CN110181240B - 一次性病理切片刀的制造工艺及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一次性病理切片刀的制造工艺，包括冲料、热处理、磨刃、涂硬铬、特氟龙喷涂、裁断等步骤。本发明采用连续料带流水线加工工艺，此种加工方式使得磨刃只用沿一条直线进行，因此简化了磨刃设备的结构，而且可保证较高的自动化，加工效率高，成本优势明显；热处理工艺包括淬火处理‑冷冻处理‑低温回火处理，使得不锈钢马氏体组织稳定性更好，显著提高切片刀的韧性，而且不会明显降低切片刀的硬度，热处理后切片刀的硬度可达到HV770左右；采用铬与特氟龙的双涂层工艺，兼具二者的优点，使得切片刀的刀刃更耐磨、耐温、耐蚀及不粘附，综合性能更好，特别适于作为组织样品的切片。
Description
技术领域
本发明涉及医用检验设备领域，具体涉及到一种一次性病理切片刀的制造工艺及设备。
背景技术
切片机是一种用于组织学检测的设备，其将组织样品细切成可用于显微镜检验（镜检）的薄片，切片机具有一个非常锋利的刀或刀片，在被嵌于石蜡或其它固定物中的组织样品上作往复运动，以获取组织细薄片，专利文献1即是一种典型的切片机。一般来说，刀或刀片可从切片机移除，因为在反复使用后，刀片会变钝，不再能够干净利落地切出细薄片，进行需要将新的锋利刀片插入到切片机中，因此这种刀或刀片又被称为一次性病理切片刀。
由于病理组织的形态硬度不一，对切片刀的硬度及光洁度要求极高，到目前为止，国内所生产刀片的质量和寿命，难以满足医院和研究机构的要求，一直被国外厂家垄断。基于此，申请人经过几年研发，开发了一种新的制造工艺，用于制造出符合技术要求的一次性病理切片刀。
专利文献1：CN103575564B。
发明内容
为了高效、保质的加工制造出一次性病理切片刀，本发明提供了一种一次性病理切片刀的制造工艺及设备。
本发明采用的技术方案如下：
一种一次性病理切片刀的制造工艺，步骤如下：
步骤1．冲料，以冲床冲压连续料带，得到切片刀带，所述切片刀带上排布有一片片切片刀，每片所述切片刀的刀刃位置预留在所述切片刀带的同一侧；
步骤2．热处理，依次作淬火处理-冷冻处理-低温回火处理；
步骤3．磨刃，以磨刃设备对所述切片刀的刀刃两侧边沿进行整体的磨削，完毕后作高温清洗；
步骤4．涂硬铬，真空或低压条件下，在所述切片刀的刀刃处等离子热喷涂金属铬涂层；
步骤5．特氟龙喷涂，在封闭环境下将稀释后的特氟龙均匀喷涂在刃口，加温烧结；
步骤6．裁断，将所述切片刀带分断成一个个分离的切片刀。
本发明的有益效果是：
（1）本发明采用连续料带流水线加工工艺，此种加工方式使得磨刃只用沿一条直线进行，因此简化了磨刃设备的结构，而且可保证较高的自动化，加工效率高，成本优势明显；
（2）本发明热处理工艺在回火前作冷冻处理，使得不锈钢马氏体组织稳定性更好，显著提高切片刀的韧性，而且不会明显降低切片刀的硬度，热处理后切片刀的硬度可达到HV770左右；
（3）本发明采用铬与特氟龙的双涂层工艺，兼具二者的优点，使得切片刀的刀刃更耐磨、耐温、耐蚀及不粘附，综合性能更好，特别适于作为组织样品的切片。
优选的：所述步骤1中，所述连续料带为3Cr13不锈钢材质；所述切片刀的刀体上冲压出安装孔、工艺孔，相邻所述切片刀之间连接部位的两侧冲压出拨断缺口。
优选的：所述步骤2中，所述淬火处理的淬火加热温度为905~1075℃，所述冷冻处理的温度为-85℃，所述低温回火处理的温度为250~320℃，所述淬火处理和低温回火处理采用纯度99.999%氮气作气体保护。
优选的：所述切片刀的截面为对称的宝塔状，所述切片刀的刀刃由刃口至刀体依次设有前刃面、中刃面与后刃面，所述前刃面、中刃面与后刃面的刃角依次减小；所述步骤3中，分六次进行磨削加工，先磨削两个所述前刃面，然后磨削两个所述中刃面，最后磨削两个所述后刃面。
优选的：所述前刃面、中刃面与后刃面的刃角大小分别为35±1°、19±1°、12±2°，所述前刃面、中刃面的高度分别为0.04±0.02mm、0.2±0.05mm，所述刀刃的总高度为1±0.1mm。
