CN103386525A - 不锈钢手术器械的真空钎焊-热处理复合工艺及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种不锈钢手术器械的真空钎焊-热处理复合工艺及其应用，在不锈钢手术器械的工作端采用镶嵌方法镶入硬质合金，并采用真空钎焊和真空热处理同步处理，二道工序合二为一，在控制真空度、加热速度、加热温度、钎焊温度、钎焊时机及冷却方式等基础上，获得具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术器械，该不锈钢手术器械具有优良的耐磨性、防滑性能、防腐性能等，产品质量好，具有能耗低、生产率高、作业环境改善等特点，克服了原有工艺的品质缺陷。该复合工艺在处理不锈钢手术器械中具有重要的应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种不锈钢手术器械的处理工艺领域，尤其涉及一种不锈钢手术器械的真空钎焊-热处理复合工艺及其应用。
背景技术
现有的不锈钢手术器械的处理工艺为：机械加工→淬火→工作端高频焊接→表面处理→检验。这种工艺流程的缺点是工件经过整体淬火后再作局部焊接，焊接加热会改变工件的局部组织状态，不仅影响产品的力学性能和耐腐蚀性能，也影响产品的使用性能；其次，焊接基本是手工操作，质量控制难度大；还有，焊接与热处理分开操作，工期长，能耗高。改进后的加工工序为：机械加工→真空钎焊/淬火→表面处理→检验。
其中，原有加工工艺中的工作端高频焊接是在完成热处理工序之后再进行焊接工序，因而需分二步完成。其中高频焊接使用的是感应加热设备，当技术要求规定硬度45HRC左右的工件头端加热至800℃左右焊接时，头端局部已开始软化，硬度降至30HRC左右，并在局部区域温度梯度的影响下，形成不同的组织状态。造成产品最终使用性能和防腐性能的下降。用户抱怨钳子使用中头端变形张开及易生锈，具有严重的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不锈钢手术器械的真空钎焊-热处理复合工艺及其应用。该复合工艺在真空热处理炉中将真空钎焊和真空热处理二道工序合二为一，真空钎焊和真空热处理同时完成，除降低能耗、提高工效、改善作业环境外，还克服了原有工艺的品质缺陷，复合工艺使热处理与钎焊一气呵成，不影响产品的最终硬度，并使产品的机械性能和防腐性能得到保证，便于维修替换，获得更好的耐磨性和防滑性能。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种不锈钢手术器械的真空钎焊-热处理复合工艺，在不锈钢手术器械的工作端采用镶嵌方法镶入硬质合金，并采用真空钎焊和真空热处理同步处理，获得复合工艺处理后的不锈钢手术器械，具体包括如下步骤：
（1）在不锈钢手术器械的工作端采用镶嵌方法镶入硬质合金；
（2）将镶入硬质合金的不锈钢手术器械采用真空高压气淬炉，在真空度为4～4×10-1Pa的真空条件下加热到800℃，加热至800℃以上时，向炉内充入适量氮气，并在960℃～1080℃下采用镍基钎焊料将硬质合金与不锈钢手术器械进行钎焊结合，同时在该真空条件下960℃～1080℃温度下以及不高于0.6MPa的气淬压力下进行淬火热处理，然后气冷并在250-320℃回火，获得具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术器械。
较佳的，所述不锈钢手术器械为刀、剪、钳、镊等不锈钢类手术器械。
较佳的，所述具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术器械包括镶片刀、镶片剪、镶片钳、镶片镊等。
