CN106132349B - 牙科用磁性附着体磁结构体 - Google Patents

牙科用磁性附着体磁结构体 Download PDF

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Abstract

一种牙科用磁性附着体磁结构体，其特征在于，包括：实质上不含Ni的铁素体系不锈钢的杯型磁轭、收容在所述杯型磁轭的凹部的永磁体、密封所述杯型磁轭的开口部的密封构件、和固定所述密封构件与所述杯型磁轭的对接部的焊接部构成，所述密封构件包括：实质上不含Ni的铁素体系不锈钢的中央部；氮的含量为0.5～2.0质量％，实质上不含Ni的奥氏体系不锈钢的中间部；氮的含量比所述中间部少，且在1.3质量％以下，实质上不含Ni的铁素体系不锈钢的外缘部。

Description

牙科用磁性附着体磁结构体
技术领域
本发明涉及利用永磁体的磁引力来保持义齿的牙科用磁性附着体磁结构体。
背景技术
牙科用磁性附着体磁结构体400(以下，有仅称为“磁结构体”的情况。)，如图10所示，具有如下构造，在软磁性不锈钢制的杯型磁轭401的开口部，同心状配置有软磁性不锈钢制的圆盘形磁轭414和非磁性不锈钢制的屏蔽环415，圆盘形磁轭414与屏蔽环415之间和屏蔽环415与杯型磁轭 401之间被全周焊接而密封永磁体402。该磁结构体400如图9所示，被埋入义齿基托420，借助与埋设在齿槽421中的根面板422上所设置的软磁性支撑板423的磁引力被保持在根面板422上。磁结构体400需要满足对人体无害，化学上长期稳定，吸附力大等的要求。
关于牙科用磁性附着体磁结构体400，例如，如日本特开平5-95965 号所述，是通过如下方法制造，即，在杯型磁轭401的凹部插入永磁体 402(例如，钕磁体)，在杯型磁轭401的开口部插入由圆盘形磁轭414和屏蔽环415构成的圆盘状密封构件413，通过分别焊接包封杯型磁轭401与屏蔽环415的对接部、和屏蔽环415与圆盘形磁轭414的对接部，再通过研磨或磨削使该焊接部平滑。该磁结构体400在使之与支撑板423吸附时，由于能够作为奥氏体系不锈钢的屏蔽环415存在于圆盘状密封构件413的外周部，从而遮断磁路的一部分，能够使永磁体402的磁通在由支撑板 423、杯型磁轭401和圆盘形磁轭414构成的磁路中有效率地流通，能够使强大的吸附力发生。
所述圆盘状密封构件413一般来说是通过如下方式制造，即在奥氏体系不锈钢制钢管中插入铁素体系不锈钢制的圆棒后，进行拉拔加工，成为具有由奥氏体系不锈钢构成的外周部，和由铁素体系不锈钢构成的中央部的包覆材的圆棒，再将其切割成圆片。屏蔽环415的原材所使用的奥氏体系不锈钢使用的是以往通过使镍熔化而生成有奥氏体相的材料，但因为含有镍，所以不能将磁性附着体磁结构体适用于会因镍引发金属过敏症的患者。因此，希望有使用有不含镍的不锈钢的牙科用磁性附着体磁结构体。
作为不含镍的奥氏体系不锈钢，例如日本特开2012-92413号，公开有一种在不锈钢组成中使氮固溶的氮固溶型奥氏体系不锈钢，作为氮固溶型奥氏体系不锈钢的制造方法，提出在大气压左右的氮气氛下(氮分压：80～ 86.7kPa)以1100～1250℃加热铁素体系不锈钢，由此从不锈钢表面使氮吸收，生成奥氏体系不锈钢的方法。
