论文部分内容阅读
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。