[發明專利]一種新型銅鎳鈦牙弓絲的生產制備工藝

在審

• 申請號: 201410013363.9
• 申請日: 2014-01-01
• 公開（公告）號: CN104741412A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 龍小平
• 申請（專利權）人: 上海埃蒙迪材料科技股份有限公司
• 主分類號: B21C37/04
• 分類號: B21C37/04;C22C19/03;C22C14/00;C22F1/10;C22F1/18;A61C7/20
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及的是正畸行業一種新型銅鎳鈦牙弓絲的生產制備工藝。?

技術背景

鎳鈦合金材料自1963年美國海軍軍械研究室發現以來，已得到了較全面的發展和應用，但是鎳鈦合金材料直到1977年美國3M?Unitek才正式用于牙齒矯形，由于其獨特的超彈性和形狀記憶性能在隨后的40年左右在醫療器械行業得到了飛速的發展。?

鎳鈦合金在牙齒正畸行業的應用主要是制作矯形牙弓絲，包括超彈性牙弓絲和熱激活牙弓絲。超彈性牙弓絲的特點是在常溫下表現出極佳的回彈性，矯治過程中能給牙齒提供持續的作用力，熱激活牙弓絲則是在20℃左右很柔軟易于變形，但是當牙弓絲加熱到人體溫度35℃時又會恢復到預成型的形狀，表現出形狀記憶效應。但是該兩款絲在臨床應用上有各自的缺陷：一、鎳鈦合金牙弓絲在矯形過程中形狀回復率較低且隨著牙齒的移動(如圖一牙齒14)牙弓絲提供給牙齒的矯形力逐步衰減，需要醫生經常性的換取新牙弓絲以達到矯形的目的。二、對于超彈性牙弓絲，起始加載力值較大，不易安裝入托槽，增加了醫生的椅旁工作時間，且卸載力值也比較大對牙齒的傷害較大容易復發。三、對于熱激活牙絲，操作前需冷卻處理使其變得較柔軟易于入槽，操作比較繁瑣且矯形力較小衰減較快。?

銅鎳鈦合金是在鎳鈦合金的基礎上加入一定量得銅，但是銅的加入使得合金的相變點高于人體溫度，必須同時加入少量的如Cr、V、Al、Mn、Mo等元素降低相變點。該合金正畸牙弓絲兼具了超彈和熱激活牙弓絲的優點：一、牙絲較柔軟，可以很方便的入槽即加載力值較小(如圖二所示)。二、卸載力值相對于加載力值減少的較少，能提供給牙齒一定的持續穩定的力，且應力平臺期較長，表明即使在牙齒大范圍的移動情況下牙絲仍能提供矯形力，大大減少了換絲頻率，縮短了矯治周期。三、銅鎳鈦牙弓絲有其獨特的回彈特性，殘余變形量較小。?

發明內容

本發明的目的是解決目前正畸行業不銹鋼牙弓絲及鎳鈦牙弓絲所存在的缺陷和不足，而提供的一種新型銅鎳鈦牙弓絲的生產制備工藝。?

銅鎳鈦牙弓絲的生產制備工藝如下：?

(一)、原材料的準備，所選絲材的成分必須控制在鎳：43％～55％、銅的成分為3％～10％，同時加入了0.2％～3％的Cr、V、Al、Mn、Mo中的一種元素，余量為鈦。否則絲材的機械性能將不易控制，且絲材的抗拉強度控制在1500～1900MPa之間。?

(二)、拉絲，將絲材逐一經過拉絲模具拉至目標尺寸，具體工藝過程是：熱拉-校直-去皮-拋光-退火-熱拉-冷拉-校直-去皮-拋光。其中最主要的步驟是熱拉、去皮和冷拉變形量的控制。熱拉溫度必須控制在650℃～730℃，去皮的酸的配比為HF∶HNO₃∶H₂O=(0.5～1.5)∶(8～12)∶(15～25)，絲材的冷變形量必須控制在45％±5％，過大或過小都會影響牙絲的后續定型。冷拉后的校直溫度必須控制在450℃以內，否則絲材將變得柔軟影響后續定型。?

(三)、時效處理，時效溫度為480℃～600℃、保溫時間為0.5h～3.5h、冷卻方式為水冷。具體溫度和時間視現場情況做微量調整。?

(四)、表面處理，包括酸洗和拋光，酸洗液的配比為HF∶HNO₃∶H₂O=(1.5～2.5)∶(8～15)∶(10～20)。將粗拋處理后的牙弓絲放于塑料盆內，倒入配制好的酸液，不停的翻動牙弓絲直至表面變的光亮均勻，取出后用清水清洗三遍。?

本發明的優點在于：一、該制備工藝簡單、易操作，制備的牙弓絲機械性能穩定重復性高；二，該工藝制備的牙弓絲與傳統鎳鈦牙弓絲相比加載力值顯著降低，有利于牙弓絲的入槽；三，具有低的應力滯后性，卸載力值平穩且作用范圍較寬，能保證牙齒快速有效的移動；四，獨特的回彈特性，能夠提供持續的力量，即使在形變很小的情況下亦能提供所需的力值，可降低換絲的頻率；五，不易產生永久變形，容易入槽，即使是嚴重擁擠的病例亦可使用。?

附圖說明：

如圖1所示為牙齒正畸矯形示意圖，12為托槽，用本行業專用的粘結劑將托槽粘接在每一顆牙齒上或者將托槽焊接于帶環上再將帶環固定在牙齒上，10為本發明所需制備的正畸牙弓絲，牙弓絲固定于托槽槽溝內，由于其形狀記憶性和超彈性當其處于35℃的人體溫度下時，會提供給錯合牙齒14以一定的力，讓牙?齒沿著方向16移動直到與其他牙齒排齊為止以達到矯正的目的。?