但是，使氮固溶的奥氏体系不锈钢，在700℃左右以上的高温和大气压的条件下，拥有相变成铁素体相和Cr氮化物相的混合组织的特性，因此在将该材料的板进行制管时所进行的对接部的焊接、经由挤压进行制管时以及管材的去应力退火中不能进行加热，从而不能制造用于所述屏蔽环的管材。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种吸引力和耐久性在以往同等以上，制造成本低，且不含镍的牙科用磁性附着体磁结构体。
鉴于上述目的锐意研究的结果是，本发明者们发现，在实质上不含 Ni的铁素体系不锈钢所构成的圆棒材的外周部，以一定的厚度使氮固溶后，在该氮固溶部分之中只对表层部进行脱氮，制作铁素体系不锈钢的芯部、奥氏体系不锈钢的中间部、铁素体系不锈钢的表层部一体形成的圆棒材，通过从该圆棒材上切下圆板，能够得到由实质上不含Ni的铁素体系不锈钢的中央部、实质上不含Ni的奥氏体系不锈钢的中间部、实质上不含Ni的铁素体系不锈钢的外缘部构成的圆盘状密封构件，以及对于所述圆盘状密封构件和收纳有永磁体的杯型磁轭进行焊接时，因为所述外缘部由不含氮的铁素体系不锈钢构成，所以焊接时的热导致氮气的发生(脱氮) 少，能够减少焊接缺陷，其结果是，能够得到磁石吸引力优异，并实质上不含镍的牙科用磁性附着体磁结构体，从而想到本发明。
即，本发明的牙科用磁性附着体磁结构体，包括：实质上不含Ni的铁素体系不锈钢的杯型磁轭、收容在所述杯型磁轭的凹部的永磁体、密封所述杯型磁轭的开口部的密封构件、固定所述密封构件和所述杯型磁轭的对接部的焊接部，
所述密封构件包括：
实质上不含Ni的铁素体系不锈钢的中央部；
位于所述中央部的外侧，氮的含量为0.5～2.0质量％，实质上不含Ni 的奥氏体系不锈钢的中间部；
位于所述中间部的外侧，氮的含量比所述中间部少，且在1.3质量％以下，实质上不含Ni的铁素体系不锈钢的外缘部。
所述焊接部的中心位置优选从所述密封构件和所述杯型磁轭的对接部向所述杯型磁轭侧偏移。
所述杯型磁轭和密封构件的Ni含量优选为0.2质量％以下。
所述杯型磁轭和密封构件的Cr含量优选为17～32质量％。
所述外缘部的半径方向的平均长度，优选为所述焊接部的半径方向长度的20～80％。
所述外缘部的半径方向的平均长度优选为50～400μm。
所述中间部的半径方向的平均长度优选为50～400μm。
所述中间部的半径方向的平均长度，优选比所述外缘部的半径方向的平均长度大。
在所述中间部的奥氏体系不锈钢和所述中央部的铁素体系不锈钢的边界部，优选所述中间部的奥氏体系不锈钢的一部分被加热，从而使之铁素体化或铁素体与Cr氮化物混合相化。
本发明的牙科用磁性附着体磁结构体，具有高吸引力和耐久性，并且不含镍，因此也可以适用于会因镍引发金属过敏症的患者。另外本发明的牙科用磁性附着体磁结构体，能够由现有的方法简便地制造，因此能够将制造成本抑制得低。
附图说明
图1(a)是表示本发明的磁性附着体磁结构体的一例的示意剖面图。
图1(b)是放大显示图1(a)的磁性附着体磁结构体的焊接部的示意剖面图。
图2是表示密封构件的一例的示意图。
图3是表示密封构件的中央部、中间部和外缘部的半径方向的平均长度的测量方法的示意图。
图4(a)是表示以激光加热密封构件的中央部的铁素体系不锈钢部分与中间部的奥氏体系不锈钢部分的边界区域A1的方法的示意图。
图4(b)是表示以激光加热图4(a)的边界区域A1后的磁性附着体磁结构体的示意剖面图。
图5是用于说明本发明中使用的杯型磁轭的形状的示意图。
图6是表示使用激光照射装置，焊接密封构件与杯型磁轭的对接部的情况的示意剖面图。
图7是表示密封构件的半径方向(A线方向)的氮含量分布的图形。
