[发明专利]一种医用高氮无镍不锈钢的环保型表面钝化处理方法

说明书

本发明公开了一种医用高氮无镍不锈钢的环保型表面钝化处理方法，其特征在于：使用的钝化液为去离子水；钝化处理方法为：将医用高氮无镍不锈钢放入去离子水中，钝化处理温度为50～95℃，钝化时间为0.5～10h。通过本方法处理的无镍不锈钢可以获得优异的耐腐蚀性能，同时该方法环保无污染，工艺步骤简单，成本大大降低，更加安全。本发明钝化处理方法对提高无镍不锈钢材料与相关器件的耐腐蚀性能具有广泛的应用价值。

技术领域

本发明属于不锈钢表面处理技术领域，具体涉及一种医用高氮无镍不锈钢(HNNFS)的环保型表面钝化处理方法。

背景技术

奥氏体不锈钢具有优异的综合性能和相对低廉的价格，目前广泛用于医用植入器械以及其他医疗器械。然而，传统奥氏体不锈钢(如00Cr18Ni14Mo3)中含有大量镍元素(Ni)。不锈钢在人体环境中不可避免的腐蚀，会导致Ni离子的溶出，进而对人体产生致敏、致畸等危害。如《柳叶刀》中发表的文章研究认为，Ni等金属离子溶出引起的过敏反应可能是冠脉支架内再狭窄发生的主要原因。高氮无镍不锈钢(HNNFS)以氮(N)代替Ni，获得了优异的力学性能、耐局部腐蚀性能和生物相容性。近些年国内外陆续开发出高氮无镍不锈钢接骨螺钉和冠脉支架等医用植入器械产品，并且已经开始应用于临床。医用高氮无镍不锈钢具有广阔的临床应用前景。

在高氮无镍不锈钢中，为了提高N的溶解度，加入了大量锰元素(Mn)。研究发现，随Mn含量的提高，不锈钢的耐均匀腐蚀能力会大幅降低。这将导致高氮无镍不锈钢在人体中溶出大量Mn等金属离子，对其生物相容性可能产生不利影响。如在人体中过量的Mn离子会诱发“Mn中毒”。因此有必要提高高氮无镍不锈钢的耐均匀腐蚀性能，以进一步提高其生物相容性。

为了提高不锈钢的耐蚀性，目前普遍采用化学钝化的方法。然而传统钝化方法操作工艺复杂；另外常用硝酸、柠檬酸、乙酸酐等钝化液，易造成环境污染，且处理成本较高；钝化液的强酸性也使生产过程中的危险系数增大。因此针对高氮无镍不锈钢的实际应用，需要开发一种操作简单、环境友好、成本较低、更加安全且钝化效果好的新型钝化方法。

发明内容

本发明的目的是解决传统钝化方法存在的环保、成本和安全等问题，为医用高氮无镍不锈钢提供一种工艺简单、无污染、经济、安全且钝化效果好的新型钝化处理方法。

本发明采用以下技术方案：

一种医用高氮无镍不锈钢的环保型表面钝化处理方法，其特征在于，高氮无镍不锈钢钝化工艺中使用的钝化液为去离子水，钝化处理工艺包括如下步骤：

将医用高氮无镍不锈钢材料或器件放入去离子水中，在设定的钝化处理温度(50～95℃)和钝化时间(0.5～10h)进行钝化处理，之后干燥处理，即完成整个钝化处理过程。

作为优选的技术方案：钝化处理温度为75～95℃，钝化时间为1～2h。

按照重量百分比计，本发明所述医用高氮无镍不锈钢的成分为：Cr：15～30％，Mn：5～30％，Mo：0～5％，N：0.4～2.0％，Ni＜0.1％，余量为铁。

本发明采用去离子水即可大大提高高氮无镍不锈钢的耐均匀腐蚀性能，并获得与传统强酸钝化方式相当的钝化效果。

钝化处理前医用高氮无镍不锈钢经机械抛光或酸洗以去掉表面氧化皮，之后进行电解抛光处理。电解抛光，将高氮无镍不锈钢放入高氯酸和冰乙酸的混合液中，其中高氯酸含量为10～30％；电解液温度为10～25℃，并采用20V电压电解抛光6分钟；抛光完成后采用去离子水冲洗。中和，常温下将高氮无镍不锈钢放入5％的NaHCO₃溶液中浸泡2分钟，以中和残留抛光液，之后采用去离子水冲洗，完成钝化处理前的预处理过程。

本发明的有益效果在于：