CN107267821A - 一种手术刀柄焊接夹具 - Google Patents

一种手术刀柄焊接夹具 Download PDF

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Abstract

本发明属于手术刀加工模具治具技术领域，尤其涉及一种手术刀柄焊接夹具。本发明所述的手术刀柄焊接夹具，添加了稀土元素，采用高含量的Mg并加入微量的Ti细化组织，提高了合金的力学性能；Cu除了可形成强化相CuAl2外，还会和Mg形成高温强化相CuMgAl2，提高合金的韧性；Zr、Mn、Cr可以提高合金的淬火灵敏度，Mn和Zr会使合金中纤维组织维持在一个很高的水平，Cr可以细化晶粒，保留纤维组织；Cu和Fe可以细化Mg2Si粒子和晶粒，使Si原子离开晶界；镧系元素的原子能失去价电子能形成+3价的较稳定化合物；Nd、Y结合，更大程度提高了耐温性能，同时Y还能提高塑性和韧度。

Description

一种手术刀柄焊接夹具
技术领域
本发明属于手术刀加工模具治具技术领域，尤其涉及一种手术刀柄焊接夹具。
背景技术
医疗手术刀是用来切割的一种医疗器械，常称为柳叶刀，分为刀柄、刀杆和刀头，其中刀杆的一端固定在刀柄的安装槽内，另一端与刀头焊接相连。加工时，需要加工人员逐片对手术刀焊接，其工作效率低，劳动强度大；而且随着医疗器械的飞速发展，对焊接治具结构和性能要求越来越高，合理的焊接夹具有利于提高手术刀焊接性能。
发明内容
发明目的：为了克服以上问题，本发明的目的是提供一种手术刀柄焊接夹具，结构简单，强度高，使用寿命长，手术刀柄焊接均匀，成型效果好，省时省力，大大提高了成品率和生产效率。
技术方案：本发明所述的一种手术刀柄焊接夹具，包括夹具本体，所述的夹具本体包括以下质量百分比的组分：
C:0.5-0.8%，Mg:8-8.8%，Si:0.1-0.2%，Fe:0.2-0.3%，Zn:1.5-2.5%，Cu:1-2%，Mn: 8-9%，W:1.5-3%，Mo:2.8-3.2%，Cr:1.2-1.5%，Ti:1-1.5%，P:0.1-0.3%，S:0.2-0.3%，Nd:0.3-0.5%，B:0.1-0.3%，V:0.1-0.3%，Y:0.5-0.8%，稀土元素:0.8-1.2%，其他为铝；
所述的稀土元素为：Ce:10-12%，Zr:1.5-2.5%，Sc:1-1.5%，Dy:7-10%，Tb:10-12%，Lu:8-9%，Yb:10-12%，Pr:9-10%，余量为镧；
所述的夹具主体制备方法具体如下：
（1）制备铸锭：将夹具主体的各组分进行调配，放入真空电弧炉中国的坩埚中，抽真空度为4×10-3Pa，然后充入氩气，待炉内气压与外界大气压相近，逐步增大电弧炉电流至各组分完全熔化，在熔炼过程中调整各组分至规定范围，待完全熔化后，搅拌25-30min，然后再700-750℃下静置20-22min；在熔化液上撒布珍珠岩造渣以净化原料液并立刻扒渣，然后倒入浇口杯中静置12-15min，然后浇入铸型，经铸型制成铸锭，浇注时间为12-14min；
（2）退火处理：先将浇注的铸锭在300-350℃去应力退火2-4h，消除铸锭中部分区域应力集中现象然后在460-480℃均匀退火20-22h，以防止材料的铸态组织中出现的成分偏析现象；
（3）固溶、水冷：将铸锭固溶处理，先加热到485-495℃，并保温2-4h，取出放入50-80℃的水中冷却，冷却至200-250℃取出采用水冷喷淋冷却至室温，冷却速度控制在60-80℃/min；
（4）时效处理、冷却：将固溶处理后的铸锭进行时效处理，升温至130-140℃后，恒温1-2h，然后取出冷却至室温；