图8(a)是表示实施例1的磁性附着体磁结构体的示意剖面图。
图8(b)是放大显示图8(a)的焊接部的示意剖面图。
图9是表示将具有磁性附着体磁结构体的义齿，装配在埋设于齿槽中的根面板上所设置的支撑板上的状态的示意剖面图。
图10是表示现有的磁性附着体磁结构体的示意剖面图。
具体实施方式
(1)整体构成
磁性附着体磁结构体10如图1(a)和图1(b)所示，由如下构成：一方具有开口部的实质上不含Ni的铁素体系不锈钢的杯型磁轭1；收容在所述杯型磁轭1的凹部1a的永磁体2；密封所述杯型磁轭1的开口部的密封构件 3；固定所述密封构件3与所述杯型磁轭1的对接部4a的焊接部4，所述密封构件3由如下构成：实质上不含Ni的铁素体系不锈钢的中央部3a；位于所述中央部3a的外侧，氮的含量为0.5～2.0质量％，实质上不含Ni 的奥氏体系不锈钢的中间部3b；位于所述中间部3b的外侧，氮的含量比所述中间部3b少，且在1.3质量％以下，实质上不含Ni的铁素体系不锈钢的外缘部3c。所述杯型磁轭1和密封构件3的Cr含量优选为17～32质量％，更优选为24～32质量％。所述杯型磁轭1和密封构件3的Ni含量优选为0.2质量％以下，更优选为0.1质量％以下。所述焊接部4的中心位置，也可以从所述密封构件3和所述杯型磁轭1的对接部4a向所述杯型磁轭侧1偏移。
在此磁性附着体磁结构体10中，铁素体系不锈钢的杯型磁轭1、由铁素体系不锈钢构成的中央部3a、铁素体系不锈钢的外缘部3c是磁性体，奥氏体系不锈钢的中间部3b是非磁性体，因此构成所述密封构件3的中央部3a为一方的极(图中为N极)，杯型磁轭1的开口端部1b为另一方的极(图中为S极)的磁路。
(2)密封构件
密封构件3是将永磁体2包封在杯型磁轭1的凹部1a，并且构成磁路的构件，如图2所示，由如下构成：铁素体系不锈钢构成的中央部3a；位于所述中央部3a的外侧，氮的含量为0.5～2.0质量％的奥氏体系不锈钢所构成的中间部3b；位于所述中间部3b的外侧，氮的含量比所述中间部3b 少，且在1.3质量％以下的铁素体系不锈钢所构成的外缘部3c。所述中间部3b的奥氏体系不锈钢，通过在铁素体系不锈钢中固溶氮而生成，其氮含量范围根据不锈钢的Cr含量而有所不同。
所述密封构件3由实质上不含Ni的不锈钢构成，特别是优选使用耐腐蚀性软磁性的铁素体系不锈钢(SUS447J1，SUSXM27，SUS444等)。所述不锈钢的Cr含量优选为17～32质量％，更优选为24～32质量％。还有杯型磁轭1和密封构件3的外形不限于圆形，可以是椭圆形，也可以是四边形等的多边形。这种情况下，永磁体2的形状，也可以根据需要按照成杯型磁轭1和密封构件3的外形进行变更。
作为所述密封构件3采用圆形时，其直径根据牙科用磁性附着体磁结构体的使用目的而设定，通常为1800～5500μm。所述中央部3a的平均半径La优选为800～5000μm，更优选为1000～4000μm。所述中间部3b的半径方向的平均长度Lb优选为50～400μm，更优选为100～300μm。所述外缘部3c的半径方向的平均长度Lc优选为50～400μm，更优选为75～ 300μm。所述中间部3b的半径方向的平均长度Lb优选为比所述外缘部3c 的半径方向的平均长度Lc大。
密封构件3的中间部3b，由氮的含量为0.5～2.0质量％，实质上不含 Ni的奥氏体系不锈钢构成。若氮的含量低于0.5质量％，则奥氏体系不锈钢无法稳定存在，有铁素体化的情况。氮的含量高于2.0质量％时，有氮化物析出的情况。所述氮的含量更优选为0.7～1.8质量％。
