CN103878541B - 医疗器械用特殊不锈钢钢球的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的本发明提供了一种医疗器械用特殊不锈钢钢球的生产工艺，包括如下步骤：冷镦、光磨、固溶化热处理、研磨、抛光、不动态化处理、外观自动选别、完成品检查、包装。本发明通过对生产工艺中主要影响钢球质量的热处理、表面钝化（不动态化处理）以及研磨等几个工序的控制，可以达到高品质、高精度的不锈钢钢球稳定的量产化。

Description

医疗器械用特殊不锈钢钢球的生产工艺
技术领域
本发明属于钢球生产制造技术领域，特别涉及一种医疗器械用特殊不锈钢钢球的生产工艺。
背景技术
目前不锈钢球的生产工艺中主要影响钢球质量的关键工序点在材料、热处理以及表面钝化工艺的实施。而国内生产的不锈钢钢球对于不锈钢材料的选定、材料验收等没有明确的标准，同时因为不锈钢钢球热处理条件、表面钝化处理技术的不足会导致量产化生产不稳定，效率低；目前行业内是各自根据经验在组织生产。
虽然市场上一些不锈钢球的生产也有固溶化热处理以及不动态化处理(表面钝化处理)的工艺，但是因为最终使用用途的区别，很多钢球的生产没有完全实施上述两种工艺，另外是虽然实施了两种工艺，不过因为局限于国内材料的本身品质，另外对于不同材质而制定的不同工艺处理方法的把握程度不足，对于实施两种工艺后需要的目的没有完全达到，即未达到不锈钢材料经过固溶化热处理以及不动态化处理最终达到的质量要求和使用要求。因此有必要研发一种可以完全实施固溶化热处理以及不动态化处理的不锈钢钢球的生产工艺，以达到高品质、高精度的不锈钢钢球稳定的量产化。
发明内容
发明目的：本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种医疗器械用特殊不锈钢钢球的生产工艺。
技术方案：为实现上述目的，本发明采取了如下的技术方案：
一种医疗器械用特殊不锈钢钢球的生产工艺，包括以下步骤：
(1)冷镦：将不锈钢钢丝冲压成钢球毛坯球；
(2)光磨：将冷镦后的毛坯球采用研磨机和铸铁盘进行加工，铸铁盘：球墨铸铁，加工速度：20-100rpm，压力：1-5Mpa，研削介质：不锈钢切削液；
(3)固溶化热处理：将光磨制品进行热处理，在1000-1200℃的温度下恒温加热1.5-3小时，然后进行冷却处理，使得钢球达到完全奥氏体化及钢球“0”磁性；
(4)研磨：将经过热处理的钢球采用金刚砂在容器中将钢球与金刚砂混合，通过容器的旋转以达到钢球表面均匀切削，容器转速：50-100rpm，处理时间：200-500分钟，容器角度：30°-65°；所用容器可以为滚筒；
(5)抛光：将经过研磨的钢球投入振动研磨机中，投入切削磨料，在一定的振动频率下形成表面切削，振动频率：采用50-100HZ，加工速度：24-72rpm，研削介质：不锈钢切削液；抛光可以使得钢球达到更高的表面粗糙度和更加均匀的表面质地，研磨后进行抛光，两者相结合，能实现高精度、高表面粗糙度、高等级的不锈钢钢球量产化。
(6)不动态化处理：将抛光后的钢球进行酸洗、清洗、再酸洗达到表面钝化均匀，该酸洗、清洗、再酸洗程序至少重复一次；
(7)外观自动选别：经过步骤(6)处理后的钢球采用光学选别手段进行外观自动选别；
(8)完成品检查：对选别后的产品进行质量检查；
(9)包装：将检查后的合格钢球产品进行包装。
优选的，步骤(3)中加热温度1080℃，恒温时间2小时。1080℃是针对特殊的不锈钢材料而适用的温度，在此温度下进行热处理，可以使得不锈钢钢球热处理后的组织完全奥氏体化，片状组织分布均匀。
优选的，步骤(3)中进行冷却处理时，需要急速冷却，冷却降温历经时间小于15分钟。加热后急速冷却才尽可能的使得不锈钢钢球可以实现完全奥氏体化及钢球“0”磁性。
优选的，步骤(6)中酸洗时采用5-15％的硝酸溶液，清洗时采用甲醇或乙醇溶剂，每次酸洗、清洗时间分别为5-10分钟。采用硝酸及甲醇或乙醇多次表面处理，此种不动态化处理能够最大限度化的使得不锈钢钢球防氧化，抗腐蚀能力增强。
优选的，步骤(7)中外观自动选别具体实施方法为：要采用光电选别机对钢球缺陷进行选别，选别时光源探头发出100％的光源照射到钢球上，通过在电脑CPU上设定伤的感度大小为30％-80％，设定浅黑的感度为10％-30％，当钢球上反射的光源通过CPU计算处理后满足所设定的伤的感度以及浅黑的感度范围值时，钢球被判定为合格品。
有益效果：采用上述技术方案的本发明具有以下优点：
(1)本发明通过对生产工艺中主要影响钢球质量的热处理、表面钝化(不动态化处理)以及研磨等几个工序的控制，可以达到高品质、高精度的不锈钢钢球稳定的量产化；
