近期,日本大同特殊钢公司成为日本首家批量生产生物用低弹性模量钛合金Ti-15Mo(ASTMF2066)的厂家,并于2023年10月开始全面批量生产,面向海外主要客户销售。
Ti-15Mo主要由钛和钼等两种元素组成,对人体较为温和,在金属材料中具有与骨骼相似的柔韧性(弹性模量比传统合金更接近骨骼),是一种有望实现高治愈力的生物用钛合金。该公司此前推出了 Ti6Al-4V ELI和Ti-6Al-7Nb等钛合金,新增的类骨特性(柔软性)钛合金,主要用于生物医学领域。
随着全球人口的增长和高度医疗需求的增加,医用钛的中长期需求有望进一步扩大。为了承接更多的医疗用钛产品订单,大同特殊钢计划于2024年1月在星崎工厂(名古屋市南区)增设1台高精度全自动超声波探伤装置,共计2台;同时,到2025年3月,该公司计划在知多第二工厂(爱知县知多市)新建一座钛用真空电弧重熔炉(VAR),共计2座。上述投资总额约22亿日元,目标是将产量提高2倍。
在提升制造能力的同时,通过推进海外展销活动,公司的目标是在2030年将钛订单量增加到2018年的约2倍,将医疗用钛产品的全球市场占有率从目前的10%左右提高到2030年的20%。
多年来,大同特殊钢致力于供应钛和钛合金等产品,主要应用于医疗、汽车和光学框架材料,该公司是日本领先的棒线材产品制造商。Ti-15Mo 是一种用于生物领域的低模量钛合金,自 2000年由ASTM(美国材料与试验协会)注册为ASTMF2066以来,已有20多年的历史。相比其他钛合金,含有更多的钼,而钼的熔点较高,在熔化时容易残留,通常难于制造,日本国内无法自主生产此类产品。为了克服这一问题,大同特殊钢引进了先进的熔炼技术——悬浮式感应电炉,以改善钼的残余量,并成为日本首家大规模生产 Ti-15Mo的制造商。
从具体特征来看,Ti-15Mo是由毒性较小的钛和钼组成,不含镍或钒。作为ASTM国际注册的标准钛合金,在市场上具有一定医疗应用经验,易于推广应用。
与ASTMF136(Ti-6Al-4V ELI)和ASTMF1295(Ti6Al-7Nb)等传统α β型合金相比,Ti-15Mo弹性模量(杨氏模量)更接近骨骼,因此,具有接近骨的柔韧,不易产生骨组织的应力遮蔽和骨骼萎缩,主要用于制作以人造骨为首的各种医疗器械零部件等。Ti-15Mo在固溶处理状态中软质且具有良好的成形性,经过时效热处理后可以达到高于ASTMF136的强度,可以根据需要对强度进行必要调整。