密封构件3的外缘部3c，由氮的含量比所述中间部3b少，且在1.3 质量％以下，实质上不含Ni的铁素体系不锈钢构成。所述氮的含量优选为 1.0质量％以下，更优选为0.5质量％以下。虽然优选氮含量少的方法，但也可以存在微量的氮。所述外缘部3c，通过对于氮的含量为0.5质量％以上的奥氏体系不锈钢进行脱氮，从而使之铁素体化，因此如后述，具有使在杯型磁轭1与密封构件3的焊接时发生的氮气减少的效果。因此，所述外缘部3c，优选具有焊接部4达不到中间部3b这一程度的宽度(半径方向长度)，即在焊接时由激光照射的加热中，所述中间部3b不会脱氮这种程度的宽度。
例如，使激光的中心点与密封构件3和杯型磁轭1的接合部分(对接部) 一致的方式照射激光进行焊接时，优选所述外缘部3c的半径方向的平均长度Lc，至少具有激光的直径的一半的宽度。但是，激光的中心点并非要与对接部一致才优选，在接合性和磁路上，也有优选向杯型磁轭1侧或密封构件3侧偏移这种方法的情况。因此，所述外缘部3c的半径方向的平均长度Lc，优选是所述焊接部4的半径方向长度的20～80％。
在此所谓焊接部4的半径方向长度，是在半径方向上焊接部4的宽度最宽的部分，由图1(b)可知，是最靠近焊接部4的表面的部分的半径方向长度。在该最靠近焊接部4的表面的部分，由于激光照射而发生的热也向激光直径的外侧传播，由此在比激光直径稍宽的范围熔化不锈钢。由于该激光照射而导致不锈钢熔化的范围，认为除了激光直径以外，也会根据激光输出功率、扫描速度等而变化，因此期望外缘部3c的半径方向的长度，不是以激光直径决定，而是以焊接部4的最宽的部分的半径方向的长度为基准而决定。
密封构件3如后述，通过如下方式取得，即，对于由铁素体系不锈钢构成的圆棒材实施氮固溶处理，使从表面起至一定的深度的部分奥氏体化，其后再进行脱氮处理而使所述奥氏体化的部分之中靠近表面的部分铁素体化，之后以切成圆片的方式切割圆板。因此，中央部3a的铁素体系不锈钢部分31a与中间部3b的奥氏体系不锈钢部分31b的边界，和中间部3b的奥氏体系不锈钢部分31b与外缘部3c的铁素体系不锈钢部分31c 的边界，如图2所示，复杂地交错。还有，由图2可知，外缘部3c与中间部3b的边界部，相比中间部3b与中央部3a的边界部，交错较小。
因此，所述平均半径La和平均长度Lb、Lc，如图3所示，在周向上以等角度间隔划10处半径方向的直线，在各直线部分，测量从外周端3d 至与中间部3b的奥氏体系不锈钢部分31b交叉的点的长度Lc1～Lc10，将其平均值作为外缘部3c的铁素体系不锈钢部分31c的长度Lc，同样，测量从与所述中间部3b的奥氏体系不锈钢部分31b交叉的点，至与中央部3a的铁素体系不锈钢部分31a交叉的点的长度Lb1～Lb10，将其平均值作为中间部3b的奥氏体系不锈钢部分31b的长度Lb。中央部3a的铁素体系不锈钢部分31a的平均半径La，通过从密封构件3的半径中减去 (Lc+Lb)而求得。
(氮固溶处理)
