CN115697224A - 具有优异的局部弯曲性的管件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有优异的局部弯曲性的管件及其制造方法,在工作温度下仅在管件的特定区域自由弯曲,从而用户可以多样地调节管件的弯曲角度。根据本发明的一个方面,提供一种具有优异的局部弯曲性的管件,其为合金管件,包括具有相互不同合金组织的第一区域和第二区域。根据本发明的一实施例,所述第一区域可以在规定的工作温度下处于冷加工状态或具有奥氏体相,所述第二区域可以在所述工作温度下具有马氏体相,所述第二区域的屈服应力可以小于所述第一区域的屈服应力。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有优异的局部弯曲性的管件及其制造方法,更具体地,涉及一种在工作温度下仅在管件的特定区域自由弯曲,从而用户可以多样地调节管件的弯曲角度的具有优异的局部弯曲性的管件及其制造方法。
背景技术
人体的鼻腔是指位于面部中央的鼻子内部的空腔,该鼻腔的前方通过外鼻孔与外界相通,后方通过后鼻孔与咽喉相通。鼻窦是指与该鼻腔连通的脸部骨骼中的充满空气的空间,起到保护颅骨内的脑受到外部冲击的作用,分为上颌窦、额窦、筛窦和蝶窦。
由于每种鼻窦的位置都不同,因此当通过鼻孔插入由管件构成的手术器械时,接近角度可能根据鼻窦的种类和患者的体型不同。例如,蝶窦为0度至30度,额窦为70度至90度,上颌窦为110度至120度左右,产生较大差异。因此,为了对应不同种类的鼻窦的各种接近角度,鼻窦手术器械中设置有以多个接近角弯曲的不锈钢管件(例如,弯曲角度为0度、12度、40度、60度、90度、120度)而使用。
发明内容
技术问题
然而,用作这种鼻窦手术器械的现有的不锈钢管件的问题在于,无法满足根据患者的体型或鼻窦类型而需要各种接近角度的状况,从而出现管件的位置无法准确与目标匹配的情况。此外,现有的管件由不锈钢制成,为匹配接近角而任意弯曲管子时,由于不锈钢的特性,通过位移的滑动产生变形,因此变形易集中于局部且不可逆,管件的截面无法保持圆形,而在弯曲部位发生管件堵塞的问题,因此存在实际上无法任意调节由不锈钢制成的管件的弯曲角度的问题。
本发明用于解决包括上述问题在内的各种问题,目的在于提供一种具有优异的局部弯曲性的管件及其制造方法,当操作者进行操作时,仅在管件的特定区域自由弯曲,从而用户可以根据操作环境多样地调节弯曲角度。但上述问题仅为示例性的,本发明的范围不限于此。此外,本发明可以用作上述鼻窦手术器械,但这是示例性的,可以适用于由操作者根据操作目的自由弯曲而使用的所有用途。
技术方案
根据本发明的一个方面,提供一种具有优异的局部弯曲性的管件,其为合金管件,包括具有相互不同的合金组织的第一区域和第二区域。
根据本发明的一实施例,所述第一区域可以在规定的工作温度下处于冷加工状态或具有奥氏体相,所述第二区域在所述工作温度下具有马氏体相,所述第二区域的屈服应力小于所述第一区域的屈服应力。
根据本发明的一实施例,当所述第一区域具有奥氏体相时,所述第一区域具有第一相变温度,所述第二区域具有高于所述第一相变温度的第二相变温度。此时,所述第一相变温度及第二相变温度是发生从低温侧马氏体相到高温侧奥氏体相的相变的温度。
根据本发明的一实施例,所述第一相变温度可以是低于所述工作温度的温度,所述第二相变温度可以是高于所述工作温度的温度。
根据本发明的一实施例,所述第一区域可以包括所述管件的一端部,所述第二区域形成为连接于所述第一区域,并包括所述管件的另一端部。
根据本发明的一实施例,还可包括第三区域,其在规定的工作温度下处于冷加工状态或具有奥氏体相。此时,所述第一区域可以包括所述管件的一端部,所述第三区域包括所述管件的另一端部,所述第二区域形成为一端与所述第一区域连接且另一端与所述第三区域连接,以形成所述管件的中间部。