优选的：所述步骤4中，所述真空或低压条件的空气分压控制在12.0～24.0KPa。
优选的：所述切片刀的长度为80±0.05mm，宽度为80-0.05mm，厚度为0.254±0.008mm。
一种一次性病理切片刀的制造设备为连续料带流水生产线，包括沿所述连续料带输送方向依次设置的冲床，多节卧式淬火炉、冷冻机及回火炉，磨车，真空等离子喷涂机，特氟龙喷涂设备及裁断机。
优选的：所述磨车包括沿所述连续料带输送方向设置的六个磨抛头机构，六个所述磨抛头机构交错布置在所述连续料带的左右两侧，依次磨削所述连续料带上切片刀的两个前刃面、两个中刃面与两个后刃面，所述前刃面、中刃面与后刃面沿所述切片刀的刀刃由刃口朝刀体设置，且刃角依次减小。
优选的：所述磨车还包括设置在所述连续料带进入方向的导向装置，所述导向装置包括一号导向轮与二号导向轮，所述一号导向轮的轮缘截面内凹，所述二号导向轮的轮缘截面外凸，所述二号导向轮的轮缘嵌入在所述一号导向轮的轮缘中，所述一号导向轮轮缘与二号导向轮轮缘之间的间隙构成所述连续料带的容纳空间。
附图说明
图1是本发明实施例的制造流程及设备布置图。
图2是本发明实施例中切片刀带的示意图。
图3是本发明实施例中切片刀带的A处放大图。
图4是本发明实施例中切片刀的示意图。
图5是本发明实施例中切片刀的B-B向截面图。
图6是本发明实施例中切片刀的B-B向另一个截面图。
图7是本发明实施例中C处放大图。
图8是本发明实施例中磨抛头机构的示意图。
图9是本发明实施例中导向装置的示意图。
切片刀带100、切片刀101、刀体102、安装孔103、工艺孔104、拨断缺口105、前刃面106、中刃面107、后刃面108、连续料带200、冲床300、多节卧式淬火炉401、冷冻机402、回火炉403、磨车500、磨抛头机构501、导向装置502、一号导向轮503、二号导向轮504、真空等离子喷涂机600，特氟龙喷涂设备700、裁断机800。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
实施例中，如图1~8所示，一种一次性病理切片刀的制造工艺，步骤如下：
步骤1．冲料，以冲床冲压连续料带200，得到切片刀带100，所述切片刀带100上排布有一片片切片刀101，每片所述切片刀101的刀刃位置预留在所述切片刀带100的同一侧；
步骤2．热处理，依次作淬火处理-冷冻处理-低温回火处理；
步骤3．磨刃，以磨刃设备对所述切片刀101的刀刃两侧边沿进行整体的磨削，完毕后用高温清洗液清洗，并做烘干处理；
步骤4．涂硬铬，真空或低压条件下，在所述切片刀101的刀刃处等离子热喷涂240~260nm厚度的金属铬涂层，；
步骤5．特氟龙喷涂，在封闭环境下将稀释后的特氟龙均匀喷涂在刃口，加温烧结，特氟龙的厚度为290~310nm；
步骤6．裁断，将所述切片刀带分断成一个个分离的切片刀。
本实施例采用连续料带流水线加工工艺，此种加工方式使得磨刃只用沿一条直线进行，因此简化了磨刃设备的结构，而且可保证较高的自动化，加工效率高，成本优势明显；采用铬与特氟龙的双涂层工艺，兼具二者的优点，使得切片刀的刀刃更耐磨、耐温、耐蚀及不粘附，综合性能更好，特别适于作为组织样品的切片。
实施例中，如图2~4所示：所述步骤1中，所述切片刀101的刀体102上冲压出安装孔103、工艺孔104，相邻所述切片刀101之间连接部位的两侧冲压出拨断缺口105。本实施例一次性的冲压出安装孔103、工艺孔104及拨断缺口105，加工集成化程度高，较少了后续操作，而且拨断缺口105还便于后期的裁断操作。
实施例中，如图1所示：所述步骤2中，所述淬火处理的淬火加热温度为905~1075℃，所述冷冻处理的温度为-85℃，所述低温回火处理的温度为250~320℃，所述淬火处理和低温回火处理采用纯度99.999%氮气作气体保护。本实施例的热处理工艺在回火前作冷冻处理，使得不锈钢马氏体组织稳定性更好，显著提高切片刀的韧性，而且不会明显降低切片刀的硬度，-85℃的冷冻温度可有效避免切片刀带100开裂，而氮气保护使切片刀带100光洁度及渗透性更好，3Cr13不锈钢材质的切片刀带100经热处理后切片刀的硬度可达到HV770左右，满足病理切片刀的硬度要求。
