[发明专利]一种NiTi合金根管锉及其表面改性方法

说明书

本发明公开了一种NiTi合金根管锉及其表面改性方法，所述改性方法包括清洗预处理、电化学抛光处理和微弧氧化处理的顺序处理步骤，其特征在于：所述清洗预处理包括皂化剂或碱液除油；所述电化学抛光处理的抛光液采用混合酸溶液，以所述NiTi合金根管锉为阳极，控制电压为0.3～0.6V，电流密度为10～500mA/cm²，处理时间0.2～10min；所述微弧氧化处理的电解液为氢氧化钾、六偏磷酸钠的混合液或偏硅酸钠、谷氨酸的混合液，以所述NiTi合金根管锉为正极，采用脉冲电源，频率10～1000Hz,电流密度4～15A/cm²。本发明将清洗预处理、电化学抛光和微弧氧化技术相适配，应用于NiTi合金根管锉的表面改性。经表面改性后的根管锉具有高硬度，良好的综合力学性能和更长的使用寿命。

技术领域

本发明涉及口腔科医疗器械技术领域，更具体地，涉及一种NiTi合金根管锉及其表面改性方法。

背景技术

NiTi形状记忆合金作为一种常用的新型生物医用材料，被广泛应用于各种医疗器械和人体植入物的制造中。根管锉类似一种刀具，作为临床口腔中使用最频繁的医疗器械之一，是目前最有效、最常见的治疗牙髓病和根尖周病的方式，可以有效消除牙齿内部炎症及其病变源。针对市场上的根管锉产品都是由NiTi合金母材直接机械加工而来，且镍钛合金材质较为昂贵的特点，可知大幅提高NiTi合金根管锉的使用寿命是一条行之有效的节能和节材途径。NiTi合金根管锉具有弹性好，柔性大等优点，可以通过热处理改善根管锉的抗循环疲劳性能，但是热处理产生的马氏体组织强度相对较低，硬度小，从而导致根管锉的切削效率不理想。因此，强化根管锉的“刀刃”对提高根管锉产品的效率和寿命至关重要。

已有研究发现NiTi合金经过微弧氧化表面处理后可以生成一层富钛氧化膜，可有效提高NiTi合金根管锉的耐腐蚀性能和硬度。同时，经过微弧氧化技术生成的富钛氧化膜具有良好的生物相容性。公开号为CN102425000A的中国发明专利公开了一种NiTi合金表面生物活性氧化钛膜层的制备方法。该方法以质量浓度为98％的浓硫酸为电解液，以NiTi合金为正极、悬挂不锈钢或镍板为负极(或不锈钢槽为负极)，在电解液温度为0℃～10℃、电流密度为lA/dm²～20A/dm²、电压为50V～70V的条件下微弧氧化2min～l0min，得到的氧化钛膜层与基体结合强度高。然而，直接以浓硫酸为电解液进行微弧氧化处理的NiTi合金其柔韧性不能保证，在根管锉使用过程中有可能产生断裂，从而影响使用效能。公开号CN104630730A的中国发明专利公开了一种NiTi合金马氏体根管锉的表面改性方法，该方法使用磁控溅射手段在NiTi合金表面形成一层高强度的金属涂层。由于涉及磁控溅射设备和后继高温退火处理，因此该专利方法生产的根管锉其产品效率较低，单位产品的成本较高。

因此，通过对根管锉表面粗糙度和硬度进行改性，开发一种表面粗糙度适中、硬度较高且和基体结合强度好的NiTi合金根管锉，进而提高医用根管锉的切削效率和疲劳抗力，同时可以低成本、大批量进行产品生产制造成为医用根管锉的一个亟待解决技术问题。

发明内容

由于现有技术存在上述缺陷，本发明提供了一种NiTi合金根管锉及其表面改性方法，以解决传统NiTi合金根管锉切削效率和强度低的问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提供一种NiTi合金根管锉的表面改性方法，包括清洗预处理、电化学抛光处理和微弧氧化处理的顺序处理步骤，其特征在于：所述清洗预处理包括皂化剂或碱液除油；所述电化学抛光处理的抛光液采用混合酸溶液，以所述NiTi合金根管锉为阳极，抛光液惰性的金属为阴极，控制电压为0.3～0.6V，电流密度为10～500mA/cm²，处理时间0.2～10min；所述微弧氧化处理的电解液为氢氧化钾、六偏磷酸钠的混合液或偏硅酸钠、谷氨酸的混合液，以所述NiTi合金根管锉为正极，电解液惰性的金属为负极，采用脉冲电源，正向、反向电压分别为200～400V和2～60V，频率10～1000Hz,电流密度4～15A/cm²。