根据本发明的一实施例,所述第三区域可以具有第三相变温度,所述第三相变温度低于所述工作温度。
根据本发明的一实施例,所述第三相变温度可以与第一相变温度相同。
根据本发明的一实施例,形成所述管件的另一端部的所述第三区域的一端可以与切割构件结合。
根据本发明的一实施例,所述工作温度的范围可以为10℃至50℃。
根据本发明的一实施例,所述管件可以是构成鼻窦手术器械的构件。
根据本发明的一实施例,所述管件可以包括用于插入电线(Electric wire)的导管构件。
根据本发明的一实施例,所述第二区域可以具有以规定的弯曲角度弯曲的形状。
根据本发明的一实施例,所述合金管件可以利用包含镍钛(Ni-Ti)合金、铜锌(Cu-Zn)合金、金镉(Au-Cd)合金和铟铊(In-TI)合金中的任一种的合金制成。
根据本发明的另一个方面,提供一种包括合金管件的鼻窦手术器械。
根据本发明的一实施例,所述合金管件可以包括:第一区域及第三区域,在进行手术的工作温度下具有奥氏体相;以及第二区域,在所述工作温度下具有马氏体相,第三区域的一端部与切割构件结合,且所述第一区域至第三区域具有发生从低温侧马氏体相到高温侧奥氏体相的相变的相变温度。此时,所述第二区域的相变温度高于所述第一区域及第三区域的相变温度。
根据本发明的又一方面,提供一种具有优异的局部弯曲性的管件的制造方法。
根据本发明的一实施例,所述方法可以包括如下步骤:准备被划分为第一区域和第二区域的经过冷加工的合金管件;以规定的弯曲角度弯曲所述管件的所述第二区域的至少一部分;以及仅对所述管件的所述第二区域局部地进行热处理,以使所述第二区域具有马氏体相。
根据本发明的一实施例,为了使所述第二区域发生从低温侧马氏体相到高温侧奥氏体相的相变而执行所述热处理步骤,所述第二区域的发生相变的温度可以高于执行所述第二区域的弯曲操作的温度(工作温度)。
根据本发明的一实施例,可以包括如下步骤:准备被划分为第一区域、第二区域和第三区域的经过冷加工的合金管件;以规定的弯曲角度弯曲所述管件的所述第二区域的至少一部分;以第一温度对所述管件的全部区域进行第一热处理,以使所述管件具有奥氏体相;以及,仅对所述管件的所述第二区域局部地进行第二热处理,以使所述第二区域具有马氏体相。
根据本发明的一实施例,为了使经过热处理的区域发生从低温侧马氏体相到高温侧奥氏体相的相变而执行所述第一热处理步骤及第二热处理步骤,所述第二区域的相变温度高于所述第一区域或第三区域的相变温度。
根据本发明的一实施例,可以包括:将合金冷加工为管状,以准备被划分为第一区域、第二区域和第三区域的直线状的管件;以规定的弯曲角度弯曲所述管件的所述第二区域的至少一部分;仅对所述管件的所述第二区域局部地进行第一热处理,以使所述第三区域具有奥氏体相;以及仅对所述管件的所述第二区域局部地进行第二热处理,以使所述第二区域具有马氏体相。
根据本发明的一实施例,为了使经过热处理的区域发生从低温侧马氏体相到高温侧奥氏体相的相变而执行所述第一热处理步骤及第二热处理步骤,所述第二区域的发生相变的温度可以高于执行所述第二区域的弯曲操作的温度(工作温度)。
根据本发明的一实施例,还可以包括:仅将所述管件的所述第三区域局部地冷却至低于所述第一相变温度的低温;对冷却的所述第三区域的一端进行扩管,以与切割构件结合;以及将所述第三区域升温至高于所述第一相变温度的温度。
根据本发明的一实施例,所述合金管件可以利用包含镍钛(Ni-Ti)合金、铜锌(Cu-Zn)合金、金镉(Au-Cd)合金和铟铊(In-TI)合金中的任一种的形状记忆合金制成。
有益效果
根据如上所述形成的本发明的一实施例,仅在管件的特定区域自由弯曲,因此操作者可以根据操作环境多样地调节管件的弯曲角度。因此,本发明可适用于需要弯曲时通过操作者自由弯曲而使用的所有用途。例如,当将管件用作鼻窦手术器械时,用一个管件即能容易地根据患者的体型或鼻窦类型,将弯曲角度调节为各种进入角度,从而使插入鼻窦的管件的位置准确与目标匹配,从而可以起到进一步方便患者治疗的作用。