实施例中，如图5~7所示：所述切片刀101的截面为对称的宝塔状，所述切片刀101的刀刃由刃口至刀体102依次设有前刃面106、中刃面107与后刃面108，所述前刃面106、中刃面107与后刃面108的刃角依次减小；所述步骤3中，分六次进行磨削加工，先磨削两个所述前刃面106，然后磨削两个所述中刃面107，最后磨削两个所述后刃面108。通常来说，切片刀101的刀刃的刃角越小刀就越锋利，刃角越大刀刃就越坚韧、不易崩裂。本实施例的刀刃采用三个梯度的刃角，具有三组共六个刃面，因此既保证了刀刃的锋利程度，又提高了其韧性。
实施例中，如图5~7所示：所述前刃面106、中刃面107与后刃面108的刃角，即α、βγ，其大小分别为35±1°、19±1°、12±2°，所述前刃面106、中刃面107的高度分别为0.04±0.02mm、0.2±0.05mm，所述刀刃的总高度为1±0.1mm；所述切片刀101的长度为80±0.05mm，宽度为80-0.05mm，厚度为0.254±0.008mm。上述参数为切片刀101的一种优选方案，保证切片刀101细切出的组织切片能满足镜检的要求。
实施例中：所述步骤4中，所述真空或低压条件的空气分压控制在12.0～24.0KPa。喷涂环境中的空气分压对3Cr13上的Cr涂层性能影响很大，分压过低则涂层过软，不耐磨；空气分压过高，则涂层中氧化物过多，使涂层变脆，其耐磨性也不够。通过在MM-200型磨损磨损试验机上实验，所用摩擦副为GCr15合金钢，试样固定不动，圆形摩擦副旋转并与涂层线接触进行滑动干摩擦，分别在低速低载荷和高速大载荷两种试验条件下测量不同涂层的磨痕宽度来评价涂层的耐磨性能。实验结果为空气分压控制在12.0～24.0KPa之间可获得更耐磨的铬涂层，空气分压控制在20.0KPa耐磨性能最佳。
实施例中，如图1所示：一种一次性病理切片刀的制造设备为连续料带200流水生产线，包括沿所述连续料带200输送方向依次设置的冲床300，多节卧式淬火炉401、冷冻机402及回火炉403，磨车500，真空等离子喷涂机600，特氟龙喷涂设备700及裁断机800。本实施例为流水线，具有较高的自动化程度，一条生产线只需3个工人操作，人工成本低，生产效率高。其中，多节卧式淬火炉401包括六节，其淬火温度分别为①905°②1040°③1075°④1075°⑤1045°⑥945°；回火炉403二节回火炉，其回火温度为①320°②320°。
实施例中，如图1、8所示：所述磨车500包括沿所述连续料带200输送方向设置的六个磨抛头机构501，六个所述磨抛头机构501交错布置在所述连续料带200的左右两侧，依次磨削所述连续料带200上切片刀101的两个前刃面106、两个中刃面107与两个后刃面108，所述前刃面106、中刃面107与后刃面108沿所述切片刀101的刀刃由刃口朝刀体102设置，且刃角依次减小。本实施例磨刃时采用前刃面106、中刃面107、后刃面108的顺序，能确保前刃面106尺寸的精度，从而保证切片刀101的整体性能。
实施例中，如图9所示：所述磨车500还包括设置在所述连续料带200进入方向的导向装置502，所述导向装置502包括一号导向轮503与二号导向轮504，所述一号导向轮503的轮缘截面内凹，所述二号导向轮504的轮缘截面外凸，所述二号导向轮504的轮缘嵌入在所述一号导向轮503的轮缘中，所述一号导向轮503轮缘与二号导向轮504轮缘之间的间隙构成所述连续料带200的容纳空间。本实施例的导向装置502可对切片刀带100进行准确导向，再配合特制的模具即可实现切片刀带100的定位，从而便于磨车500进行精确的磨刃操作。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了说明本发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷例。而这些属于本发明的实质精神所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种一次性病理切片刀的制造工艺，其特征在于步骤如下：
