CN110387509A - 一种用于手术剪的毛坯材料及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及手术器械技术领域,具体公开了一种用于手术剪的毛坯材料及其生产工艺,包括以下重量百分比的成分制备而成,C为0.12%;Si为0.75%;Mn为1.00%;P为0.04%;S为0.03%;Cr为16~18%;Ni为0.3~0.8%;Nb为0.40~1.30%;Mo为0.30~0.50%;Fe为77.46~81.06%;在原有的430不锈钢的基础上加入Ni、Nb和Mo,通过Ni、Nb和Mo的加入使该毛坯材料具有较好的韧性、硬度和耐腐蚀性能,硬度和耐腐蚀性符合夹持类或牵开类手术器械的要求,增长了使用寿命,改良了工艺,适用于自动化生产,缩短了生产周期,降低了企业的运营成本。
Description
技术领域
本发明涉及手术器械技术领域,具体涉及了一种用于手术剪的毛坯材料及其生产工艺。
背景技术
由于我国不同于欧洲,没有专业生产手术器械材料的真空挂炼小型炉子,故手术器械材料的基本是国产材料,且以大多都是通用材料代替,尤其是马氏体不锈钢(如20Cr13、30Cr13)淬火后获得的硬度与国外先进发达国家材料差距很大,且使用通用材料生产的手术器械需要对表面做钝化处理或电镀处理才能正常使用。
少量的商家采用国产的17-4PH材料(硬度化沉淀不锈钢),其硬度一般不能达到HRC36-40,其硬度(弹性)接近国家标准最低限值(如手术用钳的国家标准最低硬度为40HRC,手术用镊的国家标准最低硬度为38HRC),夹持或牵开性能达不到20Cr13或30Cr13的性能,对于持针钳或硬度较高的产品就不能采用,也就是国产的17-4PH材料使用受到了局限,因为国产的17-4PH材料大多用于手机、汽车以及五金攻击的零部件,这些零部件的使用性能(如硬度和耐腐蚀性能)或使用环境(如夹持类或牵开类手术器械需要在清洗和高温灭菌等环境下反复使用)不如夹持类或牵开类手术器械要求那么高,因此市场上尚无专业开发应用于手术器械的硬度化沉淀不锈钢。
目前的夹持类或牵开类手术器械在使用时间久了以后,会逐渐失去弹性,产生无法恢复的变形,缩短了夹持类或牵开类手术器械的使用寿命。
此外,传统的夹持类或牵开类手术器械的生产工艺存在以下的问题:
1.反复加热生产(如热锻、粗压和退火或粗压、粗切和退火等),
重复加热会损失材料的防锈能力;
2.原材料的浪费近一半(50%的原材料被冲切掉二不能被利用);
3.毛坯尺寸较成品余量大,且几何尺寸公差比较离散,不能实现自动化生产;
4.夹持类或牵开类手术器械的结构(如手术镊上的齿、弹簧槽等、手术钳上的指圈等)仍需要加工。
5.锻压生产噪声大;
6.需要大量的技术工人,企业的运营成本高;
7.产品的生产周期长,增大了企业的运营成本。
发明内容
为解决上述技术问题,我们提出了一种用于手术剪的毛坯材料及其生产工艺,其目的:表面无需电镀和钝化处理,增长使用寿命,硬度和耐腐蚀性符合夹持类或牵开类手术器械的要求,原材料100%利用,缩小几何尺寸公差,适用于自动化生产,为后续无人工自动化生产做了充分的技术准备,降低人工的需求,缩短生产周期,降低企业的运营成本,无噪声。
为达到上述目的,本发明的技术方案如下:
一种用于手术剪的毛坯材料,包括以下重量百分比的成分制备而成:
通过上述技术方案可知,在原有的430不锈钢的基础上加入Ni、Nb和Mo,通过Ni、Nb和Mo的加入使该毛坯材料具有较好的韧性、硬度和耐腐蚀性能,硬度和耐腐蚀性符合夹持类或牵开类手术器械的要求,增长了使用寿命,此外,Ni还可显著提高该毛坯材料的热加工性能,Nb不仅可以提高该毛坯材料的强度,还可以提高钢的抗高温氧化性,降低了该毛坯材料的脆性转变温度,获得好的焊接性能和成型性能;Mo提高了该毛坯材料的淬透性和热强性,防止了回火脆性,增加了剩磁和矫顽力以及在某些介质中的抗蚀性。