优选的，步骤（2）中，镶片钳加热到980℃～1050℃的温度范围。
优选的，步骤（2）中，镶片刀和镶片剪加热到1000℃～1080℃的温度范围。
优选的，步骤（2）中，镶片镊的加热到960℃～1050℃的温度范围。
优选的，步骤（2）中，步骤（2）中，真空度为4～4×10-1Pa。
较佳的，步骤（2）中，加热时，先采用25℃/min的升温速率加热至550℃，再采用25℃/min的升温速率加热到800℃并保温30min.，然后加热到960℃～1080℃并保温20min。
本发明的复合工艺必须兼顾焊接和热处理二个不同工艺的要求，二段预热（800℃）主要是满足热处理工艺的要求，目的是使工件在特定温度区间内使表面温度与心部温度达到一致，从而减少加热应力，升温速率优选为25℃/m。
较佳的，步骤（2）中，气冷时，冷却至650～550℃范围内的冷却速度为10℃/s。
优选的，步骤（2）中，气淬压力不高于0.15MPa。
优选的，步骤（2）中，淬火冷却气体为99.999%高纯氮。
优选的，步骤（2）中，回火温度为300℃。
优选的，不锈钢手术器械的钎焊面采用金相砂纸去除表面氧化层，硬质合金的钎焊面采用金刚石研磨膏磨亮；镍基钎焊料的尺寸略大于不锈钢手术器械的钎焊面；两钎焊面的接头间隙为0.02～0.10mm。
较佳的，步骤（2）中，所述镍基钎焊料的化学成分和性能如表3所示。
表3Bni-2钎料的化学成分（质量分数，%）
| Cr | Si | B | Fe | C | Ni | 熔点√℃ |
| 7 | 4.5 | 3.1 | 3.0 | ＜0.1 | 余量 | 970～1000 |
本发明的回火处理，是热处理淬火后的必经工序，其目的是消除应力，稳定组织，为完整的复合工艺的重要组成部分之一。
本发明的复合工艺所获得的的具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术器械产品的硬度为44～45HRC，并具有很好的防腐性能，不易生锈。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、提高产品质量：
原工艺是在完成热处理工序之后再进行焊接工序，当技术要求规定硬度45HRC左右的工件头端加热至800℃左右焊接时，头端局部已开始软化，（硬度降至30HRC左右），并在局部区域温度梯度的影响下，形成不同的组织状态，造成产品最终使用性能和防腐性能的下降，不锈钢钳子等使用中头端变形张开及易生锈。
本发明复合工艺使真空热处理与真空钎焊一气呵成，即不影响产品最终硬度，又使产品的机械性能和防腐性能得到保证，产品最终硬度为44～45HRC。
2、降低生产成本：
1)能耗下降。原有工艺的高频加热设备功率35KW，每班定额100件。按每班6小时计，日耗电210度，年耗电52500度，年电费为5万多元。而复合工艺省略了单独的焊接工序，降低了能耗。
2）焊料成本低。原工艺的焊料为银铬片价格约为400元/kg，料厚约30微米；而复合工艺镍基焊料300元/kg，料厚约3．5微米，复合工艺焊料成本相当于原工艺的1/10。
3）成品合格率高。原焊接工艺基本依靠手工完成，动作相对复杂，工序合格率在80%上下；复合工艺中焊接在真空热处理炉中自动完成，几乎没有返工。
4)减少一道工序。无需配置焊接人员，减少工件往返，工效提高40%以上，各项工序费用降低。
3、改善作业环境：
原有工艺的高频焊接工艺使用的是感应加热设备，由于操作工必须近距离接触电磁设备和高温工件，工作环境较差，操作工需经专业培训及电磁辐射防护和烟雾防护。本发明复合工艺
附图说明
图1一种钎焊硬质合金的手术器械的示意图;（a）钎焊前；（b）钎焊后。
图2真空钎焊-热处理复合工艺示意图。
图3真空钎焊-淬火后的K40硬质合金的显微组织图。
