一种医用口腔畸正钳及医用口腔畸正钳刀口的加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医疗器械中的钳、剪、刀类产品，特别涉及一种医用口腔畸正钳及医用 口腔畸正钳刀口的加工方法。
【背景技术】
[0002] 口腔畸正钳是牙科手术中常用的医疗器械，全套口腔手术钳共有20余种不同规 格，分别用于不同直径冷作不锈钢及钛合金等高级金属丝的折弯、扭绞及剪切。手术钳在口 腔内操作，要求手术器械便于清洁与消毒，抗腐蚀性能要求高。因而一般采用高级不锈钢经 淬火提高刃口的硬度，此方法存在刃口硬度不够而钳体硬度过高，使用过程中钳柄易断裂 而刃口塌的现象；其此采用钛合金或不锈钢作本体，采用在刃口镶焊硬质合金片，提高刃口 的硬度和耐磨性，但由于合金片与基体结合力差，导致使用过程中出现刃口崩裂或剥落；由 于合金片、镶嵌材料与基体为异种材质，存在电位差，导致手术钳消毒时镶嵌处极易出现锈 蚀。
[0003] 虽然已有发明专利"发明名称：一种医用钳及医用钳刀口的加工方法，公告号： 101940488 B"涉及医用钳刀口的加工方法，采用了激光熔覆镍基合金材料（C :0. 6~1. 0， Cr :14~18, Si :3.5~5.5, Β:3·0~4.5, Fe :0~15,余量为Ni)作为刃口，但从其材料 成分配比看，属于热喷涂的Ni60商品粉末，不适用激光熔覆，即无论采用什么激光工艺参 数，熔覆层均容易出现裂纹，其次，该专利激光熔覆前需在钳体毛坯开一凹槽，工艺复杂，难 以适应于医用钳制造与使用性能要求。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述的技术问题，本发明的第一个目的是提供一种医用口腔畸正钳，该 医用口腔畸正钳的刀口具有高硬度兼具韧性与耐蚀性能，使得医用钳的使用寿命与性能大 幅提升。本发明的第二个目的是提供一种医用口腔畸正钳刀口的加工方法。
[0005] 为了实现上述第一个发明目的，本发明采用了以下的技术方案： 一种医用口腔畸正钳，包括作为钳头的基体，在基体上激光熔覆有合金粉末形成的刀 口，所述的刀口采用铁基合金粉末制成，所述的铁基合金粉末是由c、Cr、W、Mo、Ni、Si、Nb、 B、RE和Fe熔炼、制粉而成，其中，C的重量百分比为0. 40~0. 50, Cr的重量百分比为20~ 25, W的重量百分比为3. 5~5. 5, Mo的重量百分比为1. 0~1. 5, Ni的重量百分比为2~ 4, Si的重量百分比为1. 5~2. 0，B的重量百分比为0. 5~1. 0，Nb的重量百分比为1. 0~ 2. 50, RE的重量百分比为0. 2~0. 8,余量为Fe。
[0006] 为了实现上述第二个发明目的，本发明采用了以下的技术方案： 一种医用口腔畸正钳刀口的加工方法，先将钳毛坯压制成长方体，且压制成型后的钳 毛坯高度比压制成型前的钳毛坯高度低0. 6~0. 8mm，然后采用波长为900~1064nm的激 光器，并且将铁基合金粉末的送粉量调整为20~30g/min，激光器的功率密度为10000~ 14500w/cm2,激光扫描速度为5~12mm/s，在钳毛坯的刃口部位单道熔覆成高度为0. 8~ 1.2mm的合金层，最后将熔覆有合金层的钳毛坯用线切割或磨制成刀口形状，其中，所述的 铁基合金粉末是由C、Cr、W、Mo、Ni、Si、Nb、B、RE和Fe混合而成，其中，C的重量百分比为 0. 40~0. 50, Cr的重量百分比为20~25, W的重量百分比为3. 5~5. 5, Mo的重量百分比 为1. 0~1. 5, Ni的重量百分比为2~4, Si的重量百分比为1. 5~2. 0，B的重量百分比为 0. 5~1. 0, Nb的重量百分比为1. 0~2. 50, RE的重量百分比为0. 2~0. 8,余量为Fe。
[0007] -种医用口腔畸正钳刀口的加工方法，先在基体加工出一个凹槽，在凹槽内填充 合金粉末，通过激光熔覆将合金粉末熔覆在凹槽中形成熔覆层，围绕熔覆层用电火花线切 割或磨加工将多余材料切除后，形成刀口；所述的基体采用通过淬火能获得HRC30以上 的低碳不锈钢材料制成；所述的刀口采用铁基合金粉末制成，所述的铁基合金粉末是由C、 Cr、W、Mo、Ni、Si、Nb、B、RE和Fe等元素经熔炼、制粉而成，其中，C的重量百分比为0. 40~ 0. 50, Cr的重量百分比为20~25, W的重量百分比为3. 5~5. 5, Mo的重量百分比为1. 0~ 1. 5, Ni的重量百分比为2~4, Si的重量百分比为1. 5~2. 0，B的重量百分比为0. 5~ 1. 0, Nb的重量百分比为1. 0~2. 50, RE的重量百分比为0. 2~0. 8,余量为Fe。
[0008] 本发明的优势是所采用的合金粉末配方具有高硬度与耐蚀性能，故本发明的医用 钳硬度高，不易崩口、脱落，消毒与使用过程中不会生锈，适用于医疗器械的生产且医用钳 的使用寿命与性能大幅提升；同时本发明的医用钳的加工工艺简单，省去了镶嵌合金片或 激光熔覆合金时的预开凹槽的繁琐工艺过程。
