CN105312582B - 一种硬质合金骨科手术刀毛坯整体一次成型工艺 - Google Patents
一种硬质合金骨科手术刀毛坯整体一次成型工艺 Download PDFInfo
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Abstract
一种硬质合金骨科手术刀毛坯整体一次成型工艺，其步骤：（1）按所需生产硬质合金骨科手术刀毛坯球头外径的1.20~1.23倍，柄部长度的1.18~1.21倍设计一体成型模具，按重量比碳化钨86~92%,钴粉6~10%,碳化钽1~2%,碳化铬1~2%制得原料，并将该原料注入此模具中进行成型处理，脱模即得到压坯；（2）对压坯进行预烧至800℃，再磨去压坯的柄部直边；（3）对磨去柄部直边的压坯用全接触高纯石墨舟皿支撑后进行烧结；（4）对烧结后的毛坯按照设计要求的外径尺寸和圆度、直线度精磨加工柄部，使其公差、粗糙度参数达到设计要求，硬质合金圆头和柄部一体成型，不会发生因脱焊产生医疗事故，生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种硬质合金骨科手术刀毛坯整体一次成型工艺。
背景技术
硬质合金的骨科手术刀是骨科手术中必不可少医疗器械之一，这种手术刀由于本身的硬度非常大，一直以来其加工难度高效率低、报废率较高以致其生产成本居高不下。现有骨科手术刀毛坯有两种生产方案，方案一是用硬质合金圆球毛坯加SUS440C不锈钢焊接，此方案因SUS440C不锈钢焊接性能不好，焊接强度不能满足手术刀高速旋转时所需的牢固度，硬质合金球头极易脱焊，导致严重的医疗事故；方案二是采用硬质合金圆棒，保留头部圆柱尺寸，把柄部磨小到要求尺寸，此方案因硬质合金属于超硬难加工材料，柄部磨削余量大，需要损耗昂贵的金刚石砂轮和花费超长的加工时间，而且生产效率极低，生产成本极高。
发明内容
针对上述不足，本发明提供一种硬质合金骨科手术刀毛坯整体一次成型工艺，使用该工艺生产的硬质合金骨科手术刀毛坯，硬质合金圆头和柄部一体成型，不存在焊接方案的牢固度不足的问题，同时柄部无需使用金刚石砂轮花费长时间磨削，生产效率高，降低硬质合金骨科手术刀毛坯的生产成本，从一方面降低了医疗成本。
本发明是通过这样的技术方案来实现的：一种硬质合金骨科手术刀毛坯整体一次成型工艺，包括如下步骤：
（1）按所需生产硬质合金骨科手术刀毛坯球头外径的1.20~1.23倍，柄部长度的1.18~1.21倍设计一体成型模具，按重量比碳化钨86~92%,钴粉6~10%,碳化钽1~2%,碳化铬1~2%制得原料，并将该原料注入此模具中进行成型处理，脱模即得到压坯；
（2）对步骤（1）中的压坯进行预烧至800℃，再磨去压坯的柄部直边；
（3）对步骤（2）中磨去柄部直边的压坯用全接触高纯石墨舟皿支撑后进行烧结；
（4）对步骤（3）中烧结后的毛坯按照设计要求的外径尺寸和圆度、直线度精磨加工柄部，使其公差、粗糙度参数达到设计要求。
进一步的是，步骤（1）中原料的重量比碳化钨89.2~90.4%,钴粉8~9.6%,碳化钽1%,碳化铬1%制得原料。
进一步的是，步骤（1）中按所需生产硬质合金骨科手术刀毛坯球头外径的1.2倍，柄部长度的1.21倍设计一体成型模具。
进一步的是，步骤（3）支撑压坯烧结的石墨舟皿，该石墨舟皿上根据所需烧结的压坯外轮廓设置凹槽，使凹槽与所需烧结的压坯接触面连续，凹槽槽面表面粗糙度Ra不大于0.8。
进一步的是，步骤（3）烧结工艺为真空烧结。
由于使用该工艺生产的硬质合金骨科手术刀毛坯，烧结压坯的石墨舟皿与压坯接触面连续，压坯烧制过程中不会因自重而产生设计外的形变；凹槽槽面光滑，烧结时压坯与石墨舟皿相对滑动时受摩擦力极小，发生形变极小；真空烧结工艺能防止金属氧化；硬质合金圆头和柄部一体成型，不存在焊接方案的牢固度不足的问题，不会发生因脱焊产生医疗事故；同时柄部成型后即达到设计要求的尺寸，无过多余量，无需使用金刚石砂轮花费长时间磨削，生产效率高，降低硬质合金骨科手术刀毛坯的生产成本，降低了医疗成本。
具体实施方式
为了更加清楚地理解本发明的目的、技术方案及有益效果，下面对本发明做进一步的说明，但并不将本发明的保护范围限定在以下实施例中。
实施例一：
硬质合金骨科手术刀毛坯整体一次成型工艺，包括如下步骤：
（1）以所需生产硬质合金骨科手术刀毛坯的球头外径Ф2.0mm，柄长70mm为例，按该球头外径的1.2倍，柄部长度的1.18倍设计一体成型模具，按重量比碳化钨86%,钴粉6%,碳化钽1%,碳化铬1%制得原料，并将该原料注入此模具中进行成型处理，脱模即得到压坯；
（2）对步骤（1）中的压坯进行预烧至800℃，再磨去压坯的柄部直边；