图4钎焊在手术器械上的硬质合金开裂面形态图。
具体实施方式
为更好的理解本发明的内容，下面结合具体实施例作进一步说明。
本发明首先对不锈钢手术器械的真空钎焊-热处理复合工艺的工艺条件进行了如下的探索研究：
本发明以用于夹持缝针及打结的手术器械为例，在其工作端采用镶嵌技术镶入硬质合金，并采用真空钎焊-热处理复合工艺进行处理，获得了更好耐磨性能、防滑性能以及便于维修替换的具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术器械，其与现有加工工艺中工作端高频焊接是在完成热处理工序之后再进行焊接工序的二步工序相比，具有很好的效果，如图1所示，钎焊前和钎焊后效果明显。
1、工艺方法及材料成分
本发明的真空钎焊-热处理复合工艺采用真空钎焊＋真空淬火的复合工艺，即真空焊接和真空热处理同时完成，除降低能耗、提高工效、改善作业环境外，还克服了原有工艺的品质缺陷。工件基体材料为20Cr13不锈钢；硬质合金为K40，相当于YG11，尺寸为15mm×5mm×0.8mm；焊料为镍基钎焊料。硬质合金、不锈钢及焊料化学成分和主要技术特性分别见表1、表2和表3。
表1K40硬质合金的化学成分和主要技术特性
| TC/% | Co/% | Ta/Nb C/% | 硬度/HRA | 密度/g·cm-3 | 平均粒度/μm |
| 87 | 12 | 1 | 88.9～91.0 | 14.30 | 1.35 |
表220Cr13钢的化学成分（质量分数，%）
| C | Si | M n | P | S | Cr |
| 0.16～0.25 | 1.00 | 1.00 | 0.0040 | 0.0030 | 12.00～14.00 |
表3Bni-2钎料的化学成分（质量分，%）
| Cr | Si | B | Fe | C | Ni | 熔点√℃ |
| 7 | 4.5 | 3.1 | 3.0 | ＜0.1 | 余量 | 970～1000 |
2、工艺参数
工件的焊接和淬火设备为现有的真空高压气淬炉。工件有效厚度约为5mm，淬火冷却气体为99.999%高纯氮。工件基体最终硬度约为44～45HRC。真空高压气淬的主要技术参数见表4。
表4真空高压气淬炉主要技术参数
| 最高加热温度/℃ | 1320 |
| 炉温均匀性/±℃ | 5 |
| 最大加热功率/kW | 160 |
| 极限真空度/Pa | 4×10-1 |
| 工作室尺寸/mm | 600×600×900 |
| 抽空时间/min | 30 |
| 最大冷却压力/MPa | 0.6 |
尽管钎焊和热处理是不同性质的工艺，然而对于马氏体不锈钢而言，这两种工艺存在诸多共同点。而复合工艺是否切实可行，取决于能否兼顾二者的特性，在真空条件下尤其重要。为此，我们以20Cr13钢真空淬火工艺为基础，制订了20Cr13钢与硬质合金钎焊-热处理的复合工艺，如图2所示，先采用25℃/min的升温速率加热至550℃，再采用25℃/min的升温速率加热到800℃并保温30min.，然后加热到1020℃并保温20min，在此条件下进行一系列的钎焊、淬火、回火等处理。
真空淬火工艺的基本参数包括真空度、加热速度、加热温度、保温时间及冷却方式等；而真空钎焊工艺的参数通常也包括真空度、加热速度、钎焊温度、钎焊时间及冷却方式等。在制定工艺时，最终加热温度的设定既要考虑不锈钢的正常淬火温度，同时也要保证不影响硬质合金的综合性能。20Cr13钢的淬火温度通常为1000℃左右，故选择熔融温度与之相近的镍基钎焊料（以工作温度超过钎料熔点25～60℃为宜)，以使钎料的流动性和润湿性处于最佳状态；在真空条件下加热，低温时炉内真空度为4～4×10-1Pa；加热至800℃以上时，向炉内充入适量氮气，以防止20Cr13钢的Cr元素挥发；加热速度以保证炉内析出气体被充分抽出及工件受热均匀为前提，方法是缓慢升温，并进行550℃和800℃二段预热；根据工件的有效厚度和一次装炉量等因素确定钎焊/淬火加热时间；在炉中完成高压气淬。钎焊-淬火后的硬质合金组织如图3所示。
