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，導致其使用范圍受到限制。由于手術(shù)器械的特定用途，對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)。

國內(nèi)目前進行零部件表面的激光相變硬化處理時，通常依賴人工經(jīng)驗，采用控制激光功率及激光掃描速度的方法進行處理，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容易造成刃口熔化和變形等問題，導致產(chǎn)品報廢。

技術(shù)實現(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，采用半導體激光器對所述的手術(shù)器械表面進行激光相變硬化處理，處理過程中激光加工溫度設定為1500℃，激光掃描速度設定為800～1000mm/min。

所述的半導體激光器采用配有可以實現(xiàn)實時閉環(huán)測、控溫紅外雙色控溫裝置的高功率半導體激光器。

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到500-580μm。

本發(fā)明采用配有可以實現(xiàn)實時閉環(huán)測、控溫紅外雙色控溫裝置的高功率半導體激光器，通過調(diào)節(jié)激光加工溫度以及激光掃描速度兩個主要工藝參數(shù)，對經(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進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，從而進一步提高醫(yī)療手術(shù)器械表面硬度及耐磨性，有效延長手術(shù)器械使用壽命。

附圖說明

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

圖1為實施例1中40Cr13激光表面相變硬化處理后的金相組織示意圖。

具體實施方式

實施例1：

采用配有可以實現(xiàn)實時閉環(huán)測、控溫紅外雙色控溫裝置高功率半導體激光器對經(jīng)過常規(guī)熱處理的40Cr13馬氏體不銹鋼材質(zhì)表面進行控溫激光表面相變硬化處理。激光相變硬化處理過程中，激光加工溫度設定為1500℃，激光掃描速度設定為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，淬硬層組織由細小的馬氏體構(gòu)成(參見圖1)。通過表面顯微硬度測量可得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。

實施例2：

采用配有可以實現(xiàn)實時閉環(huán)測、控溫紅外雙色控溫裝置高功率半導體激光器對經(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，激光加工溫度設定為1500℃，激光掃描速度設定為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，淬硬層組織由細小的馬氏體構(gòu)成。通過表面顯微硬度測量可得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)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，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，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應所述以權(quán)利要求的保護范圍為準。