密封构件3通过如下方式制作，即，对于耐腐蚀性软磁性的铁素体系不锈钢的圆棒材实施氮固溶处理而使之奥氏体化之后，进行脱氮处理而只使最表层铁素体化，将所得到的经过所述处理的圆棒材以规定厚切成圆片。氮固溶处理通过在氮气氛下(50kPa以上)和以1150～1250℃，例如以真空加热装置中对于铁素体系不锈钢实施加热处理来进行。所述真空加热装置内，操作上优选大气压程度的氮气氛，优选80～120kPa左右的氮气氛。为了防止氧化物生成，优选在使用的氮气中不含氧和水。加热处理的温度比1150℃低时，氮难以充分地固溶，比1250℃高时，难以控制氮固溶速度，难以将氮固溶奥氏体系不锈钢的深度(所述密封构件3的中间部 3b的径向宽度)保持一定。氮固溶奥氏体系不锈钢，需要含有铁素体相充分奥氏体化这一程度的氮，其氮含量根据不锈钢的Cr含量而有所不同，为0.5～2.0质量％。所述氮含量的下限优选为1质量％。
氮固溶处理以下述任意一种方法均可，即，在炉的加热室内预先设置铁素体系不锈钢并加热的方法，和达到规定的温度之后再在炉的加热室内插入铁素体系不锈钢的方法。如果是预先设置不锈钢之后再加热的方法，则优选为5～20℃/min左右的升温速度，以使加热室内所载置的铁素体不锈钢均匀地加热升温。另外，氮气可以从加热开始便填充在炉内，也可以在达到规定温度之后再填充。
加热处理的时间(最高温度下的保持时间)，根据由氮固溶处理使铁素体系不锈钢奥氏体化至什么程度的深度而适宜调节。例如，在大气压的氮气氛下和1200℃的条件下，至300μm左右的深度的奥氏体化，可以实施 2～4小时左右的加热处理。
(脱氮处理)
通过氮固溶处理使铁素体系不锈钢的圆棒材从表面至一定的深度的部分奥氏体化之后，通过使所述奥氏体化的部分之中靠近表面的部分(最表层)脱氮，使所述最表层部分铁素体化。脱氮处理能够通过降低氮固溶处理而氮化时的氮的压力来实施。这时优选温度维持在等温。脱氮时的氮的压力优选为氮化时的压力的99％以下，更优选为95％以下。脱氮的铁素体相的氮含量为1.3质量％以下，优选为1.0质量％以下，更优选为0.5质量％以下。
为了在室温下仍维持由氮固溶处理形成的奥氏体相和由脱氮处理形成的铁素体相的组织，急冷氮固溶处理和脱氮处理后的高温状态的不锈钢。缓冷所述处理后的不锈钢时，生成的奥氏体相的组织相变为铁素体相或铁素体相与Cr氮化物混合的组织。作为急冷不锈钢的方法，可列举在加热装置内设置冷却部，将氮固溶处理后的原材移动到该冷却部，喷送氮气、稀有气体等的冷却用气体进行空冷的方法和对该冷却部进行水冷的方法等。
使氮固溶的铁素体系不锈钢圆棒原材的长度，期望比炉的加热室的均热部长度短。若原材的长度比炉的加热室的均热部长，则由于温度的偏差，会导致不能以均匀的深度使氮固溶。因此加热室的均热部长度期望温度偏差在10℃以内。
优选氮固溶处理之前在700℃以上氮固溶处理温度以下和大气压的氢气气氛中处理铁素体系不锈钢原材，除去表面的氧化物等。若原材表面有氧化物等，则其成为氮气渗透的屏障，氮固溶处理的速度降低，并且氮固溶处理的深度有可能不均匀。
若在氮固溶处理之前以固溶处理温度进行1～3小时预加热处理，则原材晶粒生成，能够以均匀的厚度形成奥氏体相。预加热的处理时间依存于原材的晶粒的大小，因此根据原材设定即可。
(热处理)
如前述，通过氮固溶处理形成奥氏体系不锈钢时，如图2所示，密封构件3的奥氏体系不锈钢部分31b(中间部3b)，成为复杂进入铁素体系不锈钢部分31a(中央部3a)的状态。若是像这样成为非磁性的奥氏体系不锈钢与密封构件3的中央部3a部分性地交错的状态，则由永磁体2、杯型磁轭1和密封构件3构成的磁路的效率降低，由此导致磁体引力降低，并且会发生每个制品磁体引力不同，得不到具有稳定的性能的制品。为了对此加以改善，如图4(a)和图4(b)所示，也可以用激光加热密封构件3的奥氏体系不锈钢部分31b和铁素体系不锈钢部分31a的边界区域A1，使奥氏体系不锈钢回归铁素体系不锈钢。还有，所述边界区域A1的加热，优选以不会因热而招致永磁体2的磁特性的降低的方式，只对所述密封构件3 的表面实施。由此，能够降低每个制品的磁路的不均匀性，使吸引力稳定化。
