Способ обработки медицинского инструмента из титановых сплавов

Способ обработки медицинского инструмента из титановых сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: способ позволяет проьодить комбинированную обработку инструмента нитрооксидированием и ионноплазменным 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 23 С 12/00. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4844562/02 (22) 29.06.90 (46) 30.06.92. Бюл. М 24 (71) Опытное конструкторское бюро "Фа-. кел" (72) А.Н.Тарасов, П.Н.Белкин, М;П.Прокофьев и С.А.Мачулин (53) 621.793.779.586.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1563561, кл. С 21 0 1/18, 1989. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕДИЦИНСКОГО ИНСТРУМЕНТА ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ (57) Использование: способ позволяет проводить комбинированную обработку инстИзобретение 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 одновре„, Ц„„1744148 Al румента нитрооксидированием и ионноплазменным напылением нитрида титана.

Сущность изобретения: способ включает механическую обработку, вакуумную закалку, старение в две стадии, сначала зонное старение хвостовой части инструмента в те-. чение 1,5 — 3 мин с одновременным нитрооксидированием в растворе электролита, дополнительно содержащем 1,5-3 мас. ф 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, менным нитрооксидированием в растворе электролита, дополнительно содержащем экстрол, затем объемное старение с одно- р временным 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 а 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 удоб1744148 ство при удержании инструмента при работе; — 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 коробление вследствие термических и структурных напряжений, увеличить прочность соединения нитридного слоя с осно-. вой.

Пример 1. Шпатели для стоматологии и зубопротезирования изготовляли из сплава BT-23 толщина рабочей части 0,3-0,5 мм, диаметр ручки 5 мм, длина 110 мм, Изготовленные по геометрии с чистотой поверхности не хуже и = 0,32, шпатели закаливали в вакууме 10 мм рт.ст, с охлаждением в аргоне, затем после закалки от 800 С хвостовик нагревали в электролите, содержавшем 10 мас. гидроокиси аммония, 12 мас, азотнокислого аммония,,3 мас. зкстрола, 85 мас, воды. Температура нагрева

570 С или на 50 С выше принятой, выдержка 2 мин, контроль температуры по напря жению на аноде 220 — 240 В, току 4 — 4,5 А.

При этом разрядами под слоем жидкости чистота поверхности снижалась до R = 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, коррозионностойкий 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 вЂ” 14 и об. рабатывали по 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 УХТΠ— 5M в течение 3,0 мин в электролите с введением дополнительно 1,5

5 мас.$ экстрола. Злектрелит содержал 12

M3c. $ 83oTH0KI1cII0io аммония, 7 Mcic.g Моноэтаноламина, остальное вода. Объемное старение проводили в течение 40 мин с напылением нитрида титана на режущую

10 часть, прошедшую чистовую алмазную доводку, При этом проводили охлаждение до

270 C со скоростью 25 С/с, а температура старения была на 50 С выше стандартной на материал и составляла на обеих стадиях

15 610 С, Обработка позволила повысить прочность при ударных нагрузках и износостойкость стоматологических штихелей в 2,7-3 раза, исключено хрупкое разрушение, деформацию при упрочняющей обработке.

Трудоемкость изготовления и обработки сократилась в 2,8 раза; коррозионная стойкость во влажной атмосфере весьма высокая (98 влажности соответствовало 2 баллам).

8 табл.2 приведены известные и предложенные температурные интервалы старения высокопрочных титановых сплавов, а также эффективность их использования при изготовлении концевого медицинского инструмента.

Формула изобретения

Способ обработки медицинского инструмента из титановых сплавов, преимущественно концевого стоматологического, включающий механическую обработку, вакуумную закалку и старение, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных свойств, износо- и коррозионностойкости, шероховатости при минимальной трудоемкости, снижения деформаций и энергозатрат, старение проводят в две стадии, сначала осуществляют зон ное старение хвостовой части инструмента в течение 1,5-3 мин с одновременным нитрооксидированием в растворе электролита, дополнительно содержащем экстрол в количестве 1,5-3 мас.%. при электролитном анодном нагреве. затем объемное старение в течение 35 — 40 мин, совмещая его с ионноплазменным напылением нитрида титана на рабочую часть инструмента, причем старение с одновременным напылением проводят при температурах на 30-50 С выше общепринятых, после чего проводят со скоростью 20 — 40 град/мин.