步骤1.冲料，以冲床冲压连续料带(200)，得到切片刀带(100)，所述切片刀带(100)上排布有一片片切片刀(101)，每片所述切片刀(101)的刀刃位置预留在所述切片刀带(100)的同一侧；
步骤2.热处理，依次作淬火处理-冷冻处理-低温回火处理；
步骤3.磨刃，以磨刃设备对所述切片刀(101)的刀刃两侧边沿进行整体的磨削，完毕后作高温清洗；
所述切片刀(101)磨削后的截面为对称的宝塔状，所述切片刀(101)的刀刃由刃口至刀体(102)依次设有前刃面(106)、中刃面(107)与后刃面(108)，所述前刃面(106)、中刃面(107)与后刃面(108)的刃角依次减小；
所述切片刀(101)分六次进行磨削加工，先磨削两个所述前刃面(106)，然后磨削两个所述中刃面(107)，最后磨削两个所述后刃面(108)；
步骤4.涂硬铬，真空或低压条件下，在所述切片刀(101)的刀刃处等离子热喷涂金属铬涂层；
步骤5.特氟龙喷涂，在封闭环境下将稀释后的特氟龙均匀喷涂在刃口，加温烧结；
步骤6.裁断，将所述切片刀带分断成一个个分离的切片刀；
所述连续料带(200)为3Cr13不锈钢材质；所述步骤4中，所述真空或低压条件的空气分压控制在12.0～24.0Kpa；
所述步骤2中，所述淬火处理的淬火加热温度为905～1075℃，所述冷冻处理的温度为-85℃，所述低温回火处理的温度为250～320℃，所述淬火处理和低温回火处理采用纯度99.999％氮气作气体保护；
所述前刃面(106)、中刃面(107)与后刃面(108)的刃角大小分别为35±1°、19±1°、12±2°，所述前刃面(106)、中刃面(107)的高度分别为0.04±0.02mm、0.2±0.05mm，所述刀刃的总高度为1±0.1mm。
2.根据权利要求1所述的一次性病理切片刀的制造工艺，其特征在于：所述步骤1中，所述切片刀(101)的刀体(102)上冲压出安装孔(103)、工艺孔(104)，相邻所述切片刀(101)之间连接部位的两侧冲压出拨断缺口(105)。
3.根据权利要求1所述的一次性病理切片刀的制造工艺，其特征在于：所述切片刀(101)的长度为80±0.05mm，宽度为80-0.05mm，厚度为0.254±0.008mm。
4.一种采用权利要求1-3任一项所述的一次性病理切片刀的制造工艺的一次性病理切片刀的制造设备，其特征在于：为连续料带(200)流水生产线，包括沿所述连续料带(200)输送方向依次设置的冲床(300)，多节卧式淬火炉(401)、冷冻机(402)及回火炉(403)，磨车(500)，真空等离子喷涂机(600)，特氟龙喷涂设备(700)及裁断机(800)；
所述磨车(500)包括沿所述连续料带(200)输送方向设置的六个磨抛头机构(501)，六个所述磨抛头机构(501)交错布置在所述连续料带(200)的左右两侧，依次磨削所述连续料带(200)上切片刀(101)的两个前刃面(106)、两个中刃面(107)与两个后刃面(108)，所述前刃面(106)、中刃面(107)与后刃面(108)沿所述切片刀(101)的刀刃由刃口朝刀体(102)设置，且刃角依次减小。
5.根据权利要求4所述的一次性病理切片刀的制造设备，其特征在于：所述磨车(500)还包括设置在所述连续料带(200)进入方向的导向装置(502)，所述导向装置(502)包括一号导向轮(503)与二号导向轮(504)，所述一号导向轮(503)的轮缘截面内凹，所述二号导向轮(504)的轮缘截面外凸，所述二号导向轮(504)的轮缘嵌入在所述一号导向轮(503)的轮缘中，所述一号导向轮(503)轮缘与二号导向轮(504)轮缘之间的间隙构成所述连续料带(200)的容纳空间。
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