（5）清理、成品、检测和包装入库：将时效处理后的铸锭经喷丸清理和机械加工得到成品，并将得到的成品经后续理化检验及超声波探伤，检测合格的即为合格的成品最后经清洁包装入库。
另，所述的夹具本体包括以下质量百分比的组分：
C:0.5%，Mg:8%，Si:0.1%，Fe:0.2%，Zn:1.5%，Cu:1%，Mn: 8%，W:1.5%，Mo:2.8%，Cr:1.2%，Ti:1%，P:0.1%，S:0.2%，Nd:0.3%，B:0.1%，V:0.1%，Y:0.5%，稀土元素:0.8%，其他为铝；
所述的稀土元素为：Ce:10%，Zr:1.5%，Sc:1%，Dy:7%，Tb:10%，Lu:8%，Yb:10%，Pr:9%，余量为镧。
另有，所述的夹具本体包括以下质量百分比的组分：
C:0.8%，Mg:8.8%，Si:0.2%，Fe:0.3%，Zn:2.5%，Cu:2%，Mn:9%，W:3%，Mo:3.2%，Cr:1.5%，Ti:1.5%，P:0.3%，S:0.3%，Nd:0.5%，B:0.3%，V:0.3%，Y:0.8%，稀土元素:1.2%，其他为铝；
所述的稀土元素为：Ce:12%，Zr:2.5%，Sc:1.5%，Dy:10%，Tb:12%，Lu:9%，Yb:12%，Pr:10%，余量为镧。
还，所述的夹具本体包括以下质量百分比的组分：
C:0.65%，Mg:8.4%，Si:0.15%，Fe:0.25%，Zn:2%，Cu:1.5%，Mn: 8.5%，W:2.75%，Mo:3%，Cr:1.35%，Ti:1.25%，P:0.2%，S:0.25%，Nd:0.4%，B:0.2%，V:0.2%，Y:0.65%，稀土元素:1%，其他为铝；
所述的稀土元素为：Ce:11%，Zr:2%，Sc:1.25%，Dy:8.5%，Tb:11%，Lu:8.5%，Yb:11%，Pr:9.5%，余量为镧。
还有，所述的夹具本体的制备方法的步骤（1）中，夹具本体的各组分放入真空电弧炉中的坩埚时，先对坩埚内壁喷涂涂料，所述涂料包括以下重量份的组分：ZnO30-35份、水玻璃10-15份、水40-50份。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的，相比现有技术，具有以下有益效果：本发明所述的手术刀柄焊接夹具，通过调整Zn、Mg、Cu、Si和Fe的含量，添加了稀土元素，采用高含量的Mg并加入微量的Ti细化组织，提高了合金的力学性能，可获得较高的强度和延伸率，加入Cu，除了可形成强化相CuAl2外，还会和合金中的Mg形成高温强化相CuMgAl2，细化晶粒，阻止形成空穴，抑制Si的析出，从而提高合金的韧性；Cu能够细化合金中的Mg2Si析出相，降低合金的淬火灵敏度，从而使得合金抗切变能力不会降低；加入了Zr、Mn、Cr可以提高合金的淬火灵敏度，在加入Mn同时加入Zr会使合金中纤维组织维持在一个很高的水平，远远高于单独加入两者中的一种所达到的效果，Cr可以细化晶粒，保留纤维组织，提高合金的韧性；Fe可以细化Mg2Si粒子和晶粒，使Si原子离开晶界，提高合金的韧性；稀土元素具有独特的核外电子排布，镧系元素的原子能失去价电子能形成+3价的较稳定化合物；还含有Nd、Y，这两者在提高合金高温强度方面均具有很好的效果，两者结合，更大程度提高了耐温性能，同时Y还能提高塑性和韧度；W、Mu两种难熔稀有金属，常温和高温下强度很高，具有良好的导热、导电、高温强度、低膨胀系数、低蒸气压和耐磨特性，原子间结合力强，两者结合使用更增强了合金的强度和韧性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例1