根据本发明的另一实施例,包括以下重量百分比的成分制备而成,C为0.12%;Si为0.75%;Mn为1.00%;P为0.04%;S为0.03%;Cr为16%;Ni为0.3%;Nb为0.40%;Mo为0.30%;Fe为81.06%。
根据本发明的另一实施例,包括以下重量百分比的成分制备而成:C为0.12%;Si为0.75%;Mn为1.00%;P为0.04%;S为0.03%;Cr为18%;Ni为0.8%;Nb为1.30%;Mo为0.50%;Fe为77.46%。
根据本发明的另一实施例,包括以下重量百分比的成分制备而成:C为0.12%;Si为0.75%;Mn为1.00%;P为0.04%;S为0.03%;Cr为17%;Ni为0.55%;Nb为0.85%;Mo为0.4%;Fe为79.26%。
一种用于手术剪的毛坯材料,包括以下重量百分比的成分制备而成:C为0.12%;Si为0.75%;Mn为1.00%;P为0.04%;S为0.03%;Cr为16~18%;Ni、Nb和Mo之和为1.2~2.5%;Fe为77.56~80.86%。
通过上述技术方案可知,在原有的430不锈钢的基础上加入Ni、Nb和Mo的混合物,通过Ni、Nb和Mo的混合物的加入使该毛坯材料具有较好的韧性、硬度和耐腐蚀性能,硬度和耐腐蚀性符合夹持类或牵开类手术器械的要求,增长了使用寿命,此外,Ni还可显著提高该毛坯材料的热加工性能,Nb不仅可以提高该毛坯材料的强度,还可以提高钢的抗高温氧化性,降低了该毛坯材料的脆性转变温度,获得好的焊接性能和成型性能;Mo提高了该毛坯材料的淬透性和热强性,防止了回火脆性,增加了剩磁和矫顽力以及在某些介质中的抗蚀性。
根据本发明的另一实施例,包括以下重量百分比的成分制备而成:C为0.12%;Si为0.75%;Mn为1.00%;P为0.04%;S为0.03%;Cr为16%;Ni、Nb和Mo之和为1.2%;Fe为80.86%。
根据本发明的另一实施例,包括以下重量百分比的成分制备而成:C为0.12%;Si为0.75%;Mn为1.00%;P为0.04%;S为0.03%;Cr为18%;Ni、Nb和Mo之和为2.5%;Fe为77.56%。
根据本发明的另一实施例,包括以下重量百分比的成分制备而成:C为0.12%;Si为0.75%;Mn为1.00%;P为0.04%;S为0.03%;Cr为17%;Ni、Nb和Mo之和为1.85%;Fe为79.21%。
上述的一种用于手术剪的毛坯材料的生产工艺,包括以下步骤:
A.对原料分别承重并加入树脂进行搅拌混合形成混合物;
B.将A中的混合物注入至模具型腔中;
C.通过脱脂、真空烧结和二次熔炼步骤形成半成品;
D.通过时效处理步骤,形成毛坯。
通过上述工艺步骤的得到的毛坯,在48小时盐雾试验中达到B级,接近304不锈钢的性能,尤其是经时效处理后的硬度有所提升,达到42~45HRC,达到手术器械的国家标准(如手术用钳的国家标准硬度的范围为40~48HRC,手术用镊的国家标准最低硬度为38~48HRC)的中间值,满足了夹持类或牵开类手术器械的诸多性能(韧性、耐腐蚀性和硬度)的要求。
其中,通过步骤B和C,确保了该用于夹持类或牵开类手术器械的毛坯材料无需电镀和钝化处理,原材料100%利用,缩小了几何尺寸公差,适用于自动化生产,为后续无人工自动化生产做了充分的技术准备,降低了人工的需求,缩短了生产周期,降低了企业的运营成本,无噪声。
综上所述,表面无需电镀和钝化处理,增长了使用寿命,硬度和耐腐蚀性符合夹持类或牵开类手术器械的要求,原材料100%利用,缩小几何尺寸公差,适用于自动化生产,为后续无人工自动化生产做了充分的技术准备,降低了人工的需求,缩短了生产周期,降低了企业的运营成本。
具体实施方式
下面结合对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
实施例1.