(3)杯型磁轭
杯型磁轭1，具有用于收容永磁体2的凹部1a。所述凹部1a为与收容的永磁体2的大小相符的尺寸，但密封构件3插入的部分(开口端附近) 的直径e(参照图5)，优选以满足式(1)的方式设定：
(Br×S)×0.8≤Sc×Bs≤(Br×S)×1.2
[其中，Bs表示杯型磁轭1的饱和磁化，Br表示永磁体2的残余磁通密度，S表示与永磁体2的磁化方向正交的截面积，Sc表示杯型磁轭1的吸附面的实效面积(磁性部分面积)。]。
在此，求出所述杯型磁轭1的吸附面的实效面积Sc时，需要考虑由于在密封构件3上设置铁素体系不锈钢的外缘部3c，导致磁性区域增加的量。因此，所述杯型磁轭1的吸附面的实效面积Sc，是杯型磁轭1的吸附面(杯型磁轭1的开口端部1b)的面积Sc0[＝π×(E2-e2)/4]，和密封构件3的外缘部3c的面积Sc1[＝π×(e2-r2)/4]的合计[其中，E是杯型磁轭1的外径，e 是杯型磁轭1的凹部开口端附近的直径、和r是外缘部3c的内径。参照图 5。]。即所述实效面积Sc以Sc0+Sc1＝π×(E2-r2)/4求得。
但是，杯型磁轭1和密封构件3的焊接部4，与所述外缘部3c同样铁素体化而成为磁性体，因此该焊接部4相比外缘部3c的半径方向宽度在密封构件3的内侧露出形成时，即焊接部4的内侧直径f比外缘部3c的内侧直径r小时，则形成于密封构件3的焊接部4的面积Sc2[＝π×(e2-f2)/4]比外缘部3c的面积Sc1大。因此，这种情况下，所述杯型磁轭1的吸附面的实效面积Sc，是杯型磁轭1的吸附面的面积Sc0，和形成密封构件3的焊接部4的面积Sc2的合计。即所述实效面积Sc由Sc0+Sc2＝π×(E2-f2)/4求得。
将所述开口端附近的直径e和所述密封构件的外缘部的半径方向的长度Lc(或形成于密封构件3的焊接部4的宽度)，以满足所述式(1)设定，能够得到充分的吸附力和低漏磁通密度。因此，密封构件3插入的部分的直径e，期望考虑到作为磁性区域的外缘部的半径方向的长度Lc(或形成于密封构件3的焊接部4的宽度)而决定。如此通过成为开口端附近直径扩充这一形状的凹部1a，能够使密封构件3的中间部3b(非磁性的奥氏体系不锈钢的部分)相对于所述永磁体2配置在最佳的位置。
杯型磁轭1优选使用耐腐蚀性软磁性的铁素体系不锈钢(SUS447J1， SUSXM27，SUS444等)。优选杯型磁轭1的Cr含量为17～32质量％，更优选为24～32质量％。
(4)焊接部
固定密封构件3与杯型磁轭1的对接部的焊接部4，其中心如图1(b) 所示，优选从所述密封构件3和所述杯型磁轭1的对接部4a，向所述杯型磁轭1侧偏移。即，如图6所示，使从激光照射装置5放射的激光5a的光轴中心C，对准从所述密封构件3与所述杯型磁轭1的对接部4a，向所述杯型磁轭1侧偏移距离d的位置进行照射，进行所述对接部4a的焊接。所述距离d优选为所述激光5a的照射直径的3～40％的距离，更优选为5～ 30％的距离。
激光5a照射的部分被加热而达到高温，致使所述照射部分的金属融化，杯型磁轭1与密封构件3被接合。所述密封构件3的外缘部3c脱氮而铁素体化，并成为磁性体。但是中间部3b与外缘部3c的边界为交错的状态，有部分性地含有氮的奥氏体系不锈钢(中间部3b)进入外缘部3c，突出至外周端3d附近的情况。这种情况下，虽然微量，但固溶的氮气被放出，这时有可能发生龟裂和缺陷，因此激光的光轴优选向杯型磁轭侧偏移。