本实施例所述的一种手术刀柄焊接夹具，包括夹具本体，所述的夹具本体包括以下质量百分比的组分：
C:0.5%，Mg:8%，Si:0.1%，Fe:0.2%，Zn:1.5%，Cu:1%，Mn: 8%，W:1.5%，Mo:2.8%，Cr:1.2%，Ti:1%，P:0.1%，S:0.2%，Nd:0.3%，B:0.1%，V:0.1%，Y:0.5%，稀土元素:0.8%，其他为铝；
所述的稀土元素为：Ce:10%，Zr:1.5%，Sc:1%，Dy:7%，Tb:10%，Lu:8%，Yb:10%，Pr:9%，余量为镧。
所述的夹具主体制备方法具体如下：
（1）制备铸锭：将夹具主体的各组分进行调配，放入真空电弧炉中国的坩埚中，抽真空度为4×10-3Pa，然后充入氩气，待炉内气压与外界大气压相近，逐步增大电弧炉电流至各组分完全熔化，在熔炼过程中调整各组分至规定范围，待完全熔化后，搅拌25min，然后再700℃下静置20min；在熔化液上撒布珍珠岩造渣以净化原料液并立刻扒渣，然后倒入浇口杯中静置12min，然后浇入铸型，经铸型制成铸锭，浇注时间为12min；
（2）退火处理：先将浇注的铸锭在300℃去应力退火2h，消除铸锭中部分区域应力集中现象然后在460℃均匀退火20h，以防止材料的铸态组织中出现的成分偏析现象；
（3）固溶、水冷：将铸锭固溶处理，先加热到485℃，并保温2h，取出放入50℃的水中冷却，冷却至200℃取出采用水冷喷淋冷却至室温，冷却速度控制在60℃/min；
（4）时效处理、冷却：将固溶处理后的铸锭进行时效处理，升温至130℃后，恒温1h，然后取出冷却至室温；
（5）清理、成品、检测和包装入库：将时效处理后的铸锭经喷丸清理和机械加工得到成品，并将得到的成品经后续理化检验及超声波探伤，检测合格的即为合格的成品最后经清洁包装入库。
所述的夹具本体的制备方法的步骤（1）中，夹具本体的各组分放入真空电弧炉中的坩埚时，先对坩埚内壁喷涂涂料，所述涂料包括以下重量份的组分：ZnO30份、水玻璃10份、水40份。
实施例2
本实施例所述的一种手术刀柄焊接夹具，包括夹具本体，所述的夹具本体包括以下质量百分比的组分：
C:0.8%，Mg:8.8%，Si:0.2%，Fe:0.3%，Zn:2.5%，Cu:2%，Mn:9%，W:3%，Mo:3.2%，Cr:1.5%，Ti:1.5%，P:0.3%，S:0.3%，Nd:0.5%，B:0.3%，V:0.3%，Y:0.8%，稀土元素:1.2%，其他为铝；
所述的稀土元素为：Ce:12%，Zr:2.5%，Sc:1.5%，Dy:10%，Tb:12%，Lu:9%，Yb:12%，Pr:10%，余量为镧。
所述的夹具主体制备方法具体如下：
（1）制备铸锭：将夹具主体的各组分进行调配，放入真空电弧炉中国的坩埚中，抽真空度为4×10-3Pa，然后充入氩气，待炉内气压与外界大气压相近，逐步增大电弧炉电流至各组分完全熔化，在熔炼过程中调整各组分至规定范围，待完全熔化后，搅拌30min，然后再750℃下静置22min；在熔化液上撒布珍珠岩造渣以净化原料液并立刻扒渣，然后倒入浇口杯中静置15min，然后浇入铸型，经铸型制成铸锭，浇注时间为14min；
（2）退火处理：先将浇注的铸锭在350℃去应力退火4h，消除铸锭中部分区域应力集中现象然后在480℃均匀退火22h，以防止材料的铸态组织中出现的成分偏析现象；
（3）固溶、水冷：将铸锭固溶处理，先加热到495℃，并保温4h，取出放入80℃的水中冷却，冷却至250℃取出采用水冷喷淋冷却至室温，冷却速度控制在80℃/min；
（4）时效处理、冷却：将固溶处理后的铸锭进行时效处理，升温至140℃后，恒温2h，然后取出冷却至室温；
