不锈钢手术刀(剪)刃口强化技术研究
本文关键词:不锈钢手术刀(剪)刃口强化技术研究
【摘要】:3Cr13不锈钢为手术刀剪主要用的材料,它的耐蚀性基本符合要求,目前主要存在的问题是耐磨性差。为了改善耐用度,国外采用涂层等技术进行强化,国内对此有一定差距。经过深入分析,最终选用的提高手术刀(剪)刃口耐用度的强化技术是盐浴复合处理技术,盐浴复合处理技术是一种先进的表面技术,其实质是渗氮(碳)加氧化。这种液体渗氮技术可以使工件几乎不变形,处理时间短、还节能、节约成本、元素经济、对环境无污染、适用范围广。同时还可以提高金属表面的耐磨性、抗蚀性,同时本课题首先对3Cr13不锈钢进行淬火和回火工艺优化,找出手术刀(剪)刃口合适的淬火温度、淬火保温时间、回火温度等,接着考虑到3Cr13不锈钢表面有一层钝化膜,于是研究了盐浴复合处理技术中预热方式对渗层组织、渗层厚度、硬度、耐蚀性能的影响。接着考虑到氮化温度、氮化保温时间是盐浴复合处理技术重要参数,于是为了找出最合适的氮化温度和氮化保温时间,研究了氮化温度、氮化保温时间对渗层组织、渗层硬度、渗层脆性、基体硬度、基体脆性的影响。再接着制作出模拟的手术刀(剪)刀片,对刃口进行锋利度、耐用度测试并和未盐浴复合处理的进行比较。研究结果表明:3Cr13不锈钢经过1020℃淬火15min硬度为560.52hv0.1,与资料上查阅到的3cr13不锈钢常规热处理最高硬度53~54hrc较为接近。1020℃淬火保温时间15min硬度分布较为均匀。3cr13钢1020℃淬火保温时间15min油冷、200℃回火2h空冷后的硬度硬度值大于550hv0.1,耐蚀性能符合制定的手术刀(剪)刃口耐腐蚀性要求,可以作为制作手术刀(剪)刃口的淬回火工艺参数。1020℃淬火保温时间15min,470℃、480℃、490℃表面硬度都在550hv0.1附近,耐蚀性能符合制定的手术刀(剪)刃口耐腐蚀性要求,也可以作为制作手术刀(剪)刃口的淬回火工艺参数。3cr13不锈钢不预热会造成不锈钢渗层组织不均匀、渗层薄、耐蚀性能差,进行空气炉预热会提高渗层厚度,使渗层组织变均匀,提高耐蚀性。(氮化温度480℃、500℃、520℃、540℃)盐浴复合处理,,固定氮化保温时间2h以及其他工艺参数,得到渗层组织都较为致密、均匀,渗层厚度随着氮化温度增加而增加(呈几乎线性),渗层脆性随着氮化温度增加而逐渐加重,渗层硬度测量值都在900~1000hv0.1,基体硬度随着氮化温度的提高先缓慢下降再极速下降,500℃氮化温度为拐点,随着氮化温度增加基体脆性逐渐加重;(氮化保温时间2h、3h、4h)盐浴复合处理,固定氮化温度500℃和其他工艺参数,所得渗层组织都较为均匀、致密,渗层厚度是随着氮化保温时间的增加而增加,渗层脆性也随着氮化保温时间的延长而增加,测量的渗层硬度的测量值都在900至1000hv0.1,基体硬度随着渗氮保温时间的提高而缓慢下降,基体脆性随着渗氮保温时间的提高而几乎无变化;经过综合考虑,得出氮化温度和氮化保温时间工艺优化参数为:氮化温度为500℃,氮化保温时间为3h。性能测试发现:经过工艺优化参数的盐浴复合处理,3Cr13不锈钢刀片刃口锋利度明显提高,耐用度大大提高,耐蚀性能不是很差。
【关键词】:手术刀(剪) 3Cr13不锈钢 耐用度
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TG174.4
【目录】:
- 摘要4-7
- ABSTRACT7-11
- 第一章 绪论11-20
- 1.1 课题的研究背景11-12
- 1.2 国内外研究现状12