一种用于手术剪的毛坯材料,包括以下重量百分比的成分制备而成,C为0.12%;Si为0.75%;Mn为1.00%;P为0.04%;S为0.03%;Cr为16%;Ni为0.3%;Nb为0.40%;Mo为0.30%;Fe为81.06%;在原有的430不锈钢的基础上加入Ni、Nb和Mo,通过Ni、Nb和Mo的加入使该毛坯材料具有较好的韧性、硬度和耐腐蚀性能,硬度和耐腐蚀性符合夹持类或牵开类手术器械的要求,增长了使用寿命,此外,Ni还可显著提高该毛坯材料的热加工性能,Nb不仅可以提高该毛坯材料的强度,还可以提高钢的抗高温氧化性,降低了该毛坯材料的脆性转变温度,获得好的焊接性能和成型性能;Mo提高了该毛坯材料的淬透性和热强性,防止了回火脆性,增加了剩磁和矫顽力以及在某些介质中的抗蚀性。
一种用于手术剪的毛坯材料的生产工艺,包括以下步骤:
A.对原料分别承重并加入树脂进行搅拌混合形成混合物;
B.将A中的混合物注入至模具型腔中;
C.通过脱脂、真空烧结和二次熔炼步骤形成半成品;
D.通过时效处理步骤,形成毛坯。
通过上述工艺步骤的得到的毛坯,在48小时盐雾试验中达到B级,接近304不锈钢的性能,尤其是经时效处理后的硬度有所提升,达到42~45HRC,达到手术器械的国家标准(如手术用钳的国家标准硬度的范围为40~48HRC,手术用镊的国家标准最低硬度为38~48HRC)的中间值,满足了夹持类或牵开类手术器械的诸多性能(韧性、耐腐蚀性和硬度)的要求,其中,通过步骤B和C,确保了该用于夹持类或牵开类手术器械的毛坯材料无需电镀和钝化处理,原材料100%利用,缩小了几何尺寸公差,适用于自动化生产,为后续无人工自动化生产做了充分的技术准备,降低了人工的需求,缩短了生产周期,降低了企业的运营成本,无噪声。
以上就是一种用于手术剪的毛坯材料的成分组成和工艺步骤,其优点:表面无需电镀和钝化处理,增长了使用寿命,硬度和耐腐蚀性符合夹持类或牵开类手术器械的要求,原材料100%利用,缩小几何尺寸公差,适用于自动化生产,为后续无人工自动化生产做了充分的技术准备,降低了人工的需求,缩短了生产周期,降低了企业的运营成本,无噪声。
实施例2.
一种用于手术剪的毛坯材料及其生产工艺,与实施例1相比,所不同之处在于所述C为0.12%;Si为0.75%;Mn为1.00%;P为0.04%;S为0.03%;Cr为18%;Ni为0.8%;Nb为1.30%;Mo为0.50%;Fe为77.46%,其余与实施例1相同,在此也不作特别的限制,同样都属于本发明的保护范围。其生产过程也与实施例1相同,在此不再赘述。
实施例3.
一种用于手术剪的毛坯材料及其生产工艺,与实施例1相比,所不同之处在于所述C为0.12%;Si为0.75%;Mn为1.00%;P为0.04%;S为0.03%;Cr为17%;Ni为0.55%;Nb为0.85%;Mo为0.4%;Fe为79.26%,其余与实施例1相同,在此也不作特别的限制,同样都属于本发明的保护范围。其生产过程也与实施例1相同,在此不再赘述。
实施例4.
一种用于手术剪的毛坯材料及其生产工艺,与实施例1相比,所不同之处在于所述:C为0.12%;Si为0.75%;Mn为1.00%;P为0.04%;S为0.03%;Cr为16%;Ni、Nb和Mo之和为1.2%;Fe为80.86%,在原有的430不锈钢的基础上加入Ni、Nb和Mo的混合物,通过Ni、Nb和Mo的混合物的加入使该毛坯材料具有较好的韧性、硬度和耐腐蚀性能,硬度和耐腐蚀性符合夹持类或牵开类手术器械的要求,增长了使用寿命,其余与实施例1相同,在此也不作特别的限制,同样都属于本发明的保护范围。其生产过程也与实施例1相同,在此不再赘述。
实施例5.
