DE19750606A1 - Verfahren zur Wärmebehandlung und Temperung von chirurgischen Nadeln - Google Patents
Verfahren zur Wärmebehandlung und Temperung von chirurgischen NadelnInfo
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Description
Diese Erfindung betrifft das Fachgebiet der Wärmebehandlungs
verfahren, insbesondere ein Wärmebehandlungsverfahren für
chirurgische Nadeln aus rostfreiem Stahl.
Herkömmliche chirurgische Nadeln werden gewöhnlich aus rost
freien Stählen hergestellt. Die verwendeten Typen von rost
freiem Stahl umfassen die Typen 420SS, 455SS, 302SS und ge
wisse geschützte Legierungen, wie sie im US-Patent Nr.
5.000.912 offenbart werden, auf das hiermit Bezug genommen
wird. Die rostfreie Stahllegierung vom Typ 420SS wird gewöhn
lich als ein martensitischer rostfreier Stahl bezeichnet,
während die rostfreie Stahllegierung als ein austenitischer
rostfreier Stahl bezeichnet wird. Die rostfreie Stahllegie
rung vom Typ 455SS sowie die oben genannten geschützten Le
gierungen werden gewöhnlich als martensitisch härtbare oder
ausscheidungshärtbare rostfreie Stähle bezeichnet.
Bei einem herkömmlichen Herstellungsverfahren chirurgischer
Nadeln wird Draht von einer Spule abgespult, gerichtet und
dann zu Nadelrohlingen geschnitten. Wahlweise kann der Draht
beim Abspulen von der Spule auf einen feineren Durchmesser
ausgezogen werden. Die Nadelrohlinge werden dann einer Reihe
herkömmlicher Formungs-, Schleif- und Formgebungsprozesse un
terzogen, um chirurgische Nadeln mit distalen Einstechpunkten
und proximalen Nahtmaterial-Befestigungsbereichen (beispiels
weise entweder Kanäle oder gebohrte Löcher) herzustellen. Die
Nadeln können angespitzt sein und Schneidkanten aufweisen.
Herkömmliche chirurgische Nadeln sind gewöhnlich durch Biegen
der Nadelrohlinge gekrümmt, sie können jedoch auch gerade
ausgebildet sein oder auch eine Anordnung aus einem geraden
und einem gebogenen Abschnitt aufweisen. Typische Bereiche
der chirurgischen Nadeln sind abgeflacht, um das Greifen der
Nadeln mit herkömmlichen Nadelhalte-Instrumenten zu erleich
tern.
Es ist bekannt, daß rostfreie Stahlnadeln, die aus martensi
tischem Stahl des Typs 450SS sowie aus martensitisch härtba
ren Sorten rostfreien Stahls hergestellt sind, nach dem Her
stellungsprozeß wärmebehandelt werden müssen, um die Festig
keit der Nadel zu verbessern. Beim Typ 450SS verwandelt die
Wärmebehandlung die Struktur in Martensit. Während dieser Um
wandlung wächst die mechanische Festigkeit solcher Nadeln aus
martensitischem rostfreiem Stahl, was von einer Abnahme der
Duktilität begleitet wird. Um die Duktilität wärmebehandelter
chirurgischer Nadeln, die aus martensitischem rostfreiem
Stahl des Typs 450SS hergestellt sind, zu verbessern, werden
die Nadeln anschließend getempert.
Es gibt verschiedene Verfahren und Prozesse zur Wärmebehand
lung martensitischer rostfreier Stahllegierungen vom Typ
450SS. Die Wärmebehandlung kann unter Anwendung eines her
kömmlichen Verfahrens in einem herkömmlichen kontinuierlichen
Bandofen durchgeführt werden, wo die chirurgischen Nadeln
durch eine heiße Zone mit Reaktionstemperatur geführt werden.
Bei diesem Verfahren wird die Temperatur der chirurgischen
Nadeln auf die Reaktionstemperatur in der heißen Zone erhöht.
Dann durchlaufen die Nadeln eine kühlere Zone, wo die Phasen
umwandlung erfolgt. Dieser Vorgang erfolgt gewöhnlich unter
einer Schutzgasatmosphäre von Stickstoff, Wasserstoff oder
einem inerten Gas.
Chirurgische Nadeln aus rostfreiem Stahl vom Typ 450SS können
auch als Stapel in einem Ofen behandelt werden. Auch dieser
Prozeß kann in einer Schutzgasatmosphäre von Stickstoff, Was
serstoff oder einem inerten Gas erfolgen.
Bei beiden oben erwähnten, herkömmlichen Verfahren werden die
Nadeln nach dem Wärmebehandlungsschritt zu Beginn in einem
separaten Ofen bei einer niedrigeren Temperatur getempert.
Dies kann in Luft oder unter einer Atmosphäre von Stickstoff
oder einem Inertgas erfolgen.
Dagegen ist das Wärmebehandlungsverfahren (von den Metallur
gen als Altern bezeichnet) für chirurgische Nadeln aus mar
tensitisch härtbarem rostfreiem Stahl, wie beispielsweise aus
der rostfreien Stahllegierung 455SS, ein einstufiger Prozeß.
