Перспектива использования периодического разряда в потоке жидкости для улучшения

поверхностных свойств титановых материалов, предназначенных для эндопротезирования

П. В. АЛФЕРОВ1, Е. Р. АХМЕТОВА2

1 Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

2Московский авиационный институт (государственный технический университет)

Перспектива использования периодического

разряда в потоке жидкости для улучшения

поверхностных свойств титановых

материалов, предназначенных

для эндопротезирования

Работа посвящена возможности использования периодического разряда в потоке жидкости для улучшения поверхностных свойств титановых материалов предназначенных для эндопротезирования.

В настоящее время основными материалами для изготовления эндопротезов являются нержавеющие стали, сплавы на основе системы кобальт-хром-молибден. В качестве экспериментальных используются сплавы на основе титана и циркония. Однако при длительном наблюдении больных с CoCr эндопротезами отмечались случаи канцерогенеза, кроме того данный мате­риал имеет высокую стоимость. Титановые сплавы обладают прекрасной доказанной биосовместимостью, но их широкое клиническое применение в узлах трения пока ограничено. В первую очередь к свойствам, препятствующим широкому использованию титановых сплавов относятся их низкая износостойкость, склонность к схватыванию и налипанию в подвижных сочленениях, а также пониженная, в сравнении со сталями с равной или даже более низкой удельной прочностью, контактная прочность. Для обеспечения работоспособности сочленений, включающих детали из титановых сплавов, необходимо модифицирование, изменяющее физико-механические характеристики поверхностного слоя. Поиску методов улучшения поверхностных свойств титановых изделий посвящен ряд работ [1], однако промышленно внедрены лишь некоторые. Одним из методов доказавших свою перспективность в решении данной задачи является метод периодического разряда в потоке жидкости (ПРПЖ) [2-4].

В докладе показано, что обработка материалов методом ПРПЖ позво-ляет добиться изменения структуры приповерхностных слоев материала, повышения его микротвердости, улучшения коррозионных и трибологи-ческих характеристик. Отдельно рассмотрен вопрос влияния параметров процесса и технологической схемы обработки материала на шерохова-тость поверхности.

Характеристики материалов, рассмотренных в данной работе.

Наименование сплава	Твёрдость по Бриннелю, НВ	Значение коэффициента трения	Свойства
min	max	sв, МПа	s0,2, МПа	d,%
Сталь нержавеющая деформир.	150-160	0,29	0,64		690	12
Титановый сплав деформируемый Ti-6Al-4V	285	0,26	0,43	860	780	10
Сталь деформир. нержавеющая с выс. содерж. N2	600-620	0,40	0,54	740	430	35
Сплав титановый деформируемый Ti-6Al-4Nb	230-260	0,26	0,42	900	800	10
Сплав деформир. Co-Cr-Mo	300-311	0,19	0,24	1172	827	12

Список литературы

1. , , Надеждин A. M., , Сер­геев С. В.. , Гаврюшенко сплавы в эндопротезирова­нии тазобедренного сустава // Вестник травматологии и ортопедии им. ­орова.С.49-53.

2. , , Уп­рочнение поверхностей металлических материалов с использованием периодиче­ского высоковольтного разряда в потоке жидкости // Металлообработка. 2003. № 3(15). С. 8-11.

3. , , Семенова ­кация поверхности титановых материалов периодическим разрядом в потоке жид­кости для задач эндопротезирования. Материалы Х международного симпозиума «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред». М.: Изд-во МАИ, 2004. Т.1. С.116-117.

4. Alferov P. V., Bogdanovich B. YU., Kalin B. A., Nesterovich A. V. Modification of Metal Surface by Periodical Discharge in Liquid Flow, New Achivements in Materials Science, France, Nancy, 2004, October 27-29.