本文關鍵詞：不銹鋼手術刀（剪）刃口強化技術研究

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【摘要】：3Cr13不銹鋼為手術刀剪主要用的材料,它的耐蝕性基本符合要求,目前主要存在的問題是耐磨性差。為了改善耐用度,國外采用涂層等技術進行強化,國內對此有一定差距。經過深入分析,最終選用的提高手術刀(剪)刃口耐用度的強化技術是鹽浴復合處理技術,鹽浴復合處理技術是一種先進的表面技術,其實質是滲氮(碳)加氧化。這種液體滲氮技術可以使工件幾乎不變形,處理時間短、還節(jié)能、節(jié)約成本、元素經濟、對環(huán)境無污染、適用范圍廣。同時還可以提高金屬表面的耐磨性、抗蝕性,同時本課題首先對3Cr13不銹鋼進行淬火和回火工藝優(yōu)化,找出手術刀(剪)刃口合適的淬火溫度、淬火保溫時間、回火溫度等,接著考慮到3Cr13不銹鋼表面有一層鈍化膜,于是研究了鹽浴復合處理技術中預熱方式對滲層組織、滲層厚度、硬度、耐蝕性能的影響。接著考慮到氮化溫度、氮化保溫時間是鹽浴復合處理技術重要參數(shù),于是為了找出最合適的氮化溫度和氮化保溫時間,研究了氮化溫度、氮化保溫時間對滲層組織、滲層硬度、滲層脆性、基體硬度、基體脆性的影響。再接著制作出模擬的手術刀(剪)刀片,對刃口進行鋒利度、耐用度測試并和未鹽浴復合處理的進行比較。研究結果表明:3Cr13不銹鋼經過1020℃淬火15min硬度為560.52hv0.1,與資料上查閱到的3cr13不銹鋼常規(guī)熱處理最高硬度53~54hrc較為接近。1020℃淬火保溫時間15min硬度分布較為均勻。3cr13鋼1020℃淬火保溫時間15min油冷、200℃回火2h空冷后的硬度硬度值大于550hv0.1,耐蝕性能符合制定的手術刀(剪)刃口耐腐蝕性要求,可以作為制作手術刀(剪)刃口的淬回火工藝參數(shù)。1020℃淬火保溫時間15min,470℃、480℃、490℃表面硬度都在550hv0.1附近,耐蝕性能符合制定的手術刀(剪)刃口耐腐蝕性要求,也可以作為制作手術刀(剪)刃口的淬回火工藝參數(shù)。3cr13不銹鋼不預熱會造成不銹鋼滲層組織不均勻、滲層薄、耐蝕性能差,進行空氣爐預熱會提高滲層厚度,使?jié)B層組織變均勻,提高耐蝕性。(氮化溫度480℃、500℃、520℃、540℃)鹽浴復合處理,,固定氮化保溫時間2h以及其他工藝參數(shù),得到滲層組織都較為致密、均勻,滲層厚度隨著氮化溫度增加而增加(呈幾乎線性),滲層脆性隨著氮化溫度增加而逐漸加重,滲層硬度測量值都在900~1000hv0.1,基體硬度隨著氮化溫度的提高先緩慢下降再極速下降,500℃氮化溫度為拐點,隨著氮化溫度增加基體脆性逐漸加重;(氮化保溫時間2h、3h、4h)鹽浴復合處理,固定氮化溫度500℃和其他工藝參數(shù),所得滲層組織都較為均勻、致密,滲層厚度是隨著氮化保溫時間的增加而增加,滲層脆性也隨著氮化保溫時間的延長而增加,測量的滲層硬度的測量值都在900至1000hv0.1,基體硬度隨著滲氮保溫時間的提高而緩慢下降,基體脆性隨著滲氮保溫時間的提高而幾乎無變化;經過綜合考慮,得出氮化溫度和氮化保溫時間工藝優(yōu)化參數(shù)為:氮化溫度為500℃,氮化保溫時間為3h。性能測試發(fā)現(xiàn):經過工藝優(yōu)化參數(shù)的鹽浴復合處理,3Cr13不銹鋼刀片刃口鋒利度明顯提高,耐用度大大提高,耐蝕性能不是很差。
【關鍵詞】：手術刀(剪) 3Cr13不銹鋼 耐用度
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 課題的研究背景11-12