一种用于手术剪的毛坯材料及其生产工艺,与实施例1相比,所不同之处在于所述C为0.12%;Si为0.75%;Mn为1.00%;P为0.04%;S为0.03%;Cr为18%;Ni、Nb和Mo之和为2.5%;Fe为77.56%,在原有的430不锈钢的基础上加入Ni、Nb和Mo的混合物,通过Ni、Nb和Mo的混合物的加入使该毛坯材料具有较好的韧性、硬度和耐腐蚀性能,硬度和耐腐蚀性符合夹持类或牵开类手术器械的要求,增长了使用寿命,其余与实施例1相同,在此也不作特别的限制,同样都属于本发明的保护范围。其生产过程也与实施例1相同,在此不再赘述。
实施例6.
一种用于手术剪的毛坯材料及其生产工艺,与实施例1相比,所不同之处在于所述C为0.12%;Si为0.75%;Mn为1.00%;P为0.04%;S为0.03%;Cr为17%;Ni、Nb和Mo之和为1.85%;Fe为79.21%,在原有的430不锈钢的基础上加入Ni、Nb和Mo的混合物,通过Ni、Nb和Mo的混合物的加入使该毛坯材料具有较好的韧性、硬度和耐腐蚀性能,硬度和耐腐蚀性符合夹持类或牵开类手术器械的要求,增长了使用寿命,其余与实施例1相同,在此也不作特别的限制,同样都属于本发明的保护范围。其生产过程也与实施例1相同,在此不再赘述。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于手术剪的毛坯材料,其特征在于,包括以下重量百分比的成分制备而成:
2.根据权利要求1所述的一种用于手术剪的毛坯材料,其特征在于,包括以下重量百分比的成分制备而成,C为0.12%;Si为0.75%;Mn为1.00%;P为0.04%;S为0.03%;Cr为16%;Ni为0.3%;Nb为0.40%;Mo为0.30%;Fe为81.06%。
3.根据权利要求1所述的一种用于手术剪的毛坯材料,其特征在于,包括以下重量百分比的成分制备而成:C为0.12%;Si为0.75%;Mn为1.00%;P为0.04%;S为0.03%;Cr为18%;Ni为0.8%;Nb为1.30%;Mo为0.50%;Fe为77.46%。
4.根据权利要求1所述的一种用于手术剪的毛坯材料,其特征在于,包括以下重量百分比的成分制备而成:C为0.12%;Si为0.75%;Mn为1.00%;P为0.04%;S为0.03%;Cr为17%;Ni为0.55%;Nb为0.85%;Mo为0.4%;Fe为79.26%。
5.根据权利要求1所述的一种用于手术剪的毛坯材料,其特征在于,包括以下重量百分比的成分制备而成:C为0.12%;Si为0.75%;Mn为1.00%;P为0.04%;S为0.03%;Cr为16~18%;Ni、Nb和Mo之和为1.2~2.5%;Fe为77.56~80.86%。
6.根据权利要求5所述的一种用于手术剪的毛坯材料,其特征在于,包括以下重量百分比的成分制备而成:C为0.12%;Si为0.75%;Mn为1.00%;P为0.04%;S为0.03%;Cr为16%;Ni、Nb和Mo之和为1.2%;Fe为80.86%。
7.根据权利要求5所述的一种用于手术剪的毛坯材料,其特征在于,包括以下重量百分比的成分制备而成:C为0.12%;Si为0.75%;Mn为1.00%;P为0.04%;S为0.03%;Cr为18%;Ni、Nb和Mo之和为2.5%;Fe为77.56%。
8.根据权利要求5所述的一种用于手术剪的毛坯材料,其特征在于,包括以下重量百分比的成分制备而成:C为0.12%;Si为0.75%;Mn为1.00%;P为0.04%;S为0.03%;Cr为17%;Ni、Nb和Mo之和为1.85%;Fe为79.21%。
9.权利要求1或权利要求5中所述的一种用于手术剪的毛坯材料的生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
A.对原料分别承重并加入树脂进行搅拌混合形成混合物;
B.将A中的混合物注入至模具型腔中;
C.通过脱脂、真空烧结和二次熔炼步骤形成半成品;
D.通过时效处理步骤,形成毛坯。
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