用于下颌骨整形手术的医用骨刀及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于下颌骨整形手术的医用骨刀及其制备方法，骨刀材料成分为：C:0.20～0.55％，Cr:12～20％，Si:0.2～0.8％，Mn:0.5～1.5％，Ni:0.3～1.0％，Mo:0.5～1.5％，N:0.2～0.5％，Fe和少量杂质元素。将经粗加工骨刀毛坯加热至1000‑1050℃奥氏体化，然后将骨刀置于‑60～‑130℃深冷处理，然后在150～200℃回火两次，每次不少于2小时，然后将其空冷至室温，再将骨刀毛坯进行精加工处理至最终成品。本发明专利技术骨刀适用于下颌骨整形手术，具有较高的硬度和强韧性，在手术中不易发生卷刃，大大提高骨刀使用寿命，保障手术的安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种不锈钢材料及其应用，特别是涉及一种马氏体不锈钢材料及其应用，还涉及一种外科手术医疗器械的制备方法，应用于整形医用材料和医疗器械制备

技术介绍
下颌角肥大是由于下颌角过于后突或外翻所导致的下面部宽大，又称“方颌畸形”，在东方以骨性肥大为主，影响外貌。随着人们对生活质量要求的不断提高，下颌骨整形手术已成为最常见的美容手术之一。据不完全统计，全国每年实施的面部轮廓美容手术有6至7万台，且呈上升趋势。面部轮廓美容手术在医学美容手术中属于四类难度较高、风险较大的手术，因此相关的医疗事故和纠纷日渐增多。下颌骨在头骨中硬度最高，骨刀需具有高硬度和高强度，才能保障手术顺利进行，并得到理想的圆整轮廓。同时，为避免崩刃，保证手术的安全性和可靠性，骨刀需要具有优良的韧性。作为与人体直接接触的整形医疗器械，下颌骨骨刀还要求有较好的耐蚀性和耐磨性。目前，下颌骨整形骨刀使用最广泛的材料为传统马氏体不锈钢4Cr13，采用淬火、回火热处理工艺进行强韧化，使其具有高强度和高韧性。热处理后的组织为高韧性的板条马氏体基体，基体上分布有高硬度的碳化物，骨刀硬度达到46～53HRC。4Cr13马氏体不锈钢骨刀一般可以进行2～3次整形手术。整形骨刀最普遍的失效方式表现为骨刀刃口部位发生卷曲，如图1所示，影响到切口的平整性。传统下颌骨整形骨刀刀口易卷刃、使用寿命不高。
技术实现思路
为了解决现有技术问题，本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种含氮马氏体不锈钢材料及其应用和医用整形骨刀的制备方法，本专利技术医用整形骨刀不仅能达到手术要求的硬度，而且能在适当提高硬度的同时保持良好的韧性，减少刀口卷刃，增长骨刀使用寿命，提高手术安全性和可靠性。为达到上述专利技术创造目的，本专利技术采用下述专利技术构思：为了弥补传统下颌骨整形骨刀刀口易卷刃、使用寿命不高的不足，本专利技术采用了新的含氮马氏体不锈钢材料的化学成分设计方案，并采用了新的热处理组合工艺，专利技术创造出硬度更高，韧性表现更加优异的含氮马氏体不锈钢，将新型含氮马氏体不锈钢应用于医疗器械领域。本专利技术下颌骨整形骨刀的制作工艺包括：骨刀粗加工、淬火强化、深冷处理、回火强化和骨刀精加工，最终得到成品骨刀。根据上述专利技术构思，本专利技术采用下述技术方案：一种用于下颌骨整形手术的医用骨刀，采用含氮马氏体不锈钢材料制成，含氮马氏体不锈钢材料主要化学成分按照质量百分比为：C:0.20～0.55％；Cr:12～20％；Si:0.2～0.8％；Mn:0.5～1.5％；Ni:0.3～1.0％；Mo:0.5～1.5％；N:0.2～0.5％；其余为Fe和少量不可避免的杂质元素。