作为另一例,可以提供一种具有优异的局部弯曲性的管件,除了医疗用手术器械之外,还可以在各种工作现场以各种方式使用,例如用作用于插入构件的引导构件,以将电线或各种构件插入于手无法触及的位置。
当然,本发明的范围不受上述效果限制。
附图说明
图1是简要示出本发明的一实施例的具有优异的局部弯曲性的管件的剖视图。
图2是简要示出本发明的另一实施例的具有优异的局部弯曲性的管件的剖视图。
图3是示出图1和图2的具有优异的局部弯曲性的管件的各区域的相变温度的图表。
图4至图6是按步骤示出具有优异的局部弯曲性的管件的制造过程的剖视图。
图7至图10示出具有优异的局部弯曲性的管件的制造例的结果。
附图标记说明
110:第一区域
120:第二区域
130:第三区域
100、200:管件
S:切割构件
T:工作温度
Af1:第一相变温度
Af2:第二相变温度
Af3:第三相变温度
最佳实施方式
本发明涉及一种具有优异的局部弯曲性的管件,其为合金管件,包括具有相互不同合金组织的第一区域和第二区域,
所述第一区域在规定的工作温度下为冷加工状态或具有奥氏体相,
所述第二区域在所述工作温度下具有马氏体相,
所述第二区域的屈服应力小于所述第一区域的屈服应力。
具体实施方式
接下来参照附图详细说明本发明的优选实施例。
本发明的实施例是为了向本领域的普通技术人员更完整地解释本发明而提供,以下实施例可以进行多种不同形式的修改,并且本发明的范围不限于以下示例。相反,提供这些实施例是为了使本公开透彻和完整,并将本发明的精神充分传达给本领域的普通技术人员。此外,为了说明的便利和准确性,放大示出了附图中每层的厚度或大小。
在下文中,将参考简要示出本发明的理想实施例的附图来描述本发明的实施例。在附图中,例如,根据制造技术和/或公差(tolerance),可以预期所图示的形状的变形。因此,本发明的精神的实施例不应被解释为限制于本说明书中所示区域的特定形状,而应包括例如由制造引起的形状变化。
图1是简要示出本发明一实施例的管件100的立体图,图2是简要示出本发明另一实施例的管件200的剖视图,图3的(a)和(b)是概念性地示出图1和图2所示的管件100、200的各区域110、120、130的相变温度(phase transformation temperature)的图表。其中,管件100、200中的区域可以指在同一管内具有不同相(phase)并形成边界的区域。另外,所述相变温度是指随着温度升高,低温侧的马氏体相(martensite phase)相变为高温侧的奥氏体相(austenite phase)的温度。
首先,如图1所示,根据本发明的一实施例的管件100为由合金制成的管状,可以包括第一区域110和第二区域120。此时,如图3的(a)所示,第一区域110和第二区域120可以包括具有不同的从马氏体相(M相)到奥氏体相(A相)的相变温度Af的区域。
具体地,管件100可以为镍钛(Ni-Ti)合金,是包含45at%至55at%的镍(Ni)、48at%至55at%的镍、45at%至52at%的镍或50at%至51at%的镍,其余的是钛(Ti)的形状记忆合金。但是,形成管件100的合金并非局限于镍钛(Ni-Ti)合金,可以由具有形状记忆合金的性质的各种合金制成,如铜锌(Cu-Zn)合金、金镉(Au-Cd)合金或铟铊(In-TI)合金。
上述形状记忆合金在具有高温侧奥氏体相的母相和低温侧马氏体相中结晶的排列显著不同,因此具有即使在低温侧对形状施加变形,当以高于规定温度的温度加热时,就能够恢复原本形状(母相)的形状记忆效果。