如此在从对接部4a向杯型磁轭1侧偏移的位置进行焊接，通过极力缩小外缘部3c的铁素体系不锈钢被加热的范围，从而能够极力小中间部 3b的氮固溶奥氏体系不锈钢被加热的范围，抑制加热造成的氮的放出，抑制因氮的放出导致的缺陷生成。其结果是，能够得到磁引力优异，且耐腐蚀性和耐久性优异的磁结构体。
焊接部4优选进行平面加工至规定的深度，以使凹凸不会残留。所述平面加工优选进行对杯型磁轭1、密封构件3和所述焊接部4实施研磨，至焊接强度不会降低这一程度的深度。
(5)永磁体
作为永磁体2，优选使用残余磁通密度Br比其他的永磁体大，能够得到更大的吸引力的钕磁体。钕磁体的残余磁通密度Br需要使磁路饱和，因此优选为1.3T以上，更优选为1.35T以上。永磁体2与磁结构体交错而后受磁。
【实施例】
通过实施例更详细地说明本发明，但本发明不受其限定。
实施例1
将具有由26质量％的Cr、1质量％的Mo和余量Fe(作为杂质含有0.08 质量％的Ni)构成的这一组成的铁素体系不锈钢(相当于SUSXM27)的圆棒 (直径2.7mm和长度60mm)，插入保持在1200℃的炉的冷却部，使炉内气氛为大气压的氮气气氛之后，使原材移动至炉的加热室内保持3小时后，降低氮气的压力至0.1MPa ，再保持10分钟，返回冷却部急冷，由此对所述铁素体系不锈钢的圆棒实施氮固溶处理。使用日本电子制EPMA JXA-8900，针对取出的圆棒的与轴向垂直的截面测量氮量并确认时，从外周面至大约100μm的深度形成有铁素体系不锈钢所构成的同心状的外层 (外缘部)，在其内侧形成有约200μm的宽度的奥氏体系不锈钢所构成的同心状的中间层(中间部)，其更内侧具有由原本的铁素体系不锈钢构成的中心部(中央部)。所述外缘部、中间部和中央部的氮含量分别为低于0.2质量％、1.5质量％和低于0.2质量％。从圆棒材的中心至半径方向(A线方向) 的氮含量分布示意性地显示在图7中。将该圆棒切割成轴向厚度0.25mm，作为圆板状的密封构件。
使用与所述密封构件所用的为相同组成的铁素体系不锈钢，制作具有直径3.5mm和高度1.35mm的圆柱状的外形，以及钕磁体插入的部分的孔径为2.6mm，所述密封构件插入的开口端部分的孔径为2.7mm及深度 0.75mm的凹部的杯型磁轭。在所述杯型磁轭的凹部，插入直径2.6mm和厚度0.5mm的钕磁体，在其上以加盖的方式插入所述密封构件。
如图8(a)和图8(b)所示，使从激光照射装置5放射的激光5a(照射直径
Figure GDA0002185602330000121
)的光轴中心，对准杯型磁轭1与密封构件3的对接部4a照射，遍及全周焊接所述对接部4a进行包封。
焊接后，对于焊接的面进行0.05mm研磨加工，整修平滑，制作直径 3.5mm，高1.3mm的磁结构体。该磁结构体的磁引力为5.1～5.2N(测量 5次)。直径与高度与该实施例1为相同尺寸，将密封构件变更为日本特开平5-95965号所述的圆盘形磁轭和屏蔽环(300μm宽)所构成的圆盘状密封构件的现有的磁结构体的磁引力为5.0～5.2N(测量5次)。
实施例2
对于杯型磁轭与密封构件的对接部进行焊接包封时，如图6所示，除了使激光5a的光轴中心C向距离对接部d＝20μm的杯型磁轭侧，即向外侧偏移以外，均与实施例1同样而制作磁结构体。在所述焊接部未发生凹陷或裂纹。测量该磁结构体的磁引力时，为5.1～5.2N(测量5次)。
