一種鈷鉻合金或純鈦義齒支架表面強(qiáng)化的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鈷鉻合金或純鈦義齒支架表面強(qiáng)化的方法，（1）支架打磨拋光，將鈷鉻合金或純鈦義齒支架，打磨拋光至表面粗糙度Ra＜0.8μm；（2）將打磨拋光后的支架清洗吹干，將打磨好的義齒支架依次放入蒸餾水、無(wú)水乙醇、丙酮中超聲清洗15-20min后用氮?dú)獯蹈?；?）講支架置于LDMC-1型離子氮化爐中進(jìn)行離子滲氮，滲氮時(shí)間1-6小時(shí)；（4）在支架上沉積純鈦過(guò)渡層，沉積時(shí)間5-8分鐘；（5）沉積鈦氮涂層，沉積時(shí)間1-4小時(shí)。使鈷鉻合金或純鈦義齒支架表面形成一種穩(wěn)定無(wú)毒且平整光滑的薄膜，具有耐磨損、抗腐蝕性能好、與基底材料的結(jié)合力強(qiáng)的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種鈷鉻合金或純鈦義齒支架表面強(qiáng)化的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及義齒材料，具體是一種鈷鉻合金或純鈦義齒支架表面強(qiáng)化的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鈷鉻合金和純鈦金屬都具有良好的機(jī)械性能、可鑄造性能，用鈷鉻合金或純鈦金屬鑄造的義齒支架質(zhì)量輕、厚度小，佩戴方便舒適，故得到廣大牙科醫(yī)生和病人的推崇。但鈷鉻合金生物相容性較差，在復(fù)雜多變的口腔環(huán)境中長(zhǎng)期存在，會(huì)發(fā)生電化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)腐蝕作用釋放出鈷、鉻等金屬離子不僅影響材料性能，甚至可能引起過(guò)敏等不良反應(yīng)。純鈦具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性，在常溫下表面可形成穩(wěn)定而致密的氧化膜發(fā)揮耐腐蝕的作用，但純鈦表面耐磨性較差，容易產(chǎn)生劃痕和色素沉積。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而一種鈷鉻合金或純鈦義齒支架表面強(qiáng)化的方法，用該方法制成的義齒支架不僅具有良好的硬度、耐磨性和耐腐蝕性，且具有造價(jià)相對(duì)較低。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)方案是:
一種鈷鉻合金或純鈦義齒支架表面強(qiáng)化的方法，包括如下步驟:
(1)支架打磨拋光，將鈷鉻合金或純鈦義齒支架，打磨拋光至表面粗糙度Ra< 0.8μπι ;
(2)將打磨拋光后的支架清洗吹干，將打磨好的義齒支架依次放入蒸餾水、無(wú)水乙醇、丙酮中超聲清洗15-20min后用氮?dú)獯蹈桑?br> (3)將支架置于LDMC-1型離子氮化爐中進(jìn)行離子滲氮，滲氮時(shí)間1-6小時(shí)；
(4)在支架上沉積純鈦過(guò)渡層，沉積時(shí)間5-8分鐘；
(5)沉積鈦氮涂層，沉積時(shí)間1-4小時(shí)。
[0005]步驟3所述的離子滲氮，工藝參數(shù)是爐內(nèi)溫度為450?560°C，按0.5L/min的流速通入氨氣NH3，爐內(nèi)氣壓2000 Pa;
步驟4所述的沉積純鈦過(guò)渡層，工藝參數(shù)是離子滲氮后的試件放入ABS-1600型過(guò)濾弧離子鍍?cè)O(shè)備，以純度為99.99%的鈦靶為原料，本底真空度為8 X 10 —4Pa,基體溫度為200°C，弧電流為70A，氬氣氣壓為0.6Pa，
步驟5所述的沉積鈦氮涂層，其工藝參數(shù)是弧電流70A，弧電壓20V，偏壓一 200V，總氣壓0.8Pa，氬氮?dú)怏w比例1: 8。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:使鈷鉻合金或純鈦義齒支架表面形成一種穩(wěn)定無(wú)毒且平整光滑的薄膜，具有耐磨損、抗腐蝕性能好、與基底材料的結(jié)合力強(qiáng)的特點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0007]實(shí)施例1:
一種鈷鉻合金義齒支架表面強(qiáng)化的方法，包括如下步驟: (1)用鑄造法按照20mmX1mmX2mm規(guī)格完成鈷鉻合金支架試件的制作，并打磨拋光至表面粗糙度Ra < 0.8 μ m ;
(2)將打磨好的試件依次放入蒸餾水、無(wú)水乙醇、丙酮中超聲清洗15-20min后用氮?dú)獯蹈?；再將試件置于LDMC-1型離子氮化爐中進(jìn)行離子氮化，爐內(nèi)溫度為520°C，按0.5L/min的流速通入氨氣NH3，爐內(nèi)氣壓2000 Pa，氮化時(shí)間為6小時(shí)；
(3)將離子滲氮后的試件放入ABS-1600型過(guò)濾弧離子鍍?cè)O(shè)備，以純度為99.99%的鈦靶為原料，為了增強(qiáng)膜基的結(jié)合力，先在滲氮層上沉積純Ti過(guò)渡層，并最后TiN涂層。沉積純Ti過(guò)渡層的工藝參數(shù)為:本底真空度為8X10 —4Pa,基體溫度為200°C，弧電流為70A，氬氣氣壓為0.6Pa，沉積時(shí)間為8min ;沉積TiN涂層的工藝參數(shù)為丄弧電流70A，弧電壓20V，偏壓一 200V，總氣壓0.8Pa，氬氮?dú)怏w比例1: 8，沉積時(shí)間為2h，即得表面強(qiáng)化的鈷鉻合金義齒支架。
[0008]通過(guò)上述表面強(qiáng)化后，試樣滲氮層的厚度為65 μ m,純鈦層的厚度為120nm，TiN涂層的厚度為5 μ m，使用HV-1000型顯微硬度計(jì)，載荷為0.05kg，加載時(shí)間為10s，測(cè)試膜層的硬度為1550，使用HSR-2M型告訴往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，磨球?yàn)镾iN，直徑為5mm，滑行距離為100m，滑行速度為8.3m/s,當(dāng)載荷為1N時(shí)，平均摩擦系數(shù)為0.715，磨損量為0.887g。
[0009]_實(shí)施例2
一種純鈦義齒支架表面強(qiáng)化的方法，包括如下步驟:
(1)用鑄造法按照20mmX1mmX2mm規(guī)格完成純鈦義齒支架試件的制作，并打磨拋光至表面粗糙度Ra < 0.8 μ m ;
(2)將打磨好的試件依次放入蒸餾水、無(wú)水乙醇、丙酮中超聲清洗15-20min后用氮?dú)獯蹈?；再將試件置于LDMC-1型離子氮化爐中進(jìn)行離子氮化，爐內(nèi)溫度為520°C，按0.5L/min的流速通入氨氣NH3，爐內(nèi)氣壓2000 Pa，氮化時(shí)間為2小時(shí)；
(3)將離子滲氮后的試件放入ABS-1600型過(guò)濾弧離子鍍?cè)O(shè)備，以純度為99.99%的鈦靶為原料，為了增強(qiáng)膜基的結(jié)合力，先在滲氮層上沉積純Ti過(guò)渡層，并最后TiN涂層。沉積純Ti過(guò)渡層的工藝參數(shù)為:本底真空度為8X10 —4Pa,基體溫度為200°C，弧電流為70A，氬氣氣壓為0.6Pa，沉積時(shí)間為5min ;沉積TiN涂層的工藝參數(shù)為:弧電流70A，弧電壓20V，偏壓一 200V，總氣壓0.8Pa，氬氮?dú)怏w比例1: 8，沉積時(shí)間為4h，即得表面強(qiáng)化的純鈦義齒支架。
[0010]通過(guò)上述表面強(qiáng)化后，試樣滲氮層的厚度為21 μ m，純鈦層的厚度為80nm，TiN涂層的厚度為12 μ m，使用HV-1000型顯微硬度計(jì)，載荷為0.05kg，加載時(shí)間為10s，測(cè)試膜層的硬度為1580，使用HSR-2M型告訴往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，磨球?yàn)镾iN，直徑為5mm，滑行距離為100m，滑行速度為8.3m/s,當(dāng)載荷為1N時(shí)，平均摩擦系數(shù)為0.725，磨損量為0.893g。
[0011]實(shí)施例3
一種純鈦義齒支架表面強(qiáng)化的方法，包括如下步驟:
(1)用鑄造法按照20mmX1mmX2mm規(guī)格完成純鈦義齒支架試件的制作，并打磨拋光至表面粗糙度Ra < 0.8 μ m ;
(2)將打磨好的試件依次放入蒸餾水、無(wú)水乙醇、丙酮中超聲清洗15-20min后用氮?dú)獯蹈?；再將試件置于LDMC-1型離子氮化爐中進(jìn)行離子氮化，爐內(nèi)溫度為520°C，按0.5L/min的流速通入氨氣NH3，爐內(nèi)氣壓2000 Pa，氮化時(shí)間為4小時(shí)； (3)將離子滲氮后的試件放入ABS-1600型過(guò)濾弧離子鍍?cè)O(shè)備，以純度為99.99%的鈦靶為原料，為了增強(qiáng)膜基的結(jié)合力，先在滲氮層上沉積純Ti過(guò)渡層，并最后TiN涂層。沉積純Ti過(guò)渡層的工藝參數(shù)為:本底真空度為8X10 —4Pa,基體溫度為200°C，弧電流為70A，氬氣氣壓為0.6Pa，沉積時(shí)間為8min ;沉積TiN涂層的工藝參數(shù)為:弧電流70A，弧電壓20V，偏壓一 200V，總氣壓0.8Pa，氬氮?dú)怏w比例1: 8，沉積時(shí)間為lh，即得表面強(qiáng)化的純鈦義齒支架。
[0012]通過(guò)上述表面強(qiáng)化后，試樣滲氮層的厚度為43 μ m，純鈦層的厚度為120nm，TiN涂層的厚度為3.2μπι，使用HV-1000型顯微硬度計(jì)，載荷為0.05kg，加載時(shí)間為10s，測(cè)試膜層的硬度為1510，使用HSR-2M型告訴往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，磨球?yàn)镾iN，直徑為5mm，滑行距離為100m，滑行速度為8.3m/s,當(dāng)載荷為1N時(shí)，平均摩擦系數(shù)為0.728，磨損量為0.899g。
【權(quán)利要求】
1.一種鈷鉻合金或純鈦義齒支架表面強(qiáng)化的方法其特征是包括如下步驟: (1)支架打磨拋光，將鈷鉻合金或純鈦義齒支架，打磨拋光至表面粗糙度Ra< 0.8μπι ; (2)將打磨拋光后的支架清洗吹干，將打磨好的義齒支架依次放入蒸餾水、無(wú)水乙醇、丙酮中超聲清洗15-20min后用氮?dú)獯蹈桑? (3)將支架置于離子氮化爐中進(jìn)行離子滲氮，滲氮時(shí)間1-6小時(shí)； (4)在支架上沉積純鈦過(guò)渡層，沉積時(shí)間5-8分鐘； (5)沉積鈦氮涂層，沉積時(shí)間1-4小時(shí)即成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈷鉻合金或純鈦義齒支架表面強(qiáng)化的方法，其特征是離子滲氮，工藝參數(shù)是爐內(nèi)溫度為450?560°C，按0.5L/min的流速通入氨氣NH3，爐內(nèi)氣壓2000Pa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈷鉻合金或純鈦義齒支架表面強(qiáng)化的方法，其特征是所述沉積純鈦過(guò)渡層，工藝參數(shù)是離子滲氮后的試件放入ABS-1600型過(guò)濾弧離子鍍?cè)O(shè)備，以純度為99.99%的鈦靶為原料，本底真空度為8 X 10 — 4Pa,基體溫度為200°C，弧電流為70A，氬氣氣壓為0.6Pa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈷鉻合金或純鈦義齒支架表面強(qiáng)化的方法，其特征是所述沉積鈦氮涂層，其工藝參數(shù)是弧電流70A，弧電壓20V，偏壓一 200V，總氣壓0.8Pa，氬氮?dú)怏w比例 1: 8。
5.用權(quán)利要求1-4之一制備的表面強(qiáng)化的鈷鉻合金義齒支架。
6.用權(quán)利要求1-4之一制備的表面強(qiáng)化的純鈦義齒支架。
【文檔編號(hào)】A61C13/12GK104372341SQ201410534111
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】唐震宇, 張偉一, 錢成明, 朱歸勝, 王萍, 王輝 申請(qǐng)人:桂林市口腔醫(yī)院