本發(fā)明涉及一種金屬表面熱處理工藝，尤其涉及一種不銹鋼材質(zhì)手術(shù)器械的表面熱處理工藝。

背景技術(shù)：

目前，醫(yī)療行業(yè)中制備手術(shù)器械(例如：手術(shù)刀、手術(shù)鉗、手術(shù)剪、手術(shù)鑷等)通常采用不銹鋼制造，從彈性、硬度、耐磨性、抗拉強(qiáng)度和韌性等綜合因素考慮，適合制作手術(shù)器械的不銹鋼大約只有10種，最常用的主要是馬氏體型不銹鋼，其次是奧氏體型和鐵素體型不銹鋼[1-5]。而奧氏體和鐵素體不銹鋼因不能通過熱處理硬化，導(dǎo)致其使用范圍受到限制。由于手術(shù)器械的特定用途，對(duì)其使用性能有較高要求，除了防腐蝕性能外還要考慮較高的耐磨性。因此，需要通過各種工藝提高手術(shù)器械表面的硬度從而提高其耐磨性。手術(shù)器械經(jīng)常規(guī)熱處理淬火工藝處理后，表面硬度通常在50-58HRC,且表面存在一定的變形量。除此之外，常采用在手術(shù)器械表面鍍鉻的方式提高手術(shù)器械的硬度及耐磨性。但是鍍鉻這種表面處理方法由于鍍層很薄且致密性低，在使用過程中由于碰撞沖擊，容易引起鍍層脫落，會(huì)危及患者的生命。激光表面相變硬化技術(shù)[6]，是指以高能密度的激光束照射工件表面，使其需要硬化的部位瞬間吸收光能并立即轉(zhuǎn)化為熱能，從而使激光作用區(qū)的溫度急劇上升形成奧氏體，經(jīng)隨后的快速冷卻，獲得極細(xì)小的馬氏體和其他組織的高硬化層的一種熱處理技術(shù)。

國(guó)內(nèi)目前進(jìn)行零部件表面的激光相變硬化處理時(shí)，通常依賴人工經(jīng)驗(yàn)，采用控制激光功率及激光掃描速度的方法進(jìn)行處理，此方法存在不足之處，即在激光表面相變硬化處理過程中無法精確控制激光加工溫度，而采用控制激光功率的方法造成的加工溫度波動(dòng)較大，由于醫(yī)療手術(shù)器械的刃口部位較薄，如果激光加工溫度控制不當(dāng)容易造成刃口熔化和變形等問題，導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是要提供一種獨(dú)特而有效的醫(yī)用低碳馬氏體不 銹鋼材質(zhì)手術(shù)器械的控溫激光相變硬化工藝，有效避免激光相變硬化處理過程中醫(yī)療手術(shù)器械出現(xiàn)刃口熔化和變形，從而提高手術(shù)器械加工質(zhì)量和成品率。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種醫(yī)用低碳馬氏體不銹鋼材質(zhì)手術(shù)器械的控溫激光相變硬化工藝，采用半導(dǎo)體激光器對(duì)所述的手術(shù)器械表面進(jìn)行激光相變硬化處理，處理過程中激光加工溫度設(shè)定為1500℃，激光掃描速度設(shè)定為800～1000mm/min。

所述的半導(dǎo)體激光器采用配有可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)閉環(huán)測(cè)、控溫紅外雙色控溫裝置的高功率半導(dǎo)體激光器。

所述的手術(shù)器械表面經(jīng)過所述的激光相變硬化處理后淬硬層深度達(dá)到500-580μm。

本發(fā)明采用配有可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)閉環(huán)測(cè)、控溫紅外雙色控溫裝置的高功率半導(dǎo)體激光器，通過調(diào)節(jié)激光加工溫度以及激光掃描速度兩個(gè)主要工藝參數(shù)，對(duì)經(jīng)過常規(guī)熱處理的馬氏體不銹鋼材質(zhì)(例如：40Cr13、60Cr13馬氏體不銹鋼等)表面進(jìn)行控溫激光相變硬化處理，使得激光相變硬化過程中的加工溫度可精確控制，有效避免激光相變硬化處理過程中因采用傳統(tǒng)的控制激光功率的方法所造成的加工溫度大幅波動(dòng)進(jìn)而造成的馬氏體不銹鋼醫(yī)療手術(shù)器械刃口熔化和變形等問題，從而提高工件加工質(zhì)量和成品率。通過調(diào)節(jié)激光加工溫度以及激光掃描速度兩個(gè)主要工藝參數(shù)，可以有效控制馬氏體不銹鋼材質(zhì)醫(yī)療手術(shù)器械表面的淬硬層深度以及表面硬度。

按本發(fā)明工藝處理的醫(yī)療手術(shù)器械表面，可獲得500μm左右淬硬層，并且使馬氏體不銹鋼材質(zhì)醫(yī)療手術(shù)器械表面硬度從傳統(tǒng)熱處理后的54-58HRC提高到60HRC，從而進(jìn)一步提高醫(yī)療手術(shù)器械表面硬度及耐磨性，有效延長(zhǎng)手術(shù)器械使用壽命。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。

圖1為實(shí)施例1中40Cr13激光表面相變硬化處理后的金相組織示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

采用配有可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)閉環(huán)測(cè)、控溫紅外雙色控溫裝置高功率半導(dǎo)體激光器對(duì)經(jīng)過常規(guī)熱處理的40Cr13馬氏體不銹鋼材質(zhì)表面進(jìn)行控溫激光表面相變硬化處理。激光相變硬化處理過程中，激光加工溫度設(shè)定為1500℃，激光掃描速度設(shè)定為800mm/min。通過金相分析可知，40Cr13馬氏體不銹鋼的淬硬層深度約565μm，淬硬層組織由細(xì)小的馬氏體構(gòu)成(參見圖1)。通過表面顯微硬度測(cè)量可得40Cr13馬氏體不銹鋼表面硬度由激光表面相變硬化處理前的55HRC提高到58HRC。

實(shí)施例2：

采用配有可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)閉環(huán)測(cè)、控溫紅外雙色控溫裝置高功率半導(dǎo)體激光器對(duì)經(jīng)過常規(guī)熱處理的60Cr13馬氏體不銹鋼材質(zhì)的手術(shù)鉗表面進(jìn)行控溫激光表面相變硬化處理。激光相變硬化處理過程中，激光加工溫度設(shè)定為1500℃，激光掃描速度設(shè)定為1000mm/min。通過金相分析可知，60Cr13馬氏體不銹鋼的淬硬層深度約500μm，淬硬層組織由細(xì)小的馬氏體構(gòu)成。通過表面顯微硬度測(cè)量可得60Cr13馬氏體不銹鋼表面硬度由激光表面相變硬化處理前的58HRC提高到60HRC。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。