(2)本发明热处理工序中采用特定的温度恒温加热然后急速冷却，得到均匀的片状奥氏体组织，真正意义上达到了0磁性的质量要求；
(3)采用的多次钝化技术，钢球表面形成均匀分布的钝化层，更加提高了不锈钢钢球在复杂环境下的防氧化、抗腐蚀、环保的使用要求；
(4)研磨与抛光相结合，使得消除了现有钢球研磨技术造成的钢球表面伤，形成成品出产率高(投入产出比)、钢球表面伤球少的特点，实现高精度、高表面粗糙度、高等级的不锈钢钢球量产化。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明做进一步的阐述，但是需要说明的是本发明的实施例中所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，并不能以此限制本发明的保护范围，凡是根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围内。
实施例1：
一种医疗器械用特殊不锈钢钢球的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)冷镦：将不锈钢钢丝冲压成钢球毛坯球，冲压量为0.15-0.20mm；
(2)光磨：将冷镦后的毛坯球采用研磨机和铸铁盘进行加工，铸铁盘：球墨铸铁，加工速度：70rpm，压力：1-5Mpa，研削介质：不锈钢切削液；
(3)固溶化热处理：将光磨制品进行热处理，在在1080℃的温度下恒温加热2小时，然后急速冷却，使得钢球达到完全奥氏体化及钢球“0”磁性；
(4)研磨：将经过热处理的钢球采用金刚砂在滚筒中将钢球与金刚砂混合，通过滚筒的旋转以达到钢球表面均匀切削，滚筒转速：70rpm，处理时间：350分钟，滚筒角度：45°，研磨时不破坏表面而给下道切削工序造成不可消除的伤；
(5)抛光：将经过研磨的钢球投入振动研磨机中，投入切削磨料，在一定的振动频率下形成表面切削，达到更高的表面粗糙度和更加均匀的表面质地，振动频率：采用75HZ，加工速度：45rpm，研削介质：不锈钢切削液；
(6)不动态化处理：将抛光后的钢球进行酸洗、清洗、再酸洗达到表面钝化均匀，钝化层具有一定深度而不容易被氧化，该酸洗、清洗、再酸洗程序重复两次，酸洗时选用10％硝酸，清洗时选用甲醇，每次酸洗、清洗时间分别为5-10分钟；
(7)外观自动选别：经过步骤(6)处理后的钢球要采用光电选别机对钢球缺陷进行选别，选别时光源探头发出100％的光源照射到钢球上，通过在电脑CPU上设定伤的感度大小为30％-80％，设定浅黑的感度为10％-30％，当钢球上反射的光源通过CPU计算处理后满足所设定的伤的感度以及浅黑的感度范围值时，钢球被判定为合格品。
(8)完成品检查：对选别后的产品进行质量检查；
(9)包装：将检查后的合格钢球产品进行包装。
实施例2：
一种医疗器械用特殊不锈钢钢球的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)冷镦：将不锈钢钢丝冲压成钢球毛坯球，冲压量为0.15-0.20mm；
(2)光磨：将冷镦后的毛坯球采用研磨机和铸铁盘进行加工，铸铁盘：球墨铸铁，加工速度：30rpm，压力：1-5Mpa，研削介质：不锈钢切削液；
(3)固溶化热处理：将光磨制品进行热处理，在在1080℃的温度下恒温加热2小时，然后急速冷却，使得钢球达到完全奥氏体化及钢球“0”磁性；
(4)研磨：将经过热处理的钢球采用金刚砂在滚筒中将钢球与金刚砂混合，通过滚筒的旋转以达到钢球表面均匀切削，滚筒转速：50rpm，处理时间：500分钟，滚筒角度：30°，研磨时不破坏表面而给下道切削工序造成不可消除的伤；
(5)抛光：将经过研磨的钢球投入振动研磨机中，投入切削磨料，在一定的振动频率下形成表面切削，达到更高的表面粗糙度和更加均匀的表面质地，振动频率：采用50HZ，加工速度：70rpm，研削介质：不锈钢切削液；
(6)不动态化处理：将抛光后的钢球进行酸洗、清洗、再酸洗达到表面钝化均匀，钝化层具有一定深度而不容易被氧化，该酸洗、清洗、再酸洗程序重复两次，酸洗时选用10％硝酸，清洗时选用乙醇，每次酸洗、清洗时间分别为5-10分钟；
(7)外观自动选别：经过步骤(6)处理后的钢球要采用光电选别机对钢球缺陷进行选别，选别时光源探头发出100％的光源照射到钢球上，通过在电脑CPU上设定伤的感度大小为30％-80％，设定浅黑的感度为10％-30％，当钢球上反射的光源通过CPU计算处理后满足所设定的伤的感度以及浅黑的感度范围值时，钢球被判定为合格品。
(8)完成品检查：对选别后的产品进行质量检查；