Die chirurgischen Nadeln aus martensitisch härtbarem rost
freiem Stahl werden auf eine bestimmte Temperatur erwärmt und
auf dieser Temperatur über einen Zeitraum gehalten. Das Al
tern kann in Luft, unter einer Atmosphäre von Stickstoff oder
einem Inertgas erfolgen.
Obwohl die herkömmlichen Verfahren zur Wärmebehandlung und
Temperung chirurgischer Nadeln aus martensitischem rostfreiem
Stahl solche Nadeln mit der gewünschten Duktilität und Fe
stigkeit ergeben, sind mit diesen Verfahren bestimmte Nach
teile verbunden. Zu den Nachteilen gehört die Entnahme der
Nadeln aus dem Wärmebehandlungsofen, das Lagern derselben und
dann ihre Temperung in einem separaten Temperofen. Es ist un
praktisch, für beide Prozesse die gleiche Ausrüstung zu ver
wenden, weil die zum Abkühlen des Wärmebehandlungsofens auf
die Tempertemperatur erforderliche Zeit übermäßig lang ist,
was zu nicht akzeptablen Zeitverlusten führt. Ein zusätzli
cher Nachteil der herkömmlichen Verfahren ist die Notwendig
keit, von den Nadeln Verfärbungen infolge Oxidation zu ent
fernen. Dies trifft insbesondere für chirurgische Nadeln zu,
die in Luft getempert oder gealtert wurden, aber auch unter
Stickstoff oder Inertgas kann es zu einer gewissen Oxidation
kommen. Dies ist gewöhnlich auf die Anwesenheit von Verunrei
nigungen auf den Nadeln oder von Feuchtigkeit im Gas zurück
zuführen. Das herkömmliche Wärmebehandlungsverfahren hält die
chirurgischen Nadeln während des ganzen Zyklus von Wärmebe
handlung und Temperung unter Vakuum, wodurch eine Verunreini
gung der chirurgischen Nadeln während der Handhabung oder die
Oxidation während der Temperung nicht zugelassen werden.
Zusätzlich können herkömmliche bekannte und angewandte Wärme
behandlungsverfahren zur Wärmebehandlung chirurgischer Nadeln
aus einer martensitischen rostfreien Stahllegierung, wobei
die rostfreien Stähle für eine längere Zeit bei erhöhten Tem
peraturen unter Vakuum gehalten werden, einen Verlust des Le
gierungselementes Chrom verursachen. Dies hat typischerweise
die Auswirkung einer Verminderung der Korrosionsbeständigkeit
der chirurgischen Nadel beim Gebrauch.
Demzufolge gibt es auf diesem Fachgebiet Forderungen nach
verbesserten Wärmebehandlungs- und Temperverfahren, welche
diese und andere Nachteile herkömmlicher Wärmebehandlungs-
und Temperverfahren beseitigen.
Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, ein neues Verfah
ren zu schaffen, welches es ermöglicht, martensitische chir
urgische Nadeln in einem einzigen durchgehenden Prozeß wärme
zubehandeln und zu tempern.
Eine zusätzliche Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Wärme
behandlungs- und Temperverfahren zu schaffen, welches den
Verlust von Legierungselementen, wie beispielsweise Chrom,
verhindert, der ansonsten auftritt, wenn die chirurgischen
Nadeln bei einer hohen Temperatur für einen längeren Zeitraum
einem Vakuum ausgesetzt werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein
Wärmebehandlungs- und Temperverfahren für chirurgische Nadeln
zu schaffen, welches auch einen Reinigungsschritt umfaßt.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es,
ein Wärmebehandlungs- und Temperverfahren zu schaffen, wel
ches die Verunreinigung chirurgischer Nadeln während des Pro
zesses minimiert bzw. ausschließt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es
schließlich noch, ein Wärmebehandlungs- und Temperverfahren
zu schaffen, welches eine wirksamere Wärmebehandlung ergibt.
Dementsprechend wird ein Verfahren zur Wärmebehandlung und
Temperung chirurgischer Nadeln aus martensitischem rostfreiem
Stahl offenbart. Das Verfahren umfaßt die folgenden Schritte:
Einbringen der chirurgischen Nadeln in die Kammer eines
Ofens. Als nächstes werden die Nadeln bei Raumtemperatur über
einen ausreichenden Zeitraum einem Vakuum ausgesetzt, um die
Oberflächen der Nadeln wirksam zu reinigen bzw. flüchtige
Verunreinigungen von ihnen zu entfernen. Als nächstes werden
die Nadeln im Vakuum über einen ausreichenden Zeitraum auf
eine ausreichende Temperatur erwärmt, wobei das Vakuum auf
einem ausreichenden Druck gehalten wird, um zusätzliche Ver
unreinigungen wirksam zu entfernen. Dann wird der Druck auf
etwa 1 Torr (133 Pa) erhöht und auf 1032°C aufgeheizt. Dann
werden die Nadeln im Ofen über einen ausreichenden Zeitraum
auf einer ausreichenden Temperatur gehalten, um eine wirksame
Wärmebehandlung der Nadeln durch eine Phasenumwandlung der
Nadeln im wesentlichen in die Martensitphase durchzuführen.
