一种钴铬烤瓷义齿的电泳沉积-激光熔覆复合加工方法技术

本发明专利技术公开了一种钴铬烤瓷义齿的电泳沉积‑激光熔覆复合加工方法。该方法先是采用电泳在牙科钴铬合金基底材料表面沉积瓷层，再采用激光熔覆将瓷层熔覆，即制得钴铬烤瓷义齿。本发明专利技术方法将解决烤瓷义齿加工过度依赖人工涂覆、重复性差的缺点，在钴铬烤瓷义齿加工过程中得到广泛应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及义齿烤瓷领域，具体涉及一种钴铬烤瓷义齿的电泳沉积-激光熔覆复合加工方法。
技术介绍
牙科烤瓷材料自临床应用以来，由于其良好的生物相容性、耐磨耐腐蚀性以及色泽自然逼真等优点，已成为治疗牙缺失的最主要方法。牙科钴铬合金由于其不含对人体有害的镍元素与铍元素，不易过敏，已被广泛用到口腔领域。牙科钴铬合金烤瓷牙相比镍铬烤瓷牙，耐腐蚀性更高、生物相容性更好，不易出现黑色牙龈或者牙龈出血的现象，安全可靠且价格较低，逐渐替代镍铬合金烤瓷牙成为非贵金属烤瓷的首选。牙科钴铬合金烤瓷瓷层有遮色瓷、体瓷和釉质瓷等，目前其制作的一般流程为人工刷涂瓷粉构筑瓷层，并经烧结熔覆在金属基底表面。在金属基底上制备涂层的方法主要有涂覆-烧结法、等离子喷涂法和电泳沉积烧结法等。涂覆-烧结法作为一种传统的制备瓷层的工艺，具有工艺简单，成本低廉等优点；缺点是手工涂覆复现性差，涂层厚度难以控制，易造成表面瓷层不均匀，难于实现连续生产等。等离子喷涂工艺的优点是不会改变基体全局的热处理性质，零件无变形；高温度的等离子焰流，可将各种喷涂材料加热到熔融状态，从而制备得到多种性能的喷涂层；其工艺稳定，涂层质量高。缺点是等离子喷涂设备昂贵，难以在复杂的金属基底上实现瓷层尺寸的精度控制。电泳沉积工艺是一种非线性涂层工艺，可以在形状复杂的基体上制备出均匀涂层。电泳沉积是电泳和沉积两个过程的综合，配合调节沉积电压，可实现不同成分的颗粒在基体上先后沉积或共同沉积，从而获得组成和孔结构呈梯度变化的涂层坯体。其优点是操作方便、工艺过程易于控制；所需设备简单、工艺成本低；可连续生产，又可间歇操作；料液可循环利用，无污染物排放；可通过控制工艺参数在较大范围内控制涂层的组成、厚度和微观结构，在多层材料的制备方面具有独特的优势。另外，电泳沉积可避免采用高温涂敷引起的相变和脆裂。因牙齿形状特殊，将该工艺结合激光熔覆工艺或常规烧结工艺，可实现金属烤瓷义齿的规模生产。由电泳沉积所制得的涂层仅为较紧密堆积的坯体，涂层与基体结合强度很低，通过激光熔覆可增强涂层与基体的结合，同时也使坯体本身致密化。梯度涂层中无明显的界面，从而使热应力得到了缓和，提高了涂层的结合强度和稳定性。这是其它涂覆工艺结合热处理所不能比拟的。专利[CN1834306]提出了一种在钛或钛合金表面电泳沉积羟基磷灰石涂层的制备方法，以质子型的正丁醇和非质子型的氯仿混合溶剂为分散介质，添加少量的三乙醇胺加速HAp颗粒的荷电过程，在医用钛或钛合金表面电泳沉积HAp涂层，该工艺具有稳定性高、沉积时间短、工艺简单和结合强度高等特点。激光熔覆是近年来迅速发展的一种材料制备手段，在激光高能量作用下，熔覆层被快速加热、熔化，在表面制备的涂层与合金界面形成牢固的冶金与化学结合，可以保证涂层和基体的结合强度。专利[CN102676981A]提出了一种钛及钛合金表面激光制备氮化钛梯度涂层的方法，在钛及钛合金表面得到厚度为50-200μ m的氮化钛梯度涂层，表面硬度、耐磨性和耐蚀性较基体显著提高，并解决了普通激光气体氮化易产生裂纹、表面粗糙度大、氮化层树枝晶晶粒粗大的问题。文献[应用激光，2014, 34(6)：487–493.] 研究了钛合金表面激光制备生物陶瓷梯度涂层，通过涂层成分设计与激光熔覆梯度制备方法，在Ti6Al4V合金基体上制备生物陶瓷梯度涂层。专利[CN 101053677A]提出了一种梯度生物活性陶瓷涂层及其制备方法与产品应用，采用宽带激光熔覆技术，优化了各梯度涂层的成分及比例，所制备的生物活性陶瓷涂层裂纹和孔洞少，硬度高，韧性好，生物活性和生物相容性大大提高。专利[CN 1654433A] 提出了激光熔覆制备梯度生物活性陶瓷涂层的材料及涂层的制法，所涉及的生物活性陶瓷涂层由钛粉与复合陶瓷粉制备而成，这种新的涂层材料能在钛合金表面形成生物活性陶瓷涂层，得到的产品生物活性好，不发生排异反应。目前尚未有采用电泳沉积与激光熔覆相结合的方法加工钴铬烤瓷义齿的报道，将电泳沉积-激光熔覆复合加工技术引入钴铬烤瓷义齿制备过程具有重要的应用意义。本专利技术的目的是开发一种钴铬烤瓷义齿的电泳沉积-激光熔覆复合加工方法，首先采用电泳沉积的方法在牙科钴铬合金表面沉积一定厚度的瓷层，然后采用激光熔覆的方式将瓷层熔覆到牙科钴铬合金上，从而制备出牙科钴铬合金烤瓷义齿，此方法可解决烤瓷义齿加工过度依赖人工涂覆、重复性差的缺点。