影响真空钎焊质量的关键因素包括真空钎焊的工艺参数、真空设备的泄漏率、工件和工装的清洁度、焊缝间隙和工件的放置方式等，所以要把握好这些关键因素，才能获得更为满意的效果。
3分析和讨论
本发明的真空钎焊-热处理复合工艺，兼具真空钎焊和热处理的双重优点，具有不会出现氧化、增碳、脱碳及污染的特点，以及焊接接头的清洁度和强度较高等优点；在保持硬质合金高硬度、高耐磨性的同时,能明显提高韧性和强度。对马氏体不锈钢手术器械而言，采用钎焊-热处理复合工艺后，可以在完成钎焊的同时达到淬火目的，具有明显的质量、成本、效率等优势，是一种值得推广应用的工艺方法。
经真空钎焊-热处理复合工艺处理的手术器械会产生有焊缝气孔和硬质合金开裂的缺陷，防止出现焊缝气孔的主要措施是精确控制加热温度和保温时间。加热温度过高或保温时间过长会使钎料烧损蒸发；而加热温度偏低，则钎料流动性差，形成虚焊；保温时间过短，因加热不均匀，钎料与母材之间来不及形成足够的冶金结合，都会造成焊缝气孔，严重降低焊缝强度。当然，要获得理想的焊接效果，应进行适当的焊前处理：清除表面油渍及杂物，确保钎焊面平整、清洁和干燥。20Cr13钢的钎焊面采用金相砂纸去除表面氧化层，K40钎焊面用金刚石研磨膏磨亮；钎料尺寸应略大于钎焊面，用专用夹具将焊接处与钎料固定，以防钎焊时工件偏移。由于钎焊是依靠毛细作用使钎料填满间隙，所以要控制好焊接面的间隙尺寸。接头间隙对钎缝的致密性和强度的影响很大。镍基钎料的接头间隙比其他钎料要小，一般为0.02～0.10mm。
本发明复合工艺试验的初始阶段曾出现硬质合金开裂的现象（见图4）。原因主要与加热和冷却速率有关，特别是在冷却过程中，不能忽视焊接所产生的应力。硬质合金的线膨胀系数约为钢的一半，如在20～900℃范围，YG类硬质合金为5×10-6～7×10-6，钢为11×10-6～14×10-6。由于两种材料的膨胀和收缩系数不同，焊后不能同步收缩，加热和冷却过程中会在焊缝区形成很高的残余应力，会降低焊缝的抗剪切强度。冷却时在硬质合金一侧保留了较大的残余拉应力，当有外力与残余应力共同作用时，钎焊联接处硬质合金一侧易发生开裂。如上所述，焊接和淬火是不同的工艺，二者的工艺参数有相似点，如真空度、加热速率、加热温度、保温时间等。但也有差异，例如，从焊接角度看，为了避免硬质合金表层与心部因温差过大而引起开裂；钎焊时应控制好加热和冷却速度，不宜急冷急热。
试验结果表明，硬质合金开裂倾向随着气冷压力的下降而降低（见表5），所以一般以缓慢冷却为宜。而从热处理角度看，Cr13型马氏体不锈钢由于含铬量高，过冷奥氏体较稳定。这类钢的淬透性很高，空冷即可获得马氏体组织。当然，冷速过慢将影响材料的力学性能和耐腐蚀性能。因此，制定钎焊-热处理复合工艺时应兼顾两种工艺的特点，工件真空钎焊后的冷却速度以接近但不低于马氏体不锈钢的临界冷却速度为宜，在650～550℃范围内的冷却速度应达到10℃/s左右。
表5气淬压力与硬质合金开裂比例
真空热处理气淬时的传热主要为循环气体的对流及辐射传热，而影响冷却速度最为显著的因素是冷却气体的压力和流率。本发明经长期生产实践研究表明，以氮气作介质，在气流循环条件下，气淬压力大于0.135MPa就能使小型马氏体钢工件淬透。所以对于有效厚度较小的手术器械产品，气淬压力控制在0.15MPa左右，既可消除开裂现象，又能同时满足钎焊和热处理工艺要求。
4结论
（1)本发明的真空钎焊-热处理复合工艺能实现产品的质量和经济效益的双赢，是一种具有较高应用价值的工艺。