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀12
• 1.3 表面技術12-18
• 1.3.1 施加覆蓋層技術13-16
• 1.3.2 表面改性技術16-18
• 1.4 研究內容及意義18-19
• 1.5 預期目標19-20
• 第二章 實驗工藝設計、設備及測試方法20-27
• 2.1 引言20
• 2.2 表面技術的選擇20-22
• 2.2.1 表面強化技術強化后手術刀（剪）應滿足的要求20
• 2.2.2 表面技術的選擇20-22
• 2.3 選擇的鹽浴復合處理技術實驗用鹽、工藝過程、工藝參數(shù)范圍22-24
• 2.3.1 鹽浴復合處理技術實驗用鹽22-23
• 2.3.2 實驗中鹽浴復合處理技術工藝過程23-24
• 2.4 模擬手術刀剪刃口制作材料的選擇24
• 2.5 實驗中的主要設備24-25
• 2.6 實驗分析及測試方法25-27
• 2.6.1 金相分析25
• 2.6.2 顯微硬度測試25
• 2.6.3 模擬手術刀(剪)刃口鋒利度測試25-26
• 2.6.4 模擬手術刀(剪)刃口耐用度測試26
• 2.6.5 耐蝕性測試26-27
• 第三章 強化層制備27-48
• 3.1 引言27
• 3.2 3Cr13不銹鋼常規(guī)熱處理研究27-33
• 3.2.1 3Cr13不銹鋼淬火工藝參數(shù)的選擇28
• 3.2.2 3Cr13不銹鋼淬火試驗實驗結果與分析28-29
• 3.2.3 3Cr13不銹鋼回火工藝參數(shù)的選擇29
• 3.2.4 3Cr13不銹鋼回火試驗實驗結果與分析29-33
• 3.3 3Cr13不銹鋼不同預熱方式對滲層組織、硬度和耐蝕性能的影響33-36
• 3.3.1 預熱方式對滲層組織的影響的實驗結果與分析34
• 3.3.2 預熱方式對硬度的影響的實驗結果與分析34-35
• 3.3.3 預熱方式對耐蝕性能的影響的實驗結果與分析35-36
• 3.4 鹽浴復合處理氮化溫度和氮化時間工藝優(yōu)化36-46
• 3.4.1 固定氮化保溫時間 2h不同氮化溫度下滲層組織的實驗結果與分析2737-38
• 3.4.2 固定氮化保溫時間 2h不同氮化溫度下滲層硬度和脆性的實驗結果與分析38-40
• 3.4.3 固定氮化保溫時間 2h不同氮化溫度下基體硬度的實驗結果與分析40
• 3.4.4 固定氮化時間 2h不同氮化溫度下基體脆性的實驗結果與分析40-42
• 3.4.5 固定氮化溫度 500℃不同滲氮保溫時間下滲層組織的實驗結果與分析3242-43
• 3.4.6 固定氮化溫度 500℃不同滲氮保溫時間下滲層脆性和滲層硬度的實驗結果與分析43-44
• 3.4.7 固定氮化溫度 500℃不同滲氮保溫時間下基體硬度的實驗結果與分析3444-45
• 3.4.8 固定氮化溫度 500℃不同滲氮保溫時間下基體脆性的實驗結果與分析45-46
• 3.5 本章小結46-48
• 第四章 模擬手術刀（剪）刃口鋒利度、耐用度測試48-51
• 4.1 引言48-49
• 4.2 模擬手術刀（剪）刃口的鋒利度測試49-50
• 4.3 模擬手術刀（剪）刃口的耐用度測試50
• 4.4 模擬手術刀（剪）刃口的腐蝕性能評估50
• 4.5 本章小結50-51
• 第五章 結論51-53
• 參考文獻53-57
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文57-58
• 致謝58

【參考文獻】

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