上述形状记忆效果在通过冷加工成型为管状后在规定温度范围内进行热处理时表现出来,仅进行冷加工的管呈现与普通合金材料相同的应变效果。
管件100形成为直线状以便于操作者弯曲使用,由具有足够刚度以起到支撑体作用的第一区域110和能够在工作温度下自由弯曲的第二区域120构成。此时,第一区域110可以包括管件100的一端部,第二区域120连接于第一区域110且包括管件100的弯曲的另一端部。
其中,工作温度可以是操作者对第二区域120进行弯曲或使用弯曲的管件200进行操作的环境的温度。
图3的(a)概念性地示出图1所示的管件100的各区域的相(phase)以及相变温度。参考图3的(a),第一区域110的相变温度Af1具有低于工作温度T的值,因此,在工作温度T下具有奥氏体相(A相)。而第二区域120的相变温度Af2具有高于工作温度T的值,因此,在工作温度T下具有马氏体相(M相)。
作为变形例,管件100的第二区域120具有马氏体相,第一区域110具有仅经过冷加工而不具有根据温度变化的相变特性的状态。
在工作温度T下具有奥氏体相或通常的冷加工状态的第一区域110具有足够的刚度以供操作者握持并进行操作,或能够另外与握持部结合而使用。相比之下,具有马氏体相的第二区域120具有柔软性,仅通过小的力量也能容易变形,这将在稍后描述的其他实施例中更详细地描述。
作为本发明的另一实施例,当将管件200用作鼻窦手术器械等医疗用管件时,为了进入人体去除炎症等手术部位,可能需要在管件200上安装切割构件S。此时,如图2所示,管件200可以包括起到支撑体作用的第一区域110、能够自由弯曲的第二区域120以及可以插入安装切割构件S的第三区域130。此时,切割构件S可以单独制造并结合于第三区域130的一端,或在第三区域130的一端以锯片状一体地形成。
例如,第一区域110包括管件200的一端部,第三区域包括管件200的另一端部,第二区域120的一端与第一区域110连接且另一端与第三区域130连接,由此可以形成管件200的中间部。此时,由于第二区域120具有在规定的工作温度T下以规定的弯曲角度弯曲的形状,所以整个管件200可以整体形成为弯曲的管状。
上述管件可以包括不同相变温度的区域,以在规定的工作温度T下仅在特定区域容易弯曲。
更具体地,如图3的(b)所示,第一区域110可以在规定的工作温度T下具有奥氏体相(A相)并具有第一相变温度Af1,第三区域130可以具有奥氏体相(A相)并具有第三相变温度Af3。第一区域110的第一相变温度Af1和第三区域130的第三相变温度Af3可以在低于工作温度T的范围内相同或不同。
另外,在工作温度T下可以容易地以规定的弯曲角度弯曲的第二区域120可以在工作温度T下具有马氏体相(M相),并且具有高于第一相变温度Af1和第三相变温度Af3的第二相变温度Af2。此外,第二区域120的屈服应力(或屈服点)可以具有低于第一区域110和第三区域130的屈服应力的值。因此,第二区域120可以形成为比第一区域110和第三区域130更容易发生塑性变形的部分。
例如,当构成管件200的合金是被称为镍钛诺(Nitinol)的镍钛合金时,当在冷态下通过锻造、轧制、挤压、拉拔或拉丝加工等加工为管状后,通过加工硬化增加刚度从而具有不易受外力影响而变形且弹性增大的状态。与加工方法对应地,经过冷加工的管出现晶粒向特定方向延伸或出现组织显微化等显微组织的特性。当对上述经过冷加工的合金后续进行热处理时,伴随着显微组织的变化和合金性能的变化。
例如,当经过冷加工后在规定的温度下进行热处理时,表现出根据加热或冷却而发生相变的合金特性。即,表现出在高于相变温度的温度下具有奥氏体相且在低于相变温度的温度下具有马氏体相的相变特性。根据镍钛合金成分或热处理方法,发生相变的温度可以在零下100℃至零上100℃范围内变化。并且,通过上述热处理可以记忆管件的形状,改变显微组织以赋予超弹性或形状记忆效果的特性。