作为本专利技术优选的技术方案，含氮马氏体不锈钢材料主要化学成分按照质量百分比为：C:0.40～0.55％；Cr:12～20％；Si:0.2～0.8％；Mn:0.5～1.5％；Ni:0.3～1.0％；Mo:0.5～1.5％；N:0.2～0.5％；其余为Fe和少量不可避免的杂质元素。作为上述方案的进一步优选的技术方案，含氮马氏体不锈钢材料的微观组织为马氏体基体+弥散分布的碳化物、氮化物+残余奥氏体，其中残余奥氏体的体积百分数为5～25％。本专利技术采用含氮马氏体不锈钢材料，加工成下颌骨整形手术的医用骨刀。优选采用厚度为2～5mm的含氮马氏体不锈钢钢板，加工成下颌骨整形手术的医用骨刀。一种医用整形骨刀的制备方法，包括如下步骤：a.采用含氮马氏体不锈钢材料作为加工材料，含氮马氏体不锈钢材料的主要化学成分按照质量百分比为：C:0.20～0.55％；Cr:12～20％；Si:0.2～0.8％；Mn:0.5～1.5％；Ni:0.3～1.0％；Mo:0.5～1.5％；N:0.2～0.5％；其余为Fe和少量不可避免的杂质元素；b.通过切割、磨削、清洗的加工工序将所述步骤a中采用的含氮马氏体不锈钢材料加工成设定型号并具有设定尺寸规格的医用整形骨刀毛坯，并留有设定的加工余量；c.将在所述步骤b中制备的骨刀毛坯加热至1000-1050℃之间保温30～60分钟进行奥氏体化热处理，在奥氏体化热处理后，再快速冷却至室温，完成骨刀毛坯的初步热处理过程；在对骨刀毛坯进行初步热处理时，优选采用高压气体冷却介质的冷却方法或者优选采用矿物油淬火方法对骨刀毛坯进行淬火处理，使经过奥氏体化热处理后骨刀毛坯快速冷却至室温；d.将在所述步骤c中经过初步热处理后的骨刀毛坯置于-130℃～-60℃进行深冷处理50～120分钟，深冷结束后，将骨刀毛坯回温至室温，完成骨刀毛坯的第二步热处理过程；优选在对骨刀毛坯进行深冷处理60～120分钟；e.将在所述步骤d中经过第二步热处理后的骨刀毛坯在150～200℃回火两次，每次的回火时间不少于2小时，在回火工艺结束后，将骨刀毛坯空冷至室温，完成骨刀毛坯的主要热处理过程；在对骨刀毛坯进行回火工艺热处理工艺时，每次骨刀毛坯回火结束后，皆优选进行出炉空冷；f.采用机械加工方法，对经过所述步骤e中完成骨刀毛坯的主要热处理过程的骨刀毛坯进行表面磨削加工处理至最终成品骨刀尺寸，即得到医用整形骨刀。本专利技术骨刀制作工艺使新型骨刀具有高硬度和高强韧性，在手术中不易发生卷刃，大大提高骨刀使用寿命，保障手术的安全性和可靠性。作为本专利技术医用整形骨刀的制备方法的优选的技术方案，在所述步骤a中，采用厚度为2～5mm的含氮马氏体不锈钢材料钢板作为加工材料，在所述步骤b中进行加工。本专利技术首次选用新型含氮马氏体不锈钢作为下颌骨整形骨刀材料，并在回火前增加了深冷处理，研发了将该新型材料应用于整形骨刀的最佳热处理工艺方案。与原先热处理工艺相比，深冷处理有助于促进残余奥氏体向马氏体的转变，细化回火组织，促进碳化物和碳化物的弥散分布，提高骨刀的组织性能，使其在具有高强硬度的同时，仍能保持良好的韧性。本专利技术采用新型马氏体不锈钢材料，在刀具热处理工艺中增加深冷处理，促进残余奥氏体的转变和碳、氮化合物的弥散析出，细化组织，制定适合下颌骨整形骨刀的最佳热处理工艺，在提高整形骨刀硬度的同时保持其所需的韧性，使其在手术中不易卷刃，将骨刀的有效使用次数增长7-8倍，大大提高手术安全性和可靠性。