（2)本发明采用不锈钢真空钎焊-热处理复合工艺时必须兼顾两种不同工艺的特点，确定合理的工艺参数是复合工艺成功的关键。
实施例1
不锈钢手术镶片钳的真空钎焊-热处理复合工艺如下：
（1）在不锈钢手术器械的工作端采用镶嵌方法镶入硬质合金；其中不锈钢手术器械的钎焊面需要先采用金相砂纸去除表面氧化层，硬质合金的钎焊面需要先采用金刚石研磨膏磨亮；并要求镍基钎焊料的尺寸略大于不锈钢手术器械的钎焊面，两钎焊面的接头间隙为0.02～0.10mm，不锈钢手术器械工件基体材料为20Cr13不锈钢，硬质合金为K40，焊料采用如表3所示的Bni-2钎料化学成分和性能的材料。上述不锈钢手术器械为手术钳。
（2）将镶入硬质合金的不锈钢手术器械采用真空高压气淬炉，在真空度为4～4×10-1Pa的真空条件下加热到800℃，加热时，先采用25℃/min的升温速率加热至550℃，再采用25℃/min的升温速率加热到800℃并保温30min.，然后加热到1020℃并保温20min；采用镍基钎焊料将硬质合金与不锈钢手术器械进行钎焊结合，同时在该真空条件下1020℃温度下以及0.15MPa的气淬压力下进行淬火热处理，然后气冷并在300℃回火，气冷时，淬火冷却气体为99.999%高纯氮，保证冷却至600℃范围内的冷却速度为10℃/s，获得具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术镶片钳。
经检测，本实施例所获得的具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术器械产品的硬度为45HRC，并具有很好的防腐性能，通过不锈钢医用器械耐腐蚀性能试验（沸水法B级，采用YY/T0149-2006不锈钢医用器械耐腐蚀性能试验方法），且防滑性好。钎焊-淬火后的硬质合金的显微组织如图3所示。
实施例2
不锈钢手术镶片钳的真空钎焊-热处理复合工艺如下：
（1）在不锈钢手术器械的工作端采用镶嵌方法镶入硬质合金；其中不锈钢手术器械的钎焊面需要先采用金相砂纸去除表面氧化层，硬质合金的钎焊面需要先采用金刚石研磨膏磨亮；并要求镍基钎焊料的尺寸略大于不锈钢手术器械的钎焊面，两钎焊面的接头间隙为0.08mm，不锈钢手术器械工件基体材料为20Cr13不锈钢，硬质合金为K40，焊料采用如表3所示的Bni-2钎料化学成分和性能的材料。上述不锈钢手术器械为手术钳。
（2）将镶入硬质合金的不锈钢手术器械采用真空高压气淬炉，在真空度为4～4×10-1Pa的真空条件下加热到800℃，加热时，先采用25℃/min的升温速率加热至550℃，再采用25℃/min的升温速率加热到800℃并保温30min.，然后加热到1020℃并保温20min；采用镍基钎焊料将硬质合金与不锈钢手术器械进行钎焊结合，同时在该真空条件下1050℃温度下以及0.135MPa的气淬压力下进行淬火热处理，然后气冷并在300℃回火，气冷时，淬火冷却气体为99.999%高纯氮，保证冷却至650℃范围内的冷却速度为10℃/s，获得具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术镶片钳。
经检测，本实施例所获得的具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术器械产品的硬度为45HRC，并具有很好的防腐性能，通过不锈钢医用器械耐腐蚀性能试验（沸水法B级，采用YY/T0149-2006不锈钢医用器械耐腐蚀性能试验方法），且防滑性好。
实施例3
不锈钢手术镶片钳的真空钎焊-热处理复合工艺如下：