1744148

1

I

Е 1

1

1 к

Э о рС л а

1I

Ф

I» Jl

V I о х ь а лм о о

1

1

I

1

1

1

I с т

Y к аь

СЧ СЧ

1 о а

СЧ! !

l !

1

I !

1 !

I»

v о

IC Y

lII >Й

z o

z 1о и

N Ф

1 I

-р. м

«

1 МЮ

) .ю

IV Y о о

o IN м Чб аа

1 Ф

ОйЕ а об= т

1 1

1 1

1 1

1 .

1

1 lO

1 У 1

1I 3 1

o î

oN

СЧ СЧ

l !

l.

I ! !

1 CII

1 с

1 о

«а

Х 0 л Ф

ct 1CC V

«!

It 1

Е 1

Y 1

Ч 1

Э 1

Ъ 1

X 1

Z 1 а

O 1 !

»

1 1

О

z оо о м

Z 1 оа

О СЧ О О оь ла аа

X 1 х

X I

CC 1

Z I

Я 1

Е 1

1» 1

1

Э

CL 1

1

1 о

СЧ оа

СЧ

1 Р 1 Z f сЗ с

l Я Э

IO e

Овz

1 O X

I!Op J с ос ос о

CC

Cg

z лт л z

Y Z е еа

«

L7 е

rtl C«I

CcI ce

X

1- .

Я к

Э

Cf.

Y о

Э 0I о о рт

1 е !

1

1

r

1

1

1

1

I

C

1

1

1

E 8

О

М

R о

«г

3

3

z о

I — -ч

1 Z

z а! 1 « ио

0 CI

1 сУ! О

1 «

1 IC

z z

Kz

I CO

1 °

1 Э а с л

«о

l R

7xz

gCCZ

I, C0 и

I г

CI а с л т

l CI Яо а сч о ь о о

1 1 а л о ь о о л -т О,«О о о сЧ л м сЧ о о

СЧ

YсЭ д е z а ь м .е о ь

О. СЧ б! О а о

СЧ ь О

Ь СЧ ч:!! о о а

Й

uvre

J CC CC

*у о

z I ц( е о х!о сс чае сга а

««« ьс! о аа ао

1 1

NМ

C«I !Ч PI оо о

CV «б

-л лФ р оо о о. в мм ci оо о мсч м 1 еот!

cz «тд

X Е Эао

I- Е 9 о

X I- CI OI

Z. Z С Ct C«I ло о

С! Ъ оо о

o c«! 1Ч

Кб О О

CI с

1-* C

X Е т

V Д l5 V эотэ

z ае х

Е 6 ООИ Е

° . У Ф I оо х о

CL. т б- Ъ

z z бv

z 1;

l- Р Фр

* c; oo

С Л1-Л

1 IO 1 о л

lC Л е х у е

v Ф

Эее

ZYY

Z I-.C т т !о

N % е. !О

«у о о v р Э Э о .у

CV X Y Z

«o z 1-.Э

xk ао

1

1

I б

I !

I б

I б

1 !

I б !

I

I

1

I

1

1

1

1 о

1*

gP, ". "3 рр и. ° и е м Эт

z c

gu

Ю Z

Ф б- о

Х б

>е X э с

ID т z е б- л

v а л

X е а т с р

1744148

Таблица 2

Составитель С.Деркачевэ

Техред М.Моргентал Корректор Э.Салко

Редактор А.Дол инич

Заказ 2171 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательские комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

" Суммарная стоимость на зонное и объемное старение, числитель - известный способ, знаменатель - предложенный, "" Хвостовая часть, Rg мкм,