鈦的表面處理技術

[國營鄭州礦山機械廠] [中國破碎機網] [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、耐蝕和抗應力疲勞等理化特性。下面介紹一下鈦的表面處理技術：

1）表面反應層的去除：表面反應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層。

2）鑄造缺陷的處理：內部氣孔和縮孔內部缺陷：可等熱靜壓技術(hot isostatic pressing)去除, 但對義齒的精度會產生影響，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

電解機械復合研磨

采用導電磨具，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，轉速為3000rpm/min.，此方法只能研磨平面，對復雜的義齒支架的研磨還處于研究階段

桶研磨

利用研磨桶的公轉與自轉所產生的離心力，使桶內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

鈦的化學反應性高，導熱系數低，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，普通磨料不宜用于鈦的研磨與拋光，最好采用導熱性好的超硬磨料，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熱處理技術，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。但技術復雜，設備昂貴，用于鈦義齒的表面改性很難達到臨床實用化

陽極氧化

鈦的陽極氧化技術較為容易，在一些氧化性介質中，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性能，必須對鈦表面進行粗化處理，提高其粘結面積。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，其粘結強度提高了30%。