[0009] 本发明的刃口所采用的合金粉末配比为适应高功率密度激光熔覆特点，设计的成 份属中碳高合金范畴，在激光熔覆过程中使其形成适量的铬、钨、钼等的碳化物含量，减少Si、B含量，有利于提高刃口的硬度；由于铬、钨、钼等碳化物的形成消耗了部分碳量，使基 体成为具有韧性的低碳马氏体；同时高的含铬量，使得刃口的耐蚀性能优于基体。
[0010] 另外本发明的合金粉末配比中加入Nb元素，增加了金属碳化物的稳定性，并使显 微组织的晶粒度更细化，提高刃口的韧性，使刃口在具备高硬度的同时不易崩口与断裂。该 粉末既可用于各类畸正钳刃口的熔覆，也可用于高档手术刀刃口及其它医疗器械耐磨损部 位的激光熔覆。
【附图说明】
[0011] 图1是本发明的刃口部位与合金层的熔覆示意图。
[0012] 图2是本发明加工成型的基体与刀口的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做一个详细的说明。
[0014] 实施例一 如图1和图2所示的一种医用口腔畸正钳及医用口腔畸正钳刀口的加工方法，包括以 下步骤： 1、按合金元素的化学组成（重量百分比）C :0. 4%，Cr :22%，W :3. 5%，Mo :1. 5%，Ni :2%，Si : 1. 5%，B :0. 6%，Nb :1. 5%，RE :0. 3%和Fe :余量。计算铬铁、钨钼铁、硅铁、硼铁等各中间合金 的加入量(计算时考虑各元素的不同烧损率)。
[0015] 2、按常规方法置中频炉中熔炼、制粉，即按计算量加入高熔点元素与各中间合 金(铬铁、钼铁、硼铁等）于中频炉中，加热至1400~1500°C，除渣、精炼后加入稀士 RE (为 Ce、La混合稀土）并均匀化；于1400°C左右进行气雾化制粉，粉末干燥后过筛并保存，选 用-140+325目的粉末。
[0016] 3、将细丝末端切断钳毛还的刃口处高度压制成4. 8 mm (比图纸尺寸少0. 8 mm)。
[0017] 4、采用波长976nm的激光器，选用上述的粉末，调送粉量至25g/min，功率密度为 llOOOw/cm2,激光扫描速度为6mm/s，在刃口处单道熔覆成高度约为1. 2毫米的合金层。
[0018] 5、将毛坯用线切割或磨制成刃口。
[0019] 该合金粉末配比经熔覆后其刃口合金层的硬度HRC59~63。细丝的剪切试验寿命 大于10. 5万次。
[0020] 实施例二 如图1和图2所示的一种医用口腔畸正钳及医用口腔畸正钳刀口的加工方法，包括以 下步骤： 1、按合金元素的化学组成（重量百分比）C :0. 45%，Cr :25%，W :4. 0%，Mo :1. 5%，Ni :3%， Si :2. 0%，B :0. 5%，Nb :2. 5%，RE :0. 5%和Fe :余量。计算铬铁、钨钼铁、硅铁、硼铁等各中间 合金的加入量(计算时考虑各元素的不同烧损率)。
[0021] 2、按常规方法置中频炉中熔炼、制粉，即按计算量加入高熔点元素与各中间合 金(铬铁、钼铁、硼铁等）于中频炉中，加热至1400~1500°C，除渣、精炼后加入稀士 RE (为 Ce、La混合稀土）并均匀化；于1400°C左右进行气雾化制粉，粉末干燥后过筛并保存，选 用-140+325目的粉末。
[0022] 3、细丝末端切断钳毛还的刃口处高度压制成5. 0 mm (比图纸尺寸少0. 6 mm)。
[0023] 4、采用1064nm的激光器，选用上述的粉末，调送粉量至25g/min，功率密度为 13000w/cm2,激光扫描速度为7mm/s，在刃口处单道熔覆成高度约为1. 0毫米的合金层。
[0024] 5、将毛坯用线切割或磨制成刃口。
[0025] 该粉末配比经熔覆后其刃口的硬度HRC62~66。细丝的剪切试验寿命大于11. 5万 次。
[0026] 实施例三 如图1和图2所示的一种医用口腔畸正钳及医用口腔畸正钳刀口的加工方法，包括以 下步骤： 1、按合金元素的化学组成（重量百分比）C :0. 6%，Cr :28%，W :4. 0%，M〇 :1. 5%，Ni :3%，Si : 2. 0%，B :0. 5%，Nb :2. 5%，RE :0. 5%和Fe :余量。计算铬铁、钨钼铁、硅铁、硼铁等各中间合金 的加入量(计算时考虑各元素的不同烧损率)。
[0027] 2、按常规方法置中频炉中熔炼、制粉，即按计算量加入高熔点元素与各中间合 金(铬铁、钼铁、硼铁等）于中频炉中，加热至1400~1500°C，除渣、精炼后加入稀士 RE (为 Ce、La混合稀土）并均匀化；于1400°C左右进行气雾化制粉，粉末干燥后过筛并保存，选 用-140+325目的粉末。
[0028] 3、细丝末端切断钳毛还的刃口处高度压制成5. 0 mm (比图纸尺寸少0. 6 mm)。
[0029] 4、采用1064nm的激光器，选用上述的粉末，调送粉量至25g/min，功率密度为 13000w/cm2,激光扫描速度为7mm/s，在刃口处单道熔覆成高度约为1. 0毫米的合金层。
[0030] 5、将毛坯用线切割或磨制成刃口。
[0031] 该粉末配比经熔覆后其刃口的硬度HRC64~67,熔覆过程出裂纹。细丝的剪切试验 寿命1. 1万次。