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グレード23 – Ti-6Al-4V ELI医療用チタン グレード23 ELI

Ti-6Al-4V ELI(グレード23、UNS R56401)— Ti-6Al-4Vの医療用グレードで、超低格子間元素(酸素≤0.13%、窒素、炭素)を含み、埋め込み型医療機器および極低温用途において、破壊靭性、延性、疲労耐性が向上しています。

エンティティ定義

グレード23チタン(Ti-6Al-4V ELI)とは?

グレード23(Ti-6Al-4V ELI、超低格子間元素)は、グレード5 Ti-6Al-4Vの改良版であり、酸素含有量を低減(グレード5の0.20%に対し最大0.13%)し、窒素、炭素、水素を厳密に管理しています。このELI組成により、延性、破壊靭性、疲労性能が大幅に向上し、優れた信頼性が要求される埋め込み型医療機器や極低温用途に最適な材料となっています。

分類

アルファ-ベータチタン合金(α+β)— ELI改良型
UNS番号

UNS R56401

一般名称

Ti-6Al-4V ELI グレード23 UNS R56401 ASTM F136 医療用グレードチタン

主な特性

  • 標準グレード5と比較して優れた破壊靭性(KIC)
  • 長期インプラント信頼性のための高い延性と疲労耐性
  • 優れた生体適合性 — ISO 10993準拠
  • ねじ付きインプラント設計における性能向上のための低減されたノッチ感度
  • 極低温グレード靭性 — LNGおよび液体水素サービスに適応
  • 標準Ti-6Al-4Vと同等の耐食性
適用規格

適用規格

グレード23チタンは以下の国際材料規格に適合します:

ASTM F136 — 外科用インプラント用途のための鍛造Ti-6Al-4V ELI
ASTM B265 — 板、帯、およびプレート(ELI指定時)
ASTM B348 — 棒およびビレット(ELI)
ASTM B381 — 鍛造品(ELI)
ISO 5832-3 — 外科用インプラント
AMS 4930 — 板、帯、およびプレート(Ti-6Al-4V ELI)
AMS 4931 — 棒、線材、および鍛造品(Ti-6Al-4V ELI)
NACE MR0175 / ISO 15156 — 油田機器(ELI)
材料特性

機械的および物理的特性

グレード23 Ti-6Al-4V ELI(焼鈍状態)の典型的な室温特性:

引張強さ(最小) 860 MPa (125 ksi)
0.2%オフセット降伏強さ(最小) 795 MPa (115 ksi)
伸び(最小値) 10%
絞り 25%
硬さ(HRC) ≤ 36 HRC
破壊靭性KIC 70–85 MPa√m
密度 4.43 g/cm³ (0.160 lb/in³)
弾性係数 114 GPa (16.5 × 10⁶ psi)
融点 1,668°C (3,034°F)
最大酸素含有量 ≤ 0.13%
熱伝導率 7.2 W/(m·K)
極低温動作温度 Down to -269°C (-452°F)
加工方法

対応加工方法

Grade 23 Ti-6Al-4V ELIは、以下の製造技術で加工可能です。

CNC加工 — Grade 5と同様に、超硬工具と剛性の高いセットアップが必要です
スイス型CNC旋盤加工 — 小径のインプラントねじやピンに最適です
TIG溶接 — 低侵入型溶加材(ERTi-23)と厳格なシールドが必要です
レーザー溶接 — 適切なパラメータ制御により、インプラント組立に適しています
電子ビーム溶接 — 熱影響部が最小限で、深く狭い溶接が可能です
真空焼鈍 — 700~800°Cで応力除去と特性最適化を行います
熱間静水圧プレス(HIP) — 920°C / 100 MPaで完全密度を確保します
鍛造 — 920~980°Cでのα-β鍛造
表面処理 — 骨結合のための不動態化、陽極酸化、プラズマ溶射
電解研磨 — 鏡面仕上げにより細菌付着を低減します
Downstream Products

代表的な製品・部品

Grade 23 Ti-6Al-4V ELIは、以下の下流製品に一般的に加工されます。

整形外科用インプラント — 人工股関節ステム、寛骨臼カップ、膝関節コンポーネント、外傷用プレート
脊椎インプラント — 椎弓根スクリュー、ロッド、椎体間ケージ
歯科インプラント — アバットメント、スクリューリテインクラウン、ミニインプラント
頭蓋顎顔面プレートおよびスクリュー
心血管デバイス — ペースメーカーケース、心臓弁部品
極低温容器およびLNG・液体水素用配管
低温で高い破壊靭性を必要とする航空宇宙部品
深海用途向け海底石油・ガス機器
重要用途向け高信頼性ファスナー
産業分野

主要産業

グレード23 Ti-6Al-4V ELIは、以下の産業で選ばれる材料です:

代替材料

代替材料

用途要件に応じて、グレード23は以下に代替される場合があります:

グレード5 (Ti-6Al-4V) — 低コストだが破壊靭性と延性が低下
グレード5 ELI (ASTM F1472) — 代替医療グレード仕様
Ti-6Al-7Nb (グレード21) — 医療インプラント用バナジウムフリー代替材
CP-Ti グレード4 — 非荷重支持インプラント向けに低強度だが高延性
Co-Cr-Mo合金 (ASTM F75) — 軸受面の耐摩耗性向上
316LVMステンレス鋼 — 低コストだが重量が大きく生体適合性が低い
BOZE CNCチタンを選ぶ理由

このグレードに当社を選ぶ理由

BOZE CNC Tiは、整形外科、歯科、脊椎インプラント用途向けのグレード23 Ti-6Al-4V ELI部品を専門とする、信頼できる医療グレードの精密メーカーです。当社のISO 13485認証施設では、認定されたASTM F136素材をスイス式CNC旋盤加工、5軸フライス加工、高度な表面仕上げにより加工しています。すべての部品は、認定されたミルソースからの完全な材料トレーサビリティ、CMM寸法検証、ASTM F86に準拠した不動態化処理とともに製造されます。当社のエンジニアリングチームは、医療機器図面に対して機密の24時間DFMレビューを提供し、FDA/ISO 13485準拠のための完全な文書パッケージを提供します。

よくある質問

エンジニアから寄せられる、このチタングレードと当社の精密加工能力に関するよくある質問。

グレード23チタン(Ti-6Al-4V ELI)とは何ですか?標準のグレード5とどう違うのですか?

グレード23(Ti-6Al-4V ELI)は、酸素(≤0.13%)、窒素、炭素の含有量を厳密に制御したグレード5の超低侵入型(ELI)バリアントです。このELI化学組成により、優れた破壊靭性、延性、疲労耐性が得られ、信頼性が重要な埋め込み型医療機器や極低温用途に好まれる材料となっています。

グレード23 ELIチタンを医療用インプラント用途に機械加工できますか?

はい。当社ではISO 13485認証施設で、スイス式CNC旋盤と5軸フライス盤を使用してグレード23 Ti-6Al-4V ELIを機械加工しています。±0.003 mm(±0.00012 in)までの公差と、Ra 0.1 µmまでの表面仕上げを達成しています。すべての医療部品は、厳格な工程管理と完全なバッチトレーサビリティの下で処理されています。

グレード23チタン医療部品にはどのような認証を提供しますか?

すべての医療用注文には、ASTM F136に準拠した化学成分を記載したEN 10204タイプ3.1 MTR、CMM寸法検査報告書、表面仕上げ確認、不動態化認証が含まれます。UDI準拠のレーザーマーキングとFDA/ISO 13485 DHRトレーサビリティも利用可能です。

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