（1）在不锈钢手术器械的工作端采用镶嵌方法镶入硬质合金；其中不锈钢手术器械的钎焊面需要先采用金相砂纸去除表面氧化层，硬质合金的钎焊面需要先采用金刚石研磨膏磨亮；并要求镍基钎焊料的尺寸略大于不锈钢手术器械的钎焊面，两钎焊面的接头间隙为0.03mm，不锈钢手术器械工件基体材料为20Cr13不锈钢，硬质合金为K40，焊料采用如表3所示的Bni-2钎料化学成分和性能的材料。上述不锈钢手术器械为手术钳。
（2）将镶入硬质合金的不锈钢手术器械采用真空高压气淬炉，在真空度为4～4×10-1Pa的真空条件下分二段预热加热到800℃，加热时，先采用25℃/min的升温速率加热至550℃，再采用25℃/min的升温速率加热到800℃并保温30min.，然后加热到980℃并保温20min；采用镍基钎焊料将硬质合金与不锈钢手术器械进行钎焊结合，同时在该真空条件下980℃温度下以及0.15MPa的气淬压力下进行淬火热处理，然后气冷并在300℃回火，气冷时，淬火冷却气体为99.999%高纯氮，保证冷却至550℃范围内的冷却速度为10℃/s，获得具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术镶片钳。
经检测，本实施例所获得的具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术器械产品的硬度为42～47HRC，并具有很好的防腐性能，通过不锈钢医用器械耐腐蚀性能试验（沸水法B级，采用YY/T0149-2006不锈钢医用器械耐腐蚀性能试验方法），且防滑性好。
实施例4
不锈钢手术镶片剪的真空钎焊-热处理复合工艺如下：
（1）在不锈钢手术器械的工作端采用镶嵌方法镶入硬质合金；其中不锈钢手术器械的钎焊面需要先采用金相砂纸去除表面氧化层，硬质合金的钎焊面需要先采用金刚石研磨膏磨亮；并要求镍基钎焊料的尺寸略大于不锈钢手术器械的钎焊面，两钎焊面的接头间隙为0.05mm，不锈钢手术器械工件基体材料为30Cr13不锈钢，硬质合金为K40，焊料采用如表3所示的Bni-2钎料化学成分和性能的材料。上述不锈钢手术器械为手术剪。
（2）将镶入硬质合金的不锈钢手术器械采用真空高压气淬炉，在真空度为4-4.1×10-1Pa的真空条件下加热到800℃，加热时，先采用25℃/min的升温速率加热至550℃，再采用25℃/min的升温速率加热到800℃并保温30min.，然后加热到1000℃并保温20min；采用镍基钎焊料将硬质合金与不锈钢手术器械进行钎焊结合，同时在该真空条件下1000℃温度下以及0.15MPa的气淬压力下进行淬火热处理，然后气冷并在250℃回火，气冷时，淬火冷却气体为99.999%高纯氮，保证冷却至650～550℃范围内的冷却速度为10℃/s，获得具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术镶片剪。
经检测，本实施例所获得的具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术器械产品的硬度为50～55HRC，并具有很好的防腐性能，通过不锈钢医用器械耐腐蚀性能试验（沸水法B级，采用YY/T0149-2006不锈钢医用器械耐腐蚀性能试验方法）。
实施例5
不锈钢手术镶片剪的真空钎焊-热处理复合工艺如下：
（1）在不锈钢手术器械的工作端采用镶嵌方法镶入硬质合金；其中不锈钢手术器械的钎焊面需要先采用金相砂纸去除表面氧化层，硬质合金的钎焊面需要先采用金刚石研磨膏磨亮；并要求镍基钎焊料的尺寸略大于不锈钢手术器械的钎焊面，两钎焊面的接头间隙为0.06mm，不锈钢手术器械工件基体材料为20Cr13不锈钢，硬质合金为K40，焊料采用如表3所示的Bni-2钎料化学成分和性能的材料。上述不锈钢手术器械为手术剪。