(9)包装：将检查后的合格钢球产品进行包装。
实施例3：
一种医疗器械用特殊不锈钢钢球的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)冷镦：将不锈钢钢丝冲压成钢球毛坯球，冲压量为0.15-0.20mm；
(2)光磨：将冷镦后的毛坯球采用研磨机和铸铁盘进行加工，铸铁盘：球墨铸铁，加工速度：100rpm，压力：1-5Mpa，研削介质：不锈钢切削液；
(3)固溶化热处理：将光磨制品进行热处理，在在1080℃的温度下恒温加热2小时，然后急速冷却，使得钢球达到完全奥氏体化及钢球“0”磁性；
(4)研磨：将经过热处理的钢球采用金刚砂在滚筒中将钢球与金刚砂混合，通过滚筒的旋转以达到钢球表面均匀切削，滚筒转速：100rpm，处理时间：200分钟，滚筒角度：60°，研磨时不破坏表面而给下道切削工序造成不可消除的伤；
(5)抛光：将经过研磨的钢球投入振动研磨机中，投入切削磨料，在一定的振动频率下形成表面切削，达到更高的表面粗糙度和更加均匀的表面质地，振动频率：采用100HZ，加工速度：25rpm，研削介质：不锈钢切削液；
(6)不动态化处理：将抛光后的钢球进行酸洗、清洗、再酸洗达到表面钝化均匀，钝化层具有一定深度而不容易被氧化，该酸洗、清洗、再酸洗程序重复两次，酸洗时选用10％硝酸，清洗时选用甲醇，每次酸洗、清洗时间分别为5-10分钟；
(7)外观自动选别：经过步骤(6)处理后的钢球要采用光电选别机对钢球缺陷进行选别，选别时光源探头发出100％的光源照射到钢球上，通过在电脑CPU上设定伤的感度大小为30％-80％，设定浅黑的感度为10％-30％，当钢球上反射的光源通过CPU计算处理后满足所设定的伤的感度以及浅黑的感度范围值时，钢球被判定为合格品。
(8)完成品检查：对选别后的产品进行质量检查；
(9)包装：将检查后的合格钢球产品进行包装。
经过上述生产工艺生产出的不锈钢钢球符合医疗器械用的高精度、高表面粗糙度、高抗腐蚀性、高防氧化性的要求，适用于苛刻环境下使用；生产出的钢球完全奥氏体化，真正意义上达到了0磁性的质量要求。

Claims (5)

1.一种医疗器械用特殊不锈钢钢球的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)冷镦：将不锈钢钢丝冲压成钢球毛坯球；
(2)光磨：将冷镦后的毛坯球采用研磨机和铸铁盘进行加工，铸铁盘：球墨铸铁，加工速度：20-100rpm，压力：1-5Mpa，研削介质：不锈钢切削液；
(3)固溶化热处理：将光磨制品进行热处理，在1000-1200℃的温度下恒温加热1.5-3小时，然后进行冷却处理，使得钢球达到完全奥氏体化及钢球“0”磁性；
(4)研磨：将经过热处理的钢球采用金刚砂在容器中将钢球与金刚砂混合，通过容器的旋转以达到钢球表面均匀切削，容器转速：50-100rpm，处理时间：200-500分钟，容器角度：30°-65°；
(5)抛光：将经过研磨的钢球投入振动研磨机中，投入切削磨料，在一定的振动频率下形成表面切削，振动频率：采用50-100HZ，加工速度：24-72rpm，研削介质：不锈钢切削液；
(6)不动态化处理：将抛光后的钢球进行酸洗、清洗、再酸洗达到表面钝化均匀，该酸洗、清洗、再酸洗程序至少重复一次；
(7)外观自动选别：经过步骤(6)处理后的钢球采用光学选别手段进行外观自动选别；
(8)完成品检查：对选别后的产品进行质量检查；
(9)包装：将检查后的合格钢球产品进行包装。
2.根据权利要求1所述的医疗器械用特殊不锈钢钢球的生产工艺，其特征在于：步骤(3)中加热温度1080℃，恒温时间2小时。
3.根据权利要求1所述的医疗器械用特殊不锈钢钢球的生产工艺，其特征在于：步骤(3)中进行冷却处理时，需要急速冷却，冷却降温历经时间小于15分钟。
4.根据权利要求1所述的医疗器械用特殊不锈钢钢球的生产工艺，其特征在于：步骤(6)中酸洗时采用5-15％的硝酸溶液，清洗时采用甲醇或乙醇溶剂，每次酸洗、清洗时间分别为5-10分钟。
5.根据权利要求1所述的医疗器械用特殊不锈钢钢球的生产工艺，其特征在于：步骤(7)中外观自动选别具体实施方法为：要采用光电选别机对钢球缺陷进行选别，选别时光源探头发出100％的光源照射到钢球上，通过在电脑CPU上设定伤的感度大小为30％-80％，设定浅黑的感度为10％-30％，当钢球上反射的光源通过CPU计算处理后满足所设定的伤的感度以及浅黑的感度范围值时，钢球被判定为合格品。
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