在上述低于第二相变温度Af2的温度下具有马氏体相的第二区域120可以通过马氏体上的孪晶界面的可逆移动而发生变形。因此,可以感觉到第二区域120变形所需的力量极小且能够柔软地变形,并且当应力去除时会如同普通金属一样保持变形的状态,因此能够容易地形成为需要的形状。此时,以拉伸变形为基准,由于孪晶界面移动能够变形的变形率可达7%~8%左右,变形后将第二区域120加热至高于第二相变温度Af2的温度时,可以发生转变为奥氏体相的相变,同时产生复原至变形之前的形状的形状记忆效果。
对于具有上述形状记忆效果的合金,奥氏体相具有超弹性特性且具有相当大的刚度,而马氏体相具有仅靠低的应力也易变形的机械特性。
因此,如图3所示,当通过调节热处理条件等将管件200的第二区域120的第二相变温度Af2设置为高于工作温度T时,在工作温度T下,第二区域120可具有马氏体相。
当将管件应用于鼻窦手术器械时,工作温度T包括医生局部弯曲管件以进行手术时的温度,即室温,或者直接与管件接触的人体体温,可以具有10℃至50℃的范围,优选地20℃至40℃的范围。
因此,当应用于鼻窦手术器械时,通过使第二区域120在工作温度T下具有马氏体相,从而根据患者鼻窦的角度自由弯曲第二区域120,由此可以容易地将管件200形成为需要的弯曲形状。换言之,因为作为患者体温的工作温度T低于第二区域120的第二相变温度Af2,因此能够自由弯曲具有马氏体相的第二区域120。
作为另一例,当在各种工作现场使用时,例如用作将电线(Electric wire)或各种构件插入操作者的手无法触及的位置的插入构件用引导部件时,可以设置为与作为操作者的操作环境的室温相似的范围内。
此时,即使管件200的全部区域110、120、130在工作温度T下形成为马氏体相,也能执行最小限度的期望的弯曲操作。然而,如果在管件200的全部区域110、120、130自由发生变形,则在第一区域110或第三区域130也发生变形,难以按照期望的角度使第二区域120变形,并且当将管件200插入人体时,容易在第一区域110或第三区域130发生不必要的变形,反而有可能降低患者治疗等的工作效率。
因此,如图3所示,除了需要自由弯曲的第二区域120之外,可以将第一区域110和第三区域120的第一相变温度Af1和第三相变温度Af3设置为低于工作温度T,使第一区域110和第三区域130可以具有在工作温度T下不易发生变形的奥氏体相。
因此,根据管件200的每个区域110、120、130根据其作用赋予不同的特性,从而可以将在工作温度T下具有奥氏体相的第一区域110用作手柄或与手持件连接的部位,将具有马氏体而容易变形的第二区域120用作调节弯曲角度的部位,将具有奥氏体相的第三区域130用作与具有锯片的切割构件S结合或接合的部位。
作为变形例,管件200的第二区域120可以具有马氏体相,第一区域110和第三区域130中任意一个以上可以具有在工作温度下经过冷加工的状态。此时,经过冷加工的区域也可以通过加工硬化具有最小限度的刚度。
接下来详细说明上述的具有优异的局部弯曲性的管件200的制造方法。
图4至图6是按步骤示出具有优异的局部弯曲性的管件200的制造过程的剖视图,图7示出具有优异的局部弯曲性的管件的实际产品。
首先,如图4所示,可以将镍钛(Ni-Ti)等具有形状记忆效果的合金冷加工为管状,以准备被划分为第一区域110、第二区域120和第三区域130的直线状的管件。上述管件200可以通过锻造、轧制、挤压、拉拔或拉丝等在冷态下进行加工,可以整体形成为直线状的管状。此时,管件200为仅经过冷加工的状态,因此可以如普通合金一样具有相当大的刚度。