（2）将镶入硬质合金的不锈钢手术器械采用真空高压气淬炉，在真空度为4-4.1×10-1Pa的真空条件下加热到800℃，加热时，先采用25℃/min的升温速率加热至550℃，再采用25℃/min的升温速率加热到800℃并保温30min.，然后加热到1080℃并保温20min；采用镍基钎焊料将硬质合金与不锈钢手术器械进行钎焊结合，同时在该真空条件下1080℃温度下以及0.15MPa的气淬压力下进行淬火热处理，然后气冷并在300℃回火，气冷时，淬火冷却气体为99.999%高纯氮，保证650～550℃范围内的冷却速度为10℃/s，获得具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术镶片剪。
经检测，本实施例所获得的具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术器械产品的硬度为50～55HRC，并具有很好的防腐性能，通过不锈钢医用器械耐腐蚀性能试验（沸水法B级，采用YY/T0149-2006不锈钢医用器械耐腐蚀性能试验方法）。
实施例6
不锈钢手术镶片镊的真空钎焊-热处理复合工艺如下：
（1）在不锈钢手术器械的工作端采用镶嵌方法镶入硬质合金；其中不锈钢手术器械的钎焊面需要先采用金相砂纸去除表面氧化层，硬质合金的钎焊面需要先采用金刚石研磨膏磨亮；并要求镍基钎焊料的尺寸略大于不锈钢手术器械的钎焊面，两钎焊面的接头间隙为0.05mm，不锈钢手术器械工件基体材料为12Cr13不锈钢，硬质合金为K40，焊料采用如表3所示的Bni-2钎料化学成分和性能的材料。上述不锈钢手术器械为手术镊。
（2）将镶入硬质合金的不锈钢手术器械采用真空高压气淬炉，在真空度为4-4.1×10-1Pa的真空条件下加热到800℃，加热时，先采用25℃/min的升温速率加热至550℃，再采用25℃/min的升温速率加热到800℃并保温30min.，然后加热到960℃并保温20min；采用镍基钎焊料将硬质合金与不锈钢手术器械进行钎焊结合，同时在该真空条件下960℃温度下以及0.14MPa的气淬压力下进行淬火热处理，然后气冷并在320℃回火，气冷时，淬火冷却气体为99.999%高纯氮，保证冷却至650～550℃范围内的冷却速度为10℃/s，获得具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术镶片镊。
经检测，本实施例所获得的具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术器械产品的硬度为32～43HRC，并具有很好的防腐性能，通过不锈钢医用器械耐腐蚀性能试验（沸水法B级，采用YY/T0149-2006不锈钢医用器械耐腐蚀性能试验方法），且防滑性好。
实施例7
不锈钢手术镶片镊的真空钎焊-热处理复合工艺如下：
（1）在不锈钢手术器械的工作端采用镶嵌方法镶入硬质合金；其中不锈钢手术器械的钎焊面需要先采用金相砂纸去除表面氧化层，硬质合金的钎焊面需要先采用金刚石研磨膏磨亮；并要求镍基钎焊料的尺寸略大于不锈钢手术器械的钎焊面，两钎焊面的接头间隙为0.05mm，不锈钢手术器械工件基体材料为20Cr13不锈钢，硬质合金为K40，焊料采用如表3所示的Bni-2钎料化学成分和性能的材料。上述不锈钢手术器械为手术镊。
（2）将镶入硬质合金的不锈钢手术器械采用真空高压气淬炉，在真空度为4-4.1×10-1Pa的真空条件下加热到800℃，加热时，先采用25℃/min的升温速率加热至550℃，再采用25℃/min的升温速率加热到800℃并保温30min.，然后加热到1050℃并保温20min；采用镍基钎焊料将硬质合金与不锈钢手术器械进行钎焊结合，同时在该真空条件下1050℃温度下以及0.13MPa的气淬压力下进行淬火热处理，然后气冷并在300℃回火，气冷时，淬火冷却气体为99.999%高纯氮，保证冷却至650～550℃范围内的冷却速度为10℃/s，获得具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术镶片镊。
