸洗と研磨: 機械的スケール除去のほか、空気中加熱で形成された酸化皮膜は、フッ化水素酸 5% と硝酸 12% を含む沸騰水溶液に浸漬することで除去可能。UGI® PHYNOX® は歯科用コバルト基合金に使用される製品で電解研磨が可能。

溶接

UGI® PHYNOX® は容易に溶接可能：抵抗スポット溶接、電子ビーム溶接、レーザー溶接、アルゴンアーク溶接。ろう付けも可能。ただし、時効硬化は冷間加工領域でのみ得られるため、溶接部またはろう付け部を重負荷がかからない位置に配置するか、不連続継手を使用する必要があります。