然后,如图5所示,在对管件200进行热处理之前,可以以规定的弯曲角度弯曲管件200的第二区域120的至少一部分。此时,可以考虑用户需要的弯曲角度范围来设置第二区域120的弯曲角度。例如,当弯曲直线状态的管件200时,可以在不损坏管件200的横截面积的情况下在大约100度的范围内弯曲。即,当管件200的期望弯曲角度范围为0度至120度时,通过在对管件200进行热处理之前以大约40度的弯曲角度弯曲第二区域120,从而能够适应所有需要的弯曲角度范围。
此外,除了需要自由弯曲的管件200的第二区域120之外,对于起到支撑作用或与切割构件S结合而需要不会轻易变形的刚度的第一区域110和第三区域130,不进行热处理而保持冷加工状态,或通过热处理将相变温度设置为低于工作温度T而可以在工作温度T下保持超弹性状态。
例如,第一区域110和第三区域130可保持冷加工状态,而仅对管件200的第二区域120局部地进行规定的热处理,以使第二区域120具有高于工作温度T的第二相变温度Af2。例如,镍钛合金的所述热处理温度可以具有400℃至450℃的范围。第二区域120的热处理可以是使用激光的局部加热,或仅将第二区域120部分容纳在热处理腔室中的局部加热。但热处理方法不限于此,可以应用能够仅对第二区域120局部地加热而进行热处理的各种热处理方法。
因此,管件200的第二区域120具有高于工作温度T的第二相变温度Af2,从而可以在工作温度T下具有马氏体相。此时,第一区域110和第三区域130为仅经过冷加工的状态,因此可以如普通合金一样具有相当大的刚度。
因此,管件200的第二区域120表现出稍微施加力量即可轻易变形且即使去除该力量也能维持变形的行为,相反,第一区域110和第三区域130表现出即使施加力量也不轻易变形且去除该力量后快速恢复原状的僵硬(stiff)的行为,从而在操作者握持具有极大刚度的第一区域110或第三区域130,或将它们与其他握持体结合的状态下,可以自由弯曲具有马氏体相而能够轻易变形的第二区域120。当不将切割构件S插入第三区域130,而是直接对第三区域130进行加工而制造切割构件S的情况下可以使用上述方法。
当将切割构件S插入并结合到第三区域130的情况下,为了易于插入切割构件S,可能需要对第三区域130进行热处理。
例如,可以以第一温度对管件200的全部区域110、120、130进行初次热处理,以使冷加工后第二区域120以规定的弯曲角度弯曲的管件200整体具有低于工作温度T的第一相变温度Af1。随后,仅对管件200的第二区域120局部地以第二温度进行二次热处理,以使第二区域120具有高于工作温度T的第二相变温度Af2,从而可以重置第二区域120的相变温度。此时,当管件200为镍钛合金时,根据其成分,初次热处理温度可以具有500℃至550℃的范围,二次热处理温度可以具有350℃至450℃的范围。
然后,如图6所示,可以仅将管件200的第三区域130局部地冷却至低于第一相变温度Af1的低温,从而使第三区域130具有马氏体相。然后,可以对被冷却而具有马氏体相从而容易变形的第三区域130的一端进行扩管,而结合切割构件S。此时,插入第三区域130的切割构件S的插入部位的外径可以稍微大于扩管前的第三区域130的内径。
然后,将第三区域130升温至高于第一相变Af1的温度,随着扩管的第三区域130的一端再次缩小,能够以过盈配合的形式牢固地固定切割构件S。此时,虽然可以单独加热使冷却的第三区域130升温,但将相变温度设置为低于室温时,仅通过放置于室温也足够使第三区域130升温。
作为变形例,制造包括第一区域110和第二区域120的管件100时,除在第三区域130执行的上述操作之外实质上执行相同的操作,因此省略制造方法的详细描述。
接下来,为帮助理解本发明将对制造例进行说明。下述的制造例是为了帮助理解本发明而举出的例子,本发明不限于以下的制造例。
[制造例1]