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种钴铬烤瓷义齿的电泳沉积-激光熔覆复合加工方法，该方法操作方便、工艺过程易于控制；料液可循环利用，无污染物排放；所需设备简单、工艺成本低，可连续生产。为解决现有技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种钴铬烤瓷义齿的电泳沉积-激光熔覆复合加工方法，采用电泳在牙科钴铬合金基底材料表面沉积瓷层，再采用激光熔覆将瓷层熔覆，即制得钴铬烤瓷义齿。上述加工方法，具体包括以下步骤：步骤1，将烤瓷粉加入有机溶剂和水混合的分散介质中，并添加三乙醇胺，经磁力搅拌、超声波振荡制备成悬浮液；步骤2，通过电泳反应在牙科钴铬合金基底材料上沉积瓷层，其中阳极为以经过喷砂预处理的牙科钴铬合金基底材料，阴极为铂片电极；步骤3，采用激光熔覆的方法将瓷层熔覆到牙科钴铬合金上，即得钴铬烤瓷义齿。作为优选的是，步骤1中所述烤瓷粉为维他瓷粉、则武瓷粉、松风、贺利式瓷粉、义获嘉瓷粉、登士柏瓷粉中任一种。作为优选的是，步骤1中所述陶瓷粉在分散介质的浓度为3～200g/L，有机溶剂和水的体积比为5:95～95:5，所述有机溶剂为乙醇、甲醇、丙酮、丙醇或异丙醇中任一种，所述三乙醇胺在分散介质中的浓度为1～20g/L。作为优选的是，步骤2中所述的牙科钴铬合金基底材料为牙科钴铬合金、钴铬钼合金、钴铬钨合金或钴铬钼钨合金中任一种。作为优选的是，步骤2中所述的电泳沉积电压为5～100V；电泳沉积时间为30～180秒；电极间距为1 ～ 5 cm。作为优选的是，步骤3中所述的激光熔覆的具体工艺参数为：激光功率100-500 W，扫描速度5-100 mm/min，离焦量0-15 mm，扫描间距0.1-0.5 mm。有益效果本专利技术加工方法操作方便、工艺过程易于控制；料液可循环利用，无污染物排放；所需设备简单、工艺成本低，可连续生产实现金属烤瓷义齿的规模生产。具体实施方式实施例1步骤1，将60mL的乙醇和40mL水进行混合，分别加入0.5 g的三乙醇胺和2.5 g的维他（VITA VMK 95）瓷粉进行分散，经磁力搅拌、超声波振荡制备成悬浮液。步骤2，牙科钴铬合金基底冠用砂纸打磨并经过喷砂预处理后，用丙酮、去离子水、乙醇分别超声清洗，干燥备用。在电泳沉积体系中牙科钴铬合金基底冠作为阳极，铂片电极为阴极，电泳沉积电压60V，电极间的距离2 cm，电泳沉积时间15分钟。待沉积完毕后，取出试样置于电热鼓风干燥箱中，于60℃干燥8h。步骤3，采用激光熔覆的方法，将瓷层熔覆到牙科钴铬合金上，即得钴铬烤瓷义齿，其中，激光熔覆过程的具体工艺参数为：激光功率200 W，扫描速度20 mm/min，离焦量3 mm，扫描间距0.2 mm。实施例2步骤1，将60mL的甲醇和40mL水进行混合，分别加入0.3g的三乙醇胺和1.5g的松风（SHOFU本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钴铬烤瓷义齿的电泳沉积‑激光熔覆复合加工方法，其特征在于：采用电泳在牙科钴铬合金基底材料表面沉积瓷层，再采用激光熔覆将瓷层熔覆，即制得钴铬烤瓷义齿。

【技术特征摘要】
1.一种钴铬烤瓷义齿的电泳沉积-激光熔覆复合加工方法，其特征在于：采用电泳在牙科钴铬合金基底材料表面沉积瓷层，再采用激光熔覆将瓷层熔覆，即制得钴铬烤瓷义齿。2.根据权利要求1所述的钴铬烤瓷义齿的电泳沉积-激光熔覆复合加工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将烤瓷粉加入有机溶剂和水混合的分散介质中，并添加三乙醇胺，经磁力搅拌、超声波振荡制备成悬浮液；步骤2，通过电泳反应在牙科钴铬合金基底材料上沉积瓷层，其中阳极为以经过喷砂预处理的牙科钴铬合金基底材料，阴极为铂片电极；步骤3，采用激光熔覆的方法，将瓷层熔覆到牙科钴铬合金上，即得钴铬烤瓷义齿。3.根据权利要求2所述的钴铬烤瓷义齿的电泳沉积-微波烧结复合加工方法，其特征在于，步骤1中所述烤瓷粉为维他瓷粉、则武瓷粉、松风、贺利式瓷粉、义获嘉瓷粉、登士柏瓷粉中任一种。4.根据权利要求2所述的钴铬烤瓷义齿的电泳沉积-激光熔覆复合加工方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭立童，陈啸远，刘学梅，徐杰，陶庆，樊宇，冯培忠，强颖怀，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32