鈦的表面處理技術(shù)

[國營鄭州礦山機械廠] [中國破碎機網(wǎng)] [2010-12-10]

鑄件的后期表面處理不僅是為了得到平滑光亮的表面，減少食物及菌斑等的積聚和粘附，維持患者的正常的口腔微生態(tài)的平衡，同時也增加了義齒的美感；更重要的是通過這些表面處理和改性過程，改善鑄件的表面性狀和適合性，提高義齒的耐磨、耐蝕和抗應(yīng)力疲勞等理化特性。下面介紹一下鈦的表面處理技術(shù)：

1）表面反應(yīng)層的去除：表面反應(yīng)層是影響鈦鑄件理化性能的主要因素，在鈦鑄件陶瓷球磨機研磨拋光前，必須達到完全去除表面污染層，才能達到滿意的拋光效果。通過噴砂后酸洗的方法可完全去除鈦的表面反應(yīng)層。

2）鑄造缺陷的處理：內(nèi)部氣孔和縮孔內(nèi)部缺陷：可等熱靜壓技術(shù)(hot isostatic pressing)去除, 但對義齒的精度會產(chǎn)生影響，最好用X線探傷后，表面磨除暴露氣孔，用激光補焊。表面氣孔缺陷可直接用激光局部焊接修補。

3）研磨與拋光

研磨包括一下幾種：

研磨分類

簡介

電解機械復(fù)合研磨

采用導(dǎo)電磨具，在磨具與研磨面之間施加電解液和電壓，通過機械和電化學(xué)拋光的共同作用下，降低表面粗糙度提高表面光澤度。電解液為0.9NaCl，電壓為5v，轉(zhuǎn)速為3000rpm/min.，此方法只能研磨平面，對復(fù)雜的義齒支架的研磨還處于研究階段

桶研磨

利用研磨桶的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，使桶內(nèi)的義齒與磨料相對摩擦運動而起到降低表面粗糙度的研磨目的。研磨自動化、效率高，但只能降低表面粗糙度而不能提高表面光澤度，研磨的精度較差，可用與義齒精拋光前的去毛刺和粗研磨

機械研磨

鈦的化學(xué)反應(yīng)性高，導(dǎo)熱系數(shù)低，粘性大, 破碎機械研磨研削比低，且易于磨料磨具發(fā)生反應(yīng)，普通磨料不宜用于鈦的研磨與拋光，最好采用導(dǎo)熱性好的超硬磨料，如金剛石、立方氮化硼等，拋光線速度一般為900~1800m/min.為宜，否則，鈦表面易發(fā)生研削燒傷和微裂紋

超聲波研磨

通過超聲振動作用，使磨頭和被研磨面間的磨粒與被研磨面產(chǎn)生相對運動而達到研磨、拋光的目的。其優(yōu)點在于常規(guī)旋轉(zhuǎn)工具研磨不到的溝、窩和狹窄部位變得容易了，但較大的鑄件研磨效果還不能令人滿意

其中，拋光分為化學(xué)拋光和電解拋光。

4）鈦的表面改性

鈦的表面改性

詳細

氮化

采用等離子體滲氮、多弧離子鍍、離子注入和激光氮化的等化學(xué)熱處理技術(shù)，在鈦義齒表面形成金黃色TiN滲鍍層，從而提高鈦的耐磨性、耐腐蝕性和耐疲勞性。但技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備昂貴，用于鈦義齒的表面改性很難達到臨床實用化

陽極氧化

鈦的陽極氧化技術(shù)較為容易，在一些氧化性介質(zhì)中，外加電壓的作用下，鈦陽極可形成較厚的氧化膜，從而提高其耐腐蝕性和耐磨性和耐候性。陽極氧化的電解液一般采用H2SO4、H3PO4和有機酸水溶液

大氣氧化

鈦在高溫大氣中可形成較厚堅固的無水氧化膜，對鈦的全面腐蝕、間隙腐蝕都有效，方法比較簡便

5）著色：為了增加鈦義齒的美感、防止鈦義齒在自然條件下的繼續(xù)氧化的變色，可采用表面氮化處理、大氣氧化和陽極氧化法表面著色處理，使表面形成淡黃色或金黃色，提高鈦義齒的美感。陽極氧化法利用鈦的氧化膜對光的干涉作用，自然發(fā)色，可通過改變槽電壓在鈦表面形成多彩的顏色。

6）其他表面處理

抗高溫氧化的表面處理——選鐵設(shè)備為了防止鈦在高溫下的急劇氧化，在鈦表面形成鈦硅化合物及鈦鋁化合物，可防止鈦在700℃以上溫度下的氧化。這種表面處理對鈦的高溫氧化非常有效，也許鈦表面涂覆這類化合物，對鈦瓷結(jié)合有利，仍須進一步研究。

表面粗化——為了提高鈦與飾面樹脂的粘結(jié)性能，必須對鈦表面進行粗化處理，提高其粘結(jié)面積。臨床上常采用噴砂粗化處理，但噴砂會造成鈦表面的氧化鋁的污染，我們采用草酸刻蝕的方法，得到良好的粗化效果，刻蝕1h表面粗糙度（Ra）可達到1.50±0.30μm，刻蝕2h Ra為2.99±0.57μm，比單獨噴砂的Ra（1.42±0.14μm）提高一倍多，其粘結(jié)強度提高了30%。