（5）清理、成品、检测和包装入库：将时效处理后的铸锭经喷丸清理和机械加工得到成品，并将得到的成品经后续理化检验及超声波探伤，检测合格的即为合格的成品最后经清洁包装入库。
所述的夹具本体的制备方法的步骤（1）中，夹具本体的各组分放入真空电弧炉中的坩埚时，先对坩埚内壁喷涂涂料，所述涂料包括以下重量份的组分：ZnO35份、水玻璃15份、水50份。
实施例3
本实施例所述的一种手术刀柄焊接夹具，包括夹具本体，所述的夹具本体包括以下质量百分比的组分：
C:0.65%，Mg:8.4%，Si:0.15%，Fe:0.25%，Zn:2%，Cu:1.5%，Mn: 8.5%，W:2.75%，Mo:3%，Cr:1.35%，Ti:1.25%，P:0.2%，S:0.25%，Nd:0.4%，B:0.2%，V:0.2%，Y:0.65%，稀土元素:1%，其他为铝；
所述的稀土元素为：Ce:11%，Zr:2%，Sc:1.25%，Dy:8.5%，Tb:11%，Lu:8.5%，Yb:11%，Pr:9.5%，余量为镧。
所述的夹具主体制备方法具体如下：
（1）制备铸锭：将夹具主体的各组分进行调配，放入真空电弧炉中国的坩埚中，抽真空度为4×10-3Pa，然后充入氩气，待炉内气压与外界大气压相近，逐步增大电弧炉电流至各组分完全熔化，在熔炼过程中调整各组分至规定范围，待完全熔化后，搅拌28min，然后再725℃下静置21min；在熔化液上撒布珍珠岩造渣以净化原料液并立刻扒渣，然后倒入浇口杯中静置13min，然后浇入铸型，经铸型制成铸锭，浇注时间为13min；
（2）退火处理：先将浇注的铸锭在325℃去应力退火3h，消除铸锭中部分区域应力集中现象然后在470℃均匀退火21h，以防止材料的铸态组织中出现的成分偏析现象；
（3）固溶、水冷：将铸锭固溶处理，先加热到492℃，并保温3h，取出放入65℃的水中冷却，冷却至225℃取出采用水冷喷淋冷却至室温，冷却速度控制在70℃/min；
（4）时效处理、冷却：将固溶处理后的铸锭进行时效处理，升温至135℃后，恒温1.5h，然后取出冷却至室温；
（5）清理、成品、检测和包装入库：将时效处理后的铸锭经喷丸清理和机械加工得到成品，并将得到的成品经后续理化检验及超声波探伤，检测合格的即为合格的成品最后经清洁包装入库。
所述的夹具本体的制备方法的步骤（1）中，夹具本体的各组分放入真空电弧炉中的坩埚时，先对坩埚内壁喷涂涂料，所述涂料包括以下重量份的组分：ZnO32份、水玻璃13份、水45份。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种手术刀柄焊接夹具，其特征在于：包括夹具本体，所述的夹具本体包括以下质量百分比的组分：
C:0.5-0.8%，Mg:8-8.8%，Si:0.1-0.2%，Fe:0.2-0.3%，Zn:1.5-2.5%，Cu:1-2%，Mn: 8-9%，W:1.5-3%，Mo:2.8-3.2%，Cr:1.2-1.5%，Ti:1-1.5%，P:0.1-0.3%，S:0.2-0.3%，Nd:0.3-0.5%，B:0.1-0.3%，V:0.1-0.3%，Y:0.5-0.8%，稀土元素:0.8-1.2%，其他为铝；
所述的稀土元素为：Ce:10-12%，Zr:1.5-2.5%，Sc:1-1.5%，Dy:7-10%，Tb:10-12%，Lu:8-9%，Yb:10-12%，Pr:9-10%，余量为镧。
2.根据权利要求1所述的一种手术刀柄焊接夹具，其特征在于：所述的夹具本体包括以下质量百分比的组分：