准备经过冷加工的50.2at%Ni-Ti合金的直线管件。在将管件的一部分弯曲30度左右将其变形的状态下,在350℃以上的温度下仅对弯曲的部分(第二区域)进行热处理。热处理后,经过热处理的弯曲的部分处于变形的状态,且相变温度为45℃左右,因此在工作温度(室温或体温)下处于马氏体状态。
图7示出通过制造例1制造而成的管件。当使弯曲的部分变形时,表现出柔软变形的行为,未经过热处理的其余部分仍处于冷加工的状态,表现出极强的行为。在图7中,在第一区域和第三区域所对应的部分中,作为经过冷加工的合金的机械特性,还示出了表示弹性的应变率图。此外,在第二区域所对应的区域也示出了即使在低的应力下也能发生塑性变形的应变率图。
[制造例2]
准备经过冷加工的50.6at%Ni-Ti合金的直线状管。将管件的一部分弯曲40度左右将其变形后,在500℃下对整个管件进行5分钟以上的热处理。热处理后,相变温度为15℃左右,低于具有室温或体温范围的工作温度,因此变形时,整个管件表现出超弹性行为。
此时,当在450℃左右的温度下仅对弯曲的部分进行热处理时,相变温度上升,经过进一步热处理的部分即弯曲的部分表现出柔软变形行为,其余部分表现出超弹性行为。这是在450℃的温度下加热时产生Ni4Ti3沉淀物,因此基底的Ni浓度降低从而相变温度升高的结果。结果,管件表现出具有如图8所示的行为的特性。在图8中,第一区域和第三区域所对应的部分中,还示出了表示超弹性特性的应变率图。使这样的管件变形时,如图9所示,弯曲的部分可以容易地调节为各种角度。
之后执行将切割构件插入第三区域所对应的部分的步骤。管件的内径为3.6mm,因此准备与之相比稍大的直径为3.7mm的不锈钢锯片。仅对第三区域所对应的部分局部地冷却,将温度降至室温以下后对管的端部的入口进行扩管。然后,插入准备好的切割构件之后再次升温至室温。管的内径在室温下缩小而收紧切割构件,因此以极强的结合力结合。图10示出结合切割构件之后的结果。
参照附图中的实施例描述了本发明,但这仅为示例性的,应当理解,本发明所属技术领域的普通技术人员可以由此得到各种变形及等同的其他实施例。因此,本发明真正的技术保护范围应以所附权利要求书的技术精神为准。
产业上的可利用性
本发明可适用于在需要弯曲时通过操作者自由弯曲而使用的所有用途,因此可以在各种工作现场以各种方式使用。
Claims (19)
1.一种具有优异的局部弯曲性的管件,其为合金管件,包括具有相互不同的合金组织的第一区域和第二区域,其中,
所述第一区域在规定的工作温度下处于冷加工状态或具有奥氏体相,
所述第二区域在所述工作温度下具有马氏体相,
所述第二区域的屈服应力小于所述第一区域的屈服应力。
2.根据权利要求1所述的具有优异的局部弯曲性的管件,其中,
当所述第一区域具有奥氏体相时,所述第一区域具有第一相变温度,
所述第二区域具有高于所述第一相变温度的第二相变温度,
所述第一相变温度及第二相变温度是发生从低温侧马氏体相到高温侧奥氏体相的相变的温度。
3.根据权利要求2所述的具有优异的局部弯曲性的管件,其中,
所述第一相变温度是低于所述工作温度的温度,
所述第二相变温度是高于所述工作温度的温度。
4.根据权利要求1所述的具有优异的局部弯曲性的管件,其中,
所述第一区域包括所述管件的一端部,
所述第二区域形成为连接于所述第一区域,并包括所述管件的另一端部。
5.根据权利要求1所述的具有优异的局部弯曲性的管件,其中,
还包括第三区域,其在规定的工作温度下处于冷加工状态或具有奥氏体相,
所述第一区域包括所述管件的一端部,
所述第三区域包括所述管件的另一端部,
所述第二区域形成为一端与所述第一区域连接且另一端与所述第三区域连接,以形成所述管件的中间部。
6.根据权利要求5所述的具有优异的局部弯曲性的管件,其中,
所述第三区域具有第三相变温度,
所述第三相变温度低于所述工作温度。
7.根据权利要求6所述的具有优异的局部弯曲性的管件,其中,
所述第三相变温度与第一相变温度相同。
