專利名稱：：牙科用高速渦輪車針及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于牙科工具或器械領(lǐng)域。主要適用于牙科齲齒的治療過程。齒科用高速渦輪車針(俗稱鉆頭)是治療齲齒過程中用于病牙開洞、造型和打磨等必備的常用工具。根據(jù)使用要求，不同規(guī)格和尺寸的這種高速渦輪車針有幾十個(gè)品種，且屬于消耗品，需求量很大。這種車針裝在高速渦輪車頭上，在30萬轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速條件下工作，不僅要求車針有較高的強(qiáng)度和韌性，而且要求刃頭的切削力強(qiáng)，耐磨性好。目前，國內(nèi)外使用的齒科用高速渦輪車針是一種組裝式結(jié)構(gòu)，由針體和刃頭兩部分組成。通常針體采用不銹鋼等制成，刃頭則用碳化鎢硬質(zhì)合金制成，通過焊接組裝在一起，成為高速渦輪車針。這種車針具有如下缺點(diǎn)焊接時(shí)針體與硬質(zhì)合金刃頭兩者的同心度難于保證，故使用時(shí)易斷頭或折斷;制造刃頭的碳化鎢硬度高，脆性大，故加工困難，成品率低;焊接工藝精細(xì)復(fù)雜，針體與刃頭的結(jié)合強(qiáng)度不易保證，也易出現(xiàn)斷頭。美國專利US4708653介紹了一種車針表面處理方法。主要特點(diǎn)是在專用設(shè)備上，采用磁控濺射手段在刃頭表面濺射一層C-B無序涂層。其優(yōu)點(diǎn)是能在原車針性能基礎(chǔ)上提高耐磨性。但需成套的真空設(shè)備、變壓裝置及電器控制設(shè)備等，投資大，且能耗和成本都高，整體涂層質(zhì)量不易控制。它只適用于對齒科填充材料的打磨拋光。本發(fā)明的目的在于提供一種刃頭表面滲硼的新車針及其制造方法。針對上述目的，本發(fā)明的主要技術(shù)方案是采用整體型結(jié)構(gòu)和表面滲硼處理。以不銹鋼或其它鋼種的棒材、線材為原料，根據(jù)不同車針的型號和刃頭形狀要求加工成整體車針，即針體和刃頭為一體，然后在專用車床上，將刃頭直接開刃成所需的形狀，接著進(jìn)行表面滲硼強(qiáng)化處理。經(jīng)滲硼工藝處理后，刃頭表面獲得一定厚度的致密硼化物層，硼化物一般由FeB+Fe2B雙相或Fe2B單相組成。滲硼層的特性就決定于這些硼化物的性質(zhì)。這些硼化物具有如下特性刃頭表面滲硼后，具有很高的硬度，相當(dāng)于甚至高于現(xiàn)有碳化鎢刃頭的硬度，因而具有足夠的耐磨性;另外，滲硼層在酸、堿和鹽的溶液中都具有較高的耐蝕性。本發(fā)明以采用粉末固體滲硼為主，也可采用氣體滲硼、電解滲硼、離子滲硼。粉末固體滲硼的滲劑由供硼劑、活化劑和填充劑組成。供硼劑的作用是供應(yīng)硼源，主要采用非晶質(zhì)硼、碳化硼、硼鐵合金等;活化劑的主要作用是提高滲劑的活性，產(chǎn)生氣態(tài)化合物，促進(jìn)和加速滲硼過程，主要采用氟硼酸鹽，碳酸鹽等;填充劑是滲硼劑中的載體，使供硼劑、活化劑能均勻分布在其中，保證滲硼層的均勻性，主要采用碳化硅、三氧化二鋁等。三種滲劑的配比(重量%)如下供硼劑3～10%，活化劑4～10%，填充劑80～93%。滲硼工藝參數(shù)主要是控制滲硼溫度和時(shí)間。粉末固體滲硼溫度為750～950℃，保溫時(shí)間為3～7小時(shí)。本發(fā)明由于采用不銹鋼及其它鋼種為整體型針體的原料，在針體上直接開刃加工成刃頭，并經(jīng)表面滲硼處理。因此，該車針不僅具有優(yōu)異強(qiáng)度和韌性，而且刃頭有足夠的硬度和鋒利度。克服了碳化鎢刃頭車針焊接同心度難于保證、結(jié)合強(qiáng)度及韌性不夠，刃頭易折斷和工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)，確保在臨床使用中無斷頭現(xiàn)象;同時(shí)，加工簡單，成本低。實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明上述技術(shù)方案，進(jìn)行了三批齒科用高速渦輪車針的試制和臨床使用試驗(yàn)。首先分別采用了2Crl3、1Crl8Ni9Ti不銹鋼和4oCr結(jié)構(gòu)鋼為針體材料，在專用車床上加工，其中一頭加工成所需形狀的刃頭。然后在箱式爐上分三批對其刃頭表面進(jìn)行粉末固體滲硼強(qiáng)化處理。三批針體試料及滲硼處理所采用的滲劑成分及配比如表1所示，滲硼工藝參數(shù)及滲硼后三批產(chǎn)品的刃頭硬度及臨床使用效果如表2所示。表1、實(shí)施例所用試料及滲劑成分配比(重量％)</tables>權(quán)利要求1.一種齒科用的高速渦輪車針，其特征在于車針為整體型結(jié)構(gòu)，即針體與刃頭由同一材料制成一體；車針的刃頭表面含有一層致密的滲硼層(硼化物層)。2.一種用于制造權(quán)利要求1所述車針的方法，其特征在于車針刃頭表面進(jìn)行滲硼強(qiáng)化處理。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于滲硼強(qiáng)化處理主要采用粉末固體滲硼，也可采用氣體滲硼、電解滲硼、離子滲硼。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其特征在于粉末固體滲硼的滲劑的組成配比(重量%)為供硼劑3～10%，活化劑4～10%，填充劑80～93%。5.根據(jù)權(quán)利要求3和4所述的制造方法，其特征在于粉末固體滲硼的工藝參數(shù)為滲硼溫度750～950℃，保溫時(shí)間3～7小時(shí)。全文摘要本發(fā)明提供了一種牙科用的高速渦輪車針及其制造方法。其特征是車針采用整體型結(jié)構(gòu)，即針體與刃頭由不銹鋼或其它鋼種等制成一體。并對其刃頭表面進(jìn)行滲硼強(qiáng)化處理，使刃頭表面獲得一定厚度的致密硼化物層。該硼化物層的特點(diǎn)是硬度高，耐磨性優(yōu)異，有足夠的鋒利度和使用壽命，它克服了焊接組裝的碳化鎢車針的一系列缺點(diǎn)，且工藝簡單，成本低。文檔編號A61C3/02GK1050135SQ9010873公開日1991年3月27日申請日期1990年11月3日優(yōu)先權(quán)日1990年11月3日發(fā)明者孟慶恩,孫福玉,高振英,曾乃才,楊師信,宋玉珩,徐溫崇,王勃生,張文萊申請人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院