Способ обработки медицинского инструмента из титановых сплавов Советский патент 1992 года по МПК C23C12/00 

сл

с

Использование: способ позволяет про- ьодить комбинированную обработку инструмента нитрооксидированием и ионно- плазменным напылением нитрида титана. Сущность изобретения: способ включает механическую обработку, вакуумную закалку, старение в две стадии, сначала зонное старение хвостовой части инструмента в течение 1,5-3 мин с одновременным нитрооксидированием в растворе электролита, дополнительно содержащем 1,5-3 мас.% экстрола, затем объемное старение с одновременным ионно-плазменным напылением нитрида титана при температурах на 30-50°С выше общепринятых в течение 35- 40 мин, после чего проводят охлаждение до 250-270°С со скоростью 20-40°С/мин. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке изделий из титановых сплавов, концевого стоматологического инструмента, и может быть использовано также в инструментальной промышленности, в приборостроении.

Цель изобретения - повышение эксплуатационных свойств, износостойкости и коррозионной стойкости.

Одновременно снижается деформация, энергозатраты на химико-термическую обработку, получаются оптимальной чистоты поверхности при минимальной трудоемкости.

Способ включает старение в две стадии, сначала зонное старение хвостовой части инструмента в течение 1,5-3 мин с одновременным нитрооксидированием в растворе электролита, дополнительно содержащем экстрол, затем объемное старение с одновременным ионно-плазменным напылением нитрида титана при температурах на 30-50°С выше общепринятых в течение 35- 40 мин, после чего охлаждение проводят со скоростью 20-40°С/мин до 250-270°С.

Сущность превращений, протекающих в процессе осуществления разработанного режима, в следующем:

- зонное старение в течение 1,5-3 мин в электролите, дополнительно содержащем экстрол, позволяет получить шероховатый нитрооксидный слой на поверхности хвостовой части инструмента, исключить деформацию. В результате сочетается высокая износостойкость, прочность и удобvj

N

Ј

оо

тво при удержании инструмента при рабое;

-ионно-плазменное напыление и старение в течение 30-40 мин при температурах на 30-50°С выше общепринятых

позволяет ускорить объемное старение, создать износостойкий слой на рабочей части, улучшить коррозионную стойкость поверхностей;

-охлаждение до 250-270°С со скоростью 20-40°С/мин позволяет исключить ко- робление вследствие термических и структурных напряжений, увеличить прочность соединения нитридного слоя с основой.

Пример 1. Шпатели для стоматологии и зубопротезирования изготовляли из сплава ВТ-23 толщина рабочей части 0,3-0,5 мм, диаметр ручки 5 мм, длина 110 мм.

Изготовленные по геометрии с чистотой поверхности не хуже Ra - 0,32, шпатели закаливали в вакууме мм рт.ст. с охлаждением в аргоне, затем после закалки от800°С хвостовик нагревали в электролите, содержавшем 10 мас.% гидроокиси аммония, 12 мае, % азотнокислого аммония, 3 мае. % зкс- трола, 85 мас.% воды. Температура нагрева 570°С или на 50°С выше принятой, выдержка 2 мин, контроль температуры по напряжению на аноде 220-240 В, току 4-4,5 А. При этом разрядами под слоем жидкости чистота поверхности снижалась до Ra 2,5, что обеспечивало хорошую шероховатость хвостовой части.

Последующее старение с одновременным напылением нитрида титана вели в вакууме 10 мм рт.ст. при 570°С в течение 30 мин с охлаждением 40°С/мин до 270°С.

В результате обработки получен инструмент с повышенными эксплуатационными свойствами: износостойкостью более 4270 ч без деформации, коррозионностой- кий и удобный в работе. В сравнении с известным способом снизилась деформация, упростился процесс, трудоемкость старения сократилась в 2,4 раза.

В табл.1 приведены сравнительные свойства инструмента при обработке по предложенному и известному способам.

Пример 2. Штихели медицинские с односторонней заточкой и боры зубные изготовляли из титанового сплава ВТ-14 и обрабатывали ло предложенному способу,

Вначале изготовления проводили механическую обработку и доводку режущей части и крепежной части по геометрии, а затем закаливали инструмент в вакууме по

стандартным режимам. Старение проводили ступенчато, хвостовик обрабатывали на установке УХТО-5М в течение 3,0 мин в электролите с введением дополнительно 1,5

мас.% экстрола. Электролит содержал 12 мас.% азотнокислого аммония, 7 мас.% мо- ноэтаноламина, остальное вода. Обьемное старение-проводили в течение 40 мин с напылением нитрида титана на режущую

0 часть, прошедшую чистовую алмазную доводку. При этом проводили охлаждение до 270°С со скоростью 25°С/с. а температура старения была на 50°С выше стандартной на материал и составляла на обеих стадиях

5 610°С.

Обработка позволила повысить прочность при ударных нагрузках и износостойкость стоматологических штихелей в 2,7-3 раза, исключено хрупкое разрушение, де0 формацию при упрочняющей обработке. Трудоемкость изготовления и обработки сократилась в 2,8 раза, коррозионная стойкость во влажной атмосфере весьма высокая (98% влажности соответствовало 2

5 баллам).

В табл.2 приведены известные и предложенные температурные интервалы старения высокопрочных титановых сплавов, а также эффективность их использования при

0 изготовлении концевого медицинского инструмента.

Формула изобретения Способ обработки медицинского инст5 румента из титановых сплавов, преимущественно концевого стоматологического, включающий механическую обработку, вакуумную закалку и старение, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплу0 атэционных свойств, износо- и коррозион- ностойкости, шероховатости при минимальной трудоемкости, снижения деформаций и энергозатрат, старение проводят в две стадии, сначала осуществляют

5 зонное старение хвостовой части инструмента в течение 1,5-3 мин с одновременным нитрооксидированием в растворе электролита, дополнительно содержащем экстрол в количестве 1,5-3 мае. %, при электролитном

0 анодном нагреве, затем объемное старение в течение 35-40 мин, совмещая его с ионно- плазменным напылением нитрида титана на рабочую часть инструмента, причем старение с одновременным напылением про5 водят при температурах на 30-50°С выше общепринятых, после чего проводят со скоростью 20-40 град/мин.

на установке УХТО-5 с введением I мае. экстрола. при ручном приготовлении суперцемента стоматологического

Суммарная стоимость на зонное и объемное старение, числитель - известный способ, знаменатель - предложенный. хх Хвостовая часть, R мкм,

Таблица 2