经检测，本实施例所获得的具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术器械产品的硬度为32～43HRC，并具有很好的防腐性能，通过不锈钢医用器械耐腐蚀性能试验（沸水法B级，采用YY/T0149-2006不锈钢医用器械耐腐蚀性能试验方法）且防滑性好。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为落入本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种不锈钢手术器械的真空钎焊-热处理复合工艺，在不锈钢手术器械的工作端采用镶嵌方法镶入硬质合金，并采用真空钎焊和真空热处理同步处理，获得复合工艺处理后的不锈钢手术器械，具体包括如下步骤：
（1）在不锈钢手术器械的工作端采用镶嵌方法镶入硬质合金；
（2）将镶入硬质合金的不锈钢手术器械采用真空高压气淬炉，在真空度为4～4×10-1Pa的真空条件下加热到800℃，加热至800℃以上时，向炉内充入适量氮气，并在960℃～1080℃下采用镍基钎焊料将硬质合金与不锈钢手术器械进行钎焊结合，同时在该真空条件下960℃～1080℃温度下以及不高于0.6MPa的气淬压力下进行淬火热处理，然后气冷并在250-320℃回火，获得具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术器械。
2.根据权利要求1所述的不锈钢手术器械的真空钎焊-热处理复合工艺，其特征在于，步骤（2）中，加热时，先采用25℃/min的升温速率加热至550℃，再采用25℃/min的升温速率加热到800℃并保温30min.，然后加热到960℃～1080℃并保温20min。
3.根据权利要求1所述的不锈钢手术器械的真空钎焊-热处理复合工艺，其特征在于，步骤（2）中，真空度为4～4×10-1Pa；气淬压力不高于0.15MPa。
4.根据权利要求1所述的不锈钢手术器械的真空钎焊-热处理复合工艺，其特征在于，步骤（2）中，气冷时，冷却至650～550℃范围内的冷却速度为10℃/s。
5.根据权利要求1所述的不锈钢手术器械的真空钎焊-热处理复合工艺，其特征在于，步骤（2）中，淬火冷却气体为99.999%高纯氮。
6.根据权利要求1所述的不锈钢手术器械的真空钎焊-热处理复合工艺，其特征在于，步骤（1）中，镍基钎焊料的尺寸略大于不锈钢手术器械的钎焊面，两钎焊面的接头间隙为0.02～0.10mm。
7.根据权利要求1所述的不锈钢手术器械的真空钎焊-热处理复合工艺，其特征在于，采用真空钎焊和真空热处理同步处理前，还包括不锈钢手术器械的钎焊面采用金相砂纸去除表面氧化层，硬质合金的钎焊面采用金刚石研磨膏磨亮。
8.根据权利要求1所述的不锈钢手术器械的真空钎焊-热处理复合工艺，其特征在于，所述不锈钢手术器械为刀、剪、钳或镊；所述具有钎焊硬质合金工作端的不锈钢手术器械为不锈钢镶片刀、镶片剪、镶片钳或镶片镊。
9.根据权利要求8所述的不锈钢手术器械的真空钎焊-热处理复合工艺，其特征在于，步骤（2）中，镶片钳加热到980℃～1050℃的温度范围；镶片刀和镶片剪加热到1000℃～1080℃的温度范围；镶片镊的加热到960℃～1050℃的温度范围。
10.根据权利要求1至9中任一所述的不锈钢手术器械的真空钎焊-热处理复合工艺在处理不锈钢手术器械中的应用。
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