牙科用高速涡轮车针及其制造方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN90108737.8

申请日:

1990.11.03

公开号:

CN1050135A

公开日:

1991.03.27

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

|||授权|||公开|||

IPC分类号:

A61C3/02; C23C8/70

主分类号:

A61C3/02; C23C8/70

申请人:

冶金工业部钢铁研究总院;

发明人:

孟庆恩; 孙福玉; 高振英; 曾乃才; 杨师信; 宋玉珩; 徐温崇; 王勃生; 张文莱

地址:

100081北京市学院南路76号

优先权:

专利代理机构:

冶金专利事务所

代理人:

成光祜

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内容摘要

本发明提供了一种牙科用的高速涡轮车针及其制造方法。其特征是车针采用整体型结构,即针体与刃头由不锈钢或其它钢种等制成一体。并对其刃头表面进行渗硼强化处理,使刃头表面获得一定厚度的致密硼化物层。该硼化物层的特点是硬度高,耐磨性优异,有足够的锋利度和使用寿命,它克服了焊接组装的碳化钨车针的一系列缺点,且工艺简单,成本低。

权利要求书

1: 一种齿科用的高速涡轮车针,其特征在于车针为整体型结构,即针体与刃头由同一材料制成一体;车针的刃头表面含有一层致密的渗硼层(硼化物层)。
2: 一种用于制造权利要求1所述车针的方法,其特征在于车针刃头表面进行渗硼强化处理。
3: 根据权利要求2所述的方法,其特征在于渗硼强化处理主要采用粉末固体渗硼,也可采用气体渗硼、电解渗硼、离子渗硼。
4: 根据权利要求3所述的制造方法,其特征在于粉末固体渗硼的渗剂的组成配比(重量%)为:供硼剂3~10%,活化剂4~10%,填充剂80~93%。
5: 根据权利要求3和4所述的制造方法,其特征在于粉末固体渗硼的工艺参数为:渗硼温度750~950℃,保温时间3~7小时。

说明书


本发明属于牙科工具或器械领域。主要适用于牙科龋齿的治疗过程。

    齿科用高速涡轮车针(俗称钻头)是治疗龋齿过程中用于病牙开洞、造型和打磨等必备的常用工具。根据使用要求,不同规格和尺寸的这种高速涡轮车针有几十个品种,且属于消耗品,需求量很大。

    这种车针装在高速涡轮车头上,在30万转/分钟的转速条件下工作,不仅要求车针有较高的强度和韧性,而且要求刃头的切削力强,耐磨性好。

    目前,国内外使用的齿科用高速涡轮车针是一种组装式结构,由针体和刃头两部分组成。通常针体采用不锈钢等制成,刃头则用碳化钨硬质合金制成,通过焊接组装在一起,成为高速涡轮车针。这种车针具有如下缺点:焊接时针体与硬质合金刃头两者的同心度难于保证,故使用时易断头或折断;制造刃头的碳化钨硬度高,脆性大,故加工困难,成品率低;焊接工艺精细复杂,针体与刃头的结合强度不易保证,也易出现断头。

    美国专利US4708653介绍了一种车针表面处理方法。主要特点是在专用设备上,采用磁控溅射手段在刃头表面溅射一层C-B无序涂层。其优点是能在原车针性能基础上提高耐磨性。但需成套的真空设备、变压装置及电器控制设备等,投资大,且能耗和成本都高,整体涂层质量不易控制。它只适用于对齿科填充材料的打磨抛光。

    本发明的目的在于提供一种刃头表面渗硼的新车针及其制造方法。

    针对上述目的,本发明的主要技术方案是采用整体型结构和表面渗硼处理。以不锈钢或其它钢种的棒材、线材为原料,根据不同车针的型号和刃头形状要求加工成整体车针,即针体和刃头为一体,然后在专用车床上,将刃头直接开刃成所需的形状,接着进行表面渗硼强化处理。

    经渗硼工艺处理后,刃头表面获得一定厚度的致密硼化物层,硼化物一般由FeB+Fe2B双相或Fe2B单相组成。渗硼层的特性就决定于这些硼化物的性质。这些硼化物具有如下特性:刃头表面渗硼后,具有很高的硬度,相当于甚至高于现有碳化钨刃头地硬度,因而具有足够的耐磨性;另外,渗硼层在酸、碱和盐的溶液中都具有较高的耐蚀性。

    本发明以采用粉末固体渗硼为主,也可采用气体渗硼、电解渗硼、离子渗硼。

    粉末固体渗硼的渗剂由供硼剂、活化剂和填充剂组成。供硼剂的作用是供应硼源,主要采用非晶质硼、碳化硼、硼铁合金等;活化剂的主要作用是提高渗剂的活性,产生气态化合物,促进和加速渗硼过程,主要采用氟硼酸盐,碳酸盐等;填充剂是渗硼剂中的载体,使供硼剂、活化剂能均匀分布在其中,保证渗硼层的均匀性,主要采用碳化硅、三氧化二铝等。

    三种渗剂的配比(重量%)如下:供硼剂3~10%,活化剂4~10%,填充剂80~93%。

    渗硼工艺参数主要是控制渗硼温度和时间。粉末固体渗硼温度为750~950℃,保温时间为3~7小时。

    本发明由于采用不锈钢及其它钢种为整体型针体的原料,在针体上直接开刃加工成刃头,并经表面渗硼处理。因此,该车针不仅具有优异强度和韧性,而且刃头有足够的硬度和锋利度。克服了碳化钨刃头车针焊接同心度难于保证、结合强度及韧性不够,刃头易折断和工艺复杂等缺点,确保在临床使用中无断头现象;同时,加工简单,成本低。

    实施例

    根据本发明上述技术方案,进行了三批齿科用高速涡轮车针的试制和临床使用试验。

    首先分别采用了2Crl3、1Crl8Ni9Ti不锈钢和4oCr结构钢为针体材料,在专用车床上加工,其中一头加工成所需形状的刃头。然后在箱式炉上分三批对其刃头表面进行粉末固体渗硼强化处理。

    三批针体试料及渗硼处理所采用的渗剂成分及配比如表1所示,渗硼工艺参数及渗硼后三批产品的刃头硬度及临床使用效果如表2所示。

    表1、实施例所用试料及渗剂成分配比(重量%)批号试料所用钢材渗    剂    (重量%)供硼剂活化剂填充剂12Cr13碳化硼5氟硼酸盐4石墨2Sic8921Cr18Ni9Ti碳化硼7氟硼酸盐7A12O310Sic76340Cr碳化硼6氟硼酸盐5碳酸盐3A12O310Sic76

    

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本发明提供了一种牙科用的高速涡轮车针及其制造方法。其特征是车针采用整体型结构,即针体与刃头由不锈钢或其它钢种等制成一体。并对其刃头表面进行渗硼强化处理,使刃头表面获得一定厚度的致密硼化物层。该硼化物层的特点是硬度高,耐磨性优异,有足够的锋利度和使用寿命,它克服了焊接组装的碳化钨车针的一系列缺点,且工艺简单,成本低。。

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