8.根据权利要求5所述的具有优异的局部弯曲性的管件,其中,
形成所述管件的另一端部的所述第三区域的一端与切割构件结合。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的具有优异的局部弯曲性的管件,其中,
所述工作温度的范围为10℃至50℃。
10.根据权利要求9所述的具有优异的局部弯曲性的管件,其中,
所述管件是构成鼻窦手术器械的构件。
11.根据权利要求1所述的具有优异的局部弯曲性的管件,其中,
所述管件包括用于插入电线的导管构件。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的具有优异的局部弯曲性的管件,其中,
所述第二区域具有以规定的弯曲角度弯曲的形状。
13.根据权利要求1至10中任一项所述的具有优异的局部弯曲性的管件,其中,
所述合金管件利用包含镍钛合金、铜锌合金、金镉合金和铟铊合金中的任一种的合金制成。
14.一种鼻窦手术器械,其包括合金管件,其中
所述合金管件包括:
第一区域及第三区域,在进行手术的工作温度下具有奥氏体相;以及
第二区域,在所述工作温度下具有马氏体相,
第三区域的一端部与切割构件结合,
且所述第一区域至第三区域具有发生从低温侧马氏体相到高温侧奥氏体相的相变的相变温度,
所述第二区域的相变温度高于所述第一区域及第三区域的相变温度。
15.一种具有优异的局部弯曲性的管件的制造方法,包括如下步骤:
准备被划分为第一区域和第二区域的经过冷加工的合金管件;
以规定的弯曲角度弯曲所述管件的所述第二区域的至少一部分;
仅对所述管件的所述第二区域局部地进行热处理,以使所述第二区域具有马氏体相,
其中,为了使所述第二区域发生从低温侧马氏体相到高温侧奥氏体相的相变而执行所述热处理步骤,
发生相变的温度高于执行所述第二区域的弯曲操作的工作温度。
16.一种具有优异的局部弯曲性的管件的制造方法,包括如下步骤:
准备被划分为第一区域、第二区域和第三区域的经过冷加工的合金管件;
以规定的弯曲角度弯曲所述管件的所述第二区域的至少一部分;
以第一温度对所述管件的全部区域进行第一热处理,以使所述管件具有奥氏体相;
仅对所述管件的所述第二区域局部地进行第二热处理,以使所述第二区域具有马氏体相,
其中,为了使经过热处理的区域发生从低温侧马氏体相到高温侧奥氏体相的相变而执行所述第一热处理步骤及第二热处理步骤,
所述第二区域的相变温度高于所述第一区域或第三区域的相变温度。
17.一种具有优异的局部弯曲性的管件的制造方法,包括如下步骤:
将合金冷加工为管状,以准备被划分为第一区域、第二区域和第三区域的直线状的管件;
以规定的弯曲角度弯曲所述管件的所述第二区域的至少一部分;
仅对所述管件的所述第二区域局部地进行第一热处理,以使所述第三区域具有奥氏体相;以及
仅对所述管件的所述第二区域局部地进行第二热处理,以使所述第二区域具有马氏体相,
其中,为了使经过热处理的区域发生从低温侧马氏体相到高温侧奥氏体相的相变而执行所述第一热处理步骤及第二热处理步骤,
所述第二区域的发生相变的温度高于执行所述第二区域的弯曲操作的工作温度。
18.根据权利要求17所述的具有优异的局部弯曲性的管件的制造方法,其中,还包括如下步骤:
仅将所述管件的所述第三区域局部地冷却至低于所述第一相变温度的低温;
对冷却的所述第三区域的一端进行扩管,以与切割构件结合;以及
将所述第三区域升温至高于所述第一相变温度的温度。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的具有优异的局部弯曲性的管件的制造方法,其中,
所述合金管件利用包含镍钛合金、铜锌合金、金镉合金和铟铊合金中的任一种的合金制成。
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