C:0.5%，Mg:8%，Si:0.1%，Fe:0.2%，Zn:1.5%，Cu:1%，Mn: 8%，W:1.5%，Mo:2.8%，Cr:1.2%，Ti:1%，P:0.1%，S:0.2%，Nd:0.3%，B:0.1%，V:0.1%，Y:0.5%，稀土元素:0.8%，其他为铝；
所述的稀土元素为：Ce:10%，Zr:1.5%，Sc:1%，Dy:7%，Tb:10%，Lu:8%，Yb:10%，Pr:9%，余量为镧。
3.根据权利要求1所述的一种手术刀柄焊接夹具，其特征在于：所述的夹具本体包括以下质量百分比的组分：
C:0.8%，Mg:8.8%，Si:0.2%，Fe:0.3%，Zn:2.5%，Cu:2%，Mn:9%，W:3%，Mo:3.2%，Cr:1.5%，Ti:1.5%，P:0.3%，S:0.3%，Nd:0.5%，B:0.3%，V:0.3%，Y:0.8%，稀土元素:1.2%，其他为铝；
所述的稀土元素为：Ce:12%，Zr:2.5%，Sc:1.5%，Dy:10%，Tb:12%，Lu:9%，Yb:12%，Pr:10%，余量为镧。
4.根据权利要求1所述的一种手术刀柄焊接夹具，其特征在于：所述的夹具本体包括以下质量百分比的组分：
C:0.65%，Mg:8.4%，Si:0.15%，Fe:0.25%，Zn:2%，Cu:1.5%，Mn: 8.5%，W:2.75%，Mo:3%，Cr:1.35%，Ti:1.25%，P:0.2%，S:0.25%，Nd:0.4%，B:0.2%，V:0.2%，Y:0.65%，稀土元素:1%，其他为铝；
所述的稀土元素为：Ce:11%，Zr:2%，Sc:1.25%，Dy:8.5%，Tb:11%，Lu:8.5%，Yb:11%，Pr:9.5%，余量为镧。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种手术刀柄焊接夹具，其特征在于：所述的夹具主体制备方法具体如下：
（1）制备铸锭：将夹具主体的各组分进行调配，放入真空电弧炉中国的坩埚中，抽真空度为4×10-3Pa，然后充入氩气，待炉内气压与外界大气压相近，逐步增大电弧炉电流至各组分完全熔化，在熔炼过程中调整各组分至规定范围，待完全熔化后，搅拌25-30min，然后再700-750℃下静置20-22min；在熔化液上撒布珍珠岩造渣以净化原料液并立刻扒渣，然后倒入浇口杯中静置12-15min，然后浇入铸型，经铸型制成铸锭，浇注时间为12-14min；
（2）退火处理：先将浇注的铸锭在300-350℃去应力退火2-4h，消除铸锭中部分区域应力集中现象然后在460-480℃均匀退火20-22h，以防止材料的铸态组织中出现的成分偏析现象；
（3）固溶、水冷：将铸锭固溶处理，先加热到485-495℃，并保温2-4h，取出放入50-80℃的水中冷却，冷却至200-250℃取出采用水冷喷淋冷却至室温，冷却速度控制在60-80℃/min；
（4）时效处理、冷却：将固溶处理后的铸锭进行时效处理，升温至130-140℃后，恒温1-2h，然后取出冷却至室温；
（5）清理、成品、检测和包装入库：将时效处理后的铸锭经喷丸清理和机械加工得到成品，并将得到的成品经后续理化检验及超声波探伤，检测合格的即为合格的成品最后经清洁包装入库。
6.根据权利要求5所述的一种手术刀柄焊接夹具，其特征在于：所述的夹具本体的制备方法的步骤（1）中，夹具本体的各组分放入真空电弧炉中的坩埚时，先对坩埚内壁喷涂涂料，所述涂料包括以下组分：ZnO、水玻璃和水。
7.根据权利要求6所述的一种手术刀柄焊接夹具，其特征在于：所述涂料包括以下重量份的组分：ZnO30-35份、水玻璃10-15份、水40-50份。
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