- 1.3 表面技术12-18
- 1.3.1 施加覆盖层技术13-16
- 1.3.2 表面改性技术16-18
- 1.4 研究内容及意义18-19
- 1.5 预期目标19-20
- 第二章 实验工艺设计、设备及测试方法20-27
- 2.1 引言20
- 2.2 表面技术的选择20-22
- 2.2.1 表面强化技术强化后手术刀(剪)应满足的要求20
- 2.2.2 表面技术的选择20-22
- 2.3 选择的盐浴复合处理技术实验用盐、工艺过程、工艺参数范围22-24
- 2.3.1 盐浴复合处理技术实验用盐22-23
- 2.3.2 实验中盐浴复合处理技术工艺过程23-24
- 2.4 模拟手术刀剪刃口制作材料的选择24
- 2.5 实验中的主要设备24-25
- 2.6 实验分析及测试方法25-27
- 2.6.1 金相分析25
- 2.6.2 显微硬度测试25
- 2.6.3 模拟手术刀(剪)刃口锋利度测试25-26
- 2.6.4 模拟手术刀(剪)刃口耐用度测试26
- 2.6.5 耐蚀性测试26-27
- 第三章 强化层制备27-48
- 3.1 引言27
- 3.2 3Cr13不锈钢常规热处理研究27-33
- 3.2.1 3Cr13不锈钢淬火工艺参数的选择28
- 3.2.2 3Cr13不锈钢淬火试验实验结果与分析28-29
- 3.2.3 3Cr13不锈钢回火工艺参数的选择29
- 3.2.4 3Cr13不锈钢回火试验实验结果与分析29-33
- 3.3 3Cr13不锈钢不同预热方式对渗层组织、硬度和耐蚀性能的影响33-36
- 3.3.1 预热方式对渗层组织的影响的实验结果与分析34
- 3.3.2 预热方式对硬度的影响的实验结果与分析34-35
- 3.3.3 预热方式对耐蚀性能的影响的实验结果与分析35-36
- 3.4 盐浴复合处理氮化温度和氮化时间工艺优化36-46
- 3.4.1 固定氮化保温时间 2h不同氮化温度下渗层组织的实验结果与分析2737-38
- 3.4.2 固定氮化保温时间 2h不同氮化温度下渗层硬度和脆性的实验结果与分析38-40
- 3.4.3 固定氮化保温时间 2h不同氮化温度下基体硬度的实验结果与分析40
- 3.4.4 固定氮化时间 2h不同氮化温度下基体脆性的实验结果与分析40-42
- 3.4.5 固定氮化温度 500℃不同渗氮保温时间下渗层组织的实验结果与分析3242-43
- 3.4.6 固定氮化温度 500℃不同渗氮保温时间下渗层脆性和渗层硬度的实验结果与分析43-44
- 3.4.7 固定氮化温度 500℃不同渗氮保温时间下基体硬度的实验结果与分析3444-45
- 3.4.8 固定氮化温度 500℃不同渗氮保温时间下基体脆性的实验结果与分析45-46
- 3.5 本章小结46-48
- 第四章 模拟手术刀(剪)刃口锋利度、耐用度测试48-51
- 4.1 引言48-49
- 4.2 模拟手术刀(剪)刃口的锋利度测试49-50
- 4.3 模拟手术刀(剪)刃口的耐用度测试50
- 4.4 模拟手术刀(剪)刃口的腐蚀性能评估50
- 4.5 本章小结50-51
- 第五章 结论51-53
- 参考文献53-57
- 攻读学位期间发表的论文57-58
- 致谢58
【参考文献】
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,本文编号:749686
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