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：1.现用骨刀所使用的是4Cr13传统马氏体不锈钢，其主要化学成分范围为：C％:0.3-0.5％,Cr:12-14％,Si、Mn:0.45-0.55％，其余为Fe及少量其他杂质元素，其微观组织为马氏体基体+少量共晶碳化物+弥散分布的二次碳化物；而本专利技术使用新型材料，采用新型含氮马氏体不锈钢的主要化学成分为：C:0.20-0.55％，Cr:12～20％，Si:0.2-0.8％，Mn:0.5-1.5％，Ni:0.3-1.0％，Mo:0.5-1.5％，N:0.2-0.5％，其余为Fe和少量不可避免的杂质元素，其微观组织为马氏体基体+弥散分布的碳化物、氮化物+体积百分数为5～25％的适量残余奥氏体，控制残余奥氏体，改善材料的组织形貌，提高骨刀的使用性能，使其在具有高强硬度的同时，仍能保持良好的韧性；2.传统马氏体不锈钢4Cr13的含碳量约为0.4％，但由于其含有未溶碳化物，因此实际含碳量≤0.4％，其硬度为46～53HRC；本专利技术采用新型含氮马氏体不锈钢，具有更高的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于下颌骨整形手术的医用骨刀，其特征在于，采用含氮马氏体不锈钢材料制成，含氮马氏体不锈钢材料主要化学成分按照质量百分比为：C:0.20～0.55％；Cr:12～20％；Si:0.2～0.8％；Mn:0.5～1.5％；Ni:0.3～1.0％；Mo:0.5～1.5％；N:0.2～0.5％；其余为Fe和少量不可避免的杂质元素。

【技术特征摘要】
1.一种用于下颌骨整形手术的医用骨刀，其特征在于，采用含氮马氏体不锈钢材料制成，含氮马氏体不锈钢材料主要化学成分按照质量百分比为：C:0.20～0.55％；Cr:12～20％；Si:0.2～0.8％；Mn:0.5～1.5％；Ni:0.3～1.0％；Mo:0.5～1.5％；N:0.2～0.5％；其余为Fe和少量不可避免的杂质元素。2.根据权利要求1所述用于下颌骨整形手术的医用骨刀，其特征在于：含氮马氏体不锈钢材料主要化学成分按照质量百分比为：C:0.40～0.55％；Cr:12～20％；Si:0.2～0.8％；Mn:0.5～1.5％；Ni:0.3～1.0％；Mo:0.5～1.5％；N:0.2～0.5％；其余为Fe和少量不可避免的杂质元素。3.根据权利要求1或2所述用于下颌骨整形手术的医用骨刀，其特征在于：含氮马氏体不锈钢材料的微观组织为马氏体基体+弥散分布的碳化物、氮化物+残余奥氏体，其中残余奥氏体的体积百分数为5～25％。4.一种医用整形骨刀的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a.采用含氮马氏体不锈钢材料作为加工材料，含氮马氏体不锈钢材料的主要化学成分按照质量百分比为：C:0.20～0.55％；Cr:12～20％；Si:0.2～0.8％；Mn:0.5～1.5％；Ni:0.3～1.0％；Mo:0.5～1.5％；N:0.2～0.5％；其余为Fe和少量不可避免的杂质元素；b.通过切割、磨削、清洗的加工工序将所述步骤a中采用的含氮马氏体不锈钢材料加工成设定型号并具有设定尺寸规格的医用整形骨刀毛坯，并留...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵永安，张艳君，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31