实施例3
将杯型磁轭与密封构件的对接部焊接包封时，使激光5a的光轴中心向距离对接部d＝40μm的杯型磁轭侧，即向外侧偏移，除此以外均与实施例1同样而制作磁结构体。制作的10个试料之中在焊接部发生了凹陷或裂纹的1个都没确认到。测量该磁结构体的磁引力时，为5.1～5.2N(测量 5次)。
实施例4
在激光焊接工序中，对于杯型磁轭与密封构件的对接部进行焊接包封时，使激光5a的光轴中心向距离对接部d＝40μm的杯型磁轭侧，即向外侧偏移，除此以外均实施例1同样进行焊接包封后，如图4(a)所示，使激光 5a(照射直径
Figure GDA0002185602330000131
)的光轴中心C对准距密封构件3的中心半径1.05mm 的部分，遍及全周照射激光5a，加热边界区域A1，除此以外均与实施例 1同样而制作磁结构体。通过加热，中央部与中间部的边界部的宽度0.2mm 和深度约0.15mm的部分铁素体化(研磨加工前)。该磁结构体的磁引力为 5.2～5.4N(测量5次)。通过加热密封构件的奥氏体系不锈钢部与铁素体系不锈钢部的边界区域，可减少所述边界部分的不均匀性，吸附面表面的磁路达到适当的状态，因此认为磁引力提高。

Claims (7)

1.一种牙科用磁性附着体磁结构体，其特征在于，包括：
Ni含量为0.2质量％以下的铁素体系不锈钢的杯型磁轭、
收容在所述杯型磁轭的凹部的永磁体、
密封所述杯型磁轭的开口部的密封构件、和
固定所述密封构件与所述杯型磁轭的对接部的焊接部，
所述密封构件包括：
Ni含量为0.2质量％以下的铁素体系不锈钢的中央部；
位于所述中央部的外侧，氮的含量为0.7质量％～2.0质量％且Ni含量为0.2质量％以下的奥氏体系不锈钢的中间部；和
位于所述中间部的外侧，氮的含量比所述中间部少，且在0.5质量％以下，并且Ni含量为0.2质量％以下的铁素体系不锈钢的外缘部，
所述密封构件是从铁素体系不锈钢的芯部、奥氏体系不锈钢的中间部、铁素体系不锈钢的表层部一体形成的圆棒材切下圆板而得到的密封构件，
所述圆棒材是，在由Ni含量为0.2质量％以下的铁素体系不锈钢构成的外周部使氮固溶后，在该氮固溶部分之中只对表层部进行脱氮而制作的圆棒材，
所述杯型磁轭及所述密封构件的Cr含量为24质量％～32质量％。
2.根据权利要求1所述的牙科用磁性附着体磁结构体，其特征在于，所述焊接部的中心位置从所述密封构件与所述杯型磁轭的对接部向所述杯型磁轭侧偏移。
3.根据权利要求1所述的牙科用磁性附着体磁结构体，其特征在于，所述外缘部的半径方向的平均长度是所述焊接部的半径方向长度的20％～80％。
4.根据权利要求1所述的牙科用磁性附着体磁结构体，其特征在于，所述外缘部的半径方向的平均长度是50μm～400μm。
5.根据权利要求1所述的牙科用磁性附着体磁结构体，其特征在于，所述中间部的半径方向的平均长度为50μm～400μm。
6.根据权利要求1所述的牙科用磁性附着体磁结构体，其特征在于，所述中间部的半径方向的平均长度比所述外缘部的半径方向的平均长度大。
7.根据权利要求1所述的牙科用磁性附着体磁结构体，其特征在于，在所述中间部的奥氏体系不锈钢与所述中央部的铁素体系不锈钢的边界部，所述中间部的奥氏体系不锈钢的一部分被加热，从而使之铁素体化或铁素体和Cr氮化物混合相化。
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