（3）对步骤（2）中磨去柄部直边的压坯用全接触高纯石墨舟皿支撑后进行真空烧结，该石墨舟皿上根据所需烧结的压坯外轮廓设置凹槽，使凹槽与所需烧结的压坯接触面连续，凹槽槽面表面粗糙度Ra为0.3；
（4）对步骤（3）中烧结后的毛坯按照设计要求的外径尺寸和圆度、直线度精磨加工柄部，使其公差、粗糙度参数达到设计要求。
采用本实施例所述方案得到的毛坯重量约为13.8克，磨加工效率约为102件/天，加工费用约为8.3元/件，其加工效率高，成本低。
实施例二：
硬质合金骨科手术刀毛坯整体一次成型工艺，包括如下步骤：
（1）以所需生产硬质合金骨科手术刀毛坯的球头外径Ф6.0mm，柄长125mm为例，按该球头外径的1.21倍、柄部长度的1.2倍设计一体成型模具，按重量比碳化钨92%,钴粉10%,碳化钽2%,碳化铬2%制得原料，并将该原料注入此模具中进行成型处理，脱模即得到压坯；
（2）对步骤（1）中的压坯进行预烧至800℃，再磨去压坯的柄部直边；
（3）对步骤（2）中磨去柄部直边的压坯用全接触高纯石墨舟皿支撑后进行真空烧结，该石墨舟皿上根据所需烧结的压坯外轮廓设置凹槽，使凹槽与所需烧结的压坯接触面连续，凹槽槽面表面粗糙度Ra为0.8；
（4）对步骤（3）中烧结后的毛坯按照设计要求的外径尺寸和圆度、直线度精磨加工柄部，使其公差、粗糙度参数达到设计要求。
采用本实施例所述方案得到的毛坯重量约为14.1克，磨加工效率约为98件/天，加工费用约为8.92元/件，可见，其与实施例一同样，加工效率高，成本低。
实施例三：
硬质合金骨科手术刀毛坯整体一次成型工艺，包括如下步骤：
（1）以所需生产硬质合金骨科手术刀毛坯的球头外径Ф7.0mm，柄长150mm为例，按该球头外径的1.23倍，柄部长度的1.21倍设计一体成型模具，按重量比碳化钨89.6%,钴粉9.6%,碳化钽1.5%,碳化铬1.3%制得原料，并将该原料注入此模具中进行成型处理，脱模即得到压坯;
（2）对步骤（1）中的压坯进行预烧至800℃，再磨去压坯的柄部直边；
（3）对步骤（2）中磨去柄部直边的压坯用全接触高纯石墨舟皿支撑后进行真空烧结，该石墨舟皿上根据所需烧结的压坯外轮廓设置凹槽，使凹槽与所需烧结的压坯接触面连续，凹槽槽面表面粗糙度Ra为0.4；
（4）对步骤（3）中烧结后的毛坯按照设计要求的外径尺寸和圆度、直线度精磨加工柄部，使其公差、粗糙度参数达到设计要求。
采用本实施例所述方案得到的毛坯重量约为14.7克，磨加工效率约为100件/天，加工费用约为9.1元/件，其加工效率高，成本低。
为此，申请人还进行了以下对比实验，以生产球头外径为5.5mm，柄部长度为150mm的毛坯为例，将使用传统的硬质合金圆棒磨削生产手术刀毛坯和使用本案工艺整体一次成型生产手术刀毛坯的方案进行了对比，结果如表1：
表1
由此可见，烧结压坯的石墨舟皿与压坯接触面连续，压坯烧制过程中不会因自重而产生设计外的形变，凹槽槽面光滑，烧结时压坯与石墨舟皿相对滑动时受摩擦力极小，发生形变极小，真空烧结工艺能防止金属氧化，硬质合金圆头和柄部一体成型，不存在焊接方案的牢固度不足的问题，不会发生因脱焊产生医疗事故，同时柄部成型后即达到设计要求的尺寸，无过多余量，无需使用金刚石砂轮花费长时间磨削，生产效率高，降低硬质合金骨科手术刀毛坯的生产成本，降低医疗成本。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种硬质合金骨科手术刀毛坯整体一次成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按所需生产硬质合金骨科手术刀毛坯球头外径的1.20～1.23倍，柄部长度的1.18～1.21倍设计一体成型模具，按重量比碳化钨89.2～90.4％,钴粉8～9.6％,碳化钽1％,碳化铬1％制得原料，并将该原料注入此模具中进行成型处理，脱模即得到压坯；
(2)对步骤(1)中的压坯进行预烧至800℃，再磨去压坯的柄部直边；
(3)对步骤(2)中磨去柄部直边的压坯用全接触高纯石墨舟皿支撑后进行烧结；
(4)对步骤(3)中烧结后的毛坯按照设计要求的外径尺寸和圆度、直线度精磨加工柄部，使其公差、粗糙度参数达到设计要求；
步骤(3)支撑压坯烧结的石墨舟皿，该石墨舟皿上根据所需烧结的压坯外轮廓设置凹槽，使凹槽与所需烧结的压坯接触面连续，凹槽槽面表面粗糙度Ra不大于0.8；
步骤(3)中的烧结为真空烧结。
2.如权利要求1所述的硬质合金骨科手术刀毛坯整体一次成型工艺，其特征在于，步骤(1)中按所需生产硬质合金骨科手术刀毛坯球头外径的1.2倍，柄部长度的1.21倍设计一体成型模具。
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