Nach der Wärmebehandlung werden die Nadeln durch Auffüllen
mit einem Inertgas zur Erzielung einer Temperatur, welche ge
ringer ist als jene, bei welcher die Martensitreaktion er
folgt, beispielsweise auf etwa 80°C abgekühlt. Bei oder nahe
80°C können Nadeln unter einer Inertatmosphäre gehalten oder
wiederum ein Vakuum angelegt werden. Der Druck des Wiederauf
füllungsgases kann zwischen 760 und 4560 Torr (1 bis 6 bar,
0,101 bis 0,608 MPa) variieren. Die chirurgischen Nadeln wer
den auf eine ausreichende Temperatur erwärmt und über einen
ausreichenden Zeitraum auf dieser Temperatur gehalten, um
dieselben wirksam zu tempern. Nach dem Tempern werden die Na
deln abgekühlt und aus dem Ofen entnommen.
Die oben genannten sowie weitere Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung
und die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
Fig. 1 ist ein schematisches Flußdiagramm des Wärmebehand
lungsverfahrens nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine graphische Darstellung eines bevorzugten Wär
mebehandlungszyklus des Verfahrens nach der vorliegenden Er
findung.
Ein schematisches Flußdiagramm des Verfahrens nach der vor
liegenden Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Unbehandelte
chirurgische Nadeln 10 aus einer martensitischen rostfreien
Stahllegierung werden in die Kammer 21 eines Ofens 20 einge
geben. Der Wärmebehandlungsofen 20 kann ein herkömmlicher
Ofen sein, der sowohl Überdruck als auch Vakuum widersteht.
Ein typischer Ofen 20 soll ein inneres Vakuum von mindestens
1 × 10-4 Torr (0,013 Pa) und einen Innendruck bis etwa 4560
Torr (0,608 MPa) aushalten. Vorzugsweise wird der Ofen 20
durch elektrische Heizelemente beheizt, obwohl auch jegliche
andere herkömmliche Wärmequelle und jegliche Heizelemente
verwendet werden können. Nachdem die Nadeln 10 in der Kammer
21 des Ofens 20 befestigt worden sind, wird die Innenkammer
21 mittels einer Vakuumpumpe 30 durch ein Rohr 35 evakuiert
und ein Vakuum erzeugt. Die Nadeln 10 werden dem Vakuum bei
Raumtemperatur über einen ausreichenden Zeitraum ausgesetzt,
um dieselben wirksam zu reinigen. Typischerweise liegt die
Zeit zwischen etwa 1 Minute und etwa 20 Minuten, insbesondere
zwischen etwa 2 Minuten und etwa 10 Minuten und vorzugsweise
zwischen etwa 3 Minuten und etwa 5 Minuten. Das Vakuum in der
Kammer 21 soll ausreichen, um alle flüchtigen Oberflächenver
unreinigungen auf den Nadeln 10 wirksam zu verflüchtigen. Ty
pischerweise wird das Vakuum zwischen etwa 2 × 10-2 und etwa
1 × 102 Torr (etwa 2,67 und etwa 1,33 Pa), insbesondere zwi
schen etwa 2 × 10-3 und etwa 1 × 10-3 Torr (etwa 0,26 und etwa
0,13 Pa) und vorzugsweise zwischen etwa 2 × 10-4 und etwa 1 ×
10-4 Torr (etwa 0,026 und etwa 0,013 Pa) liegen. Beispiele
für flüchtige Oberflächenverunreinigungen, welche durch den
Reinigungsprozeß entfernt werden können, sind herkömmliche
Verunreinigungen aus dem Herstellungsprozeß der Nadeln, wie
beispielsweise Schmieröle, Fette und dergleichen.
Der Fachwelt ist bekannt, daß Verunreinigungen, wie Fette und
Öle, sich bei unterschiedlichen Temperaturen verflüchtigen.
Durch das Erwärmen der chirurgischen Nadeln unter Vakuum nach
der anfänglichen Reinigung bei Raumtemperatur wird jegliches
flüchtige Material, das zuvor nicht entfernt wurde, nun ent
fernt.
Nach dem Nadelreinigungsschritt zu Beginn wird die Temperatur
in der Innenkammer 21 mit konstanter Anstiegsgeschwindigkeit
auf ein ausreichendes Niveau gesteigert, um weitere flüchtige
Stoffe von den chirurgischen Nadeln zu entfernen, wobei das
Vakuumniveau vom Anfangsschritt beibehalten wird. Diese Tem
peratur liegt unter der Reaktionstemperatur des rostfreien
Stahls vom Typ 420SS. Während dieses Schrittes liegt die Tem
peratur typischerweise zwischen etwa 625°C und etwa 775°C,
insbesondere zwischen etwa 650°C und 750°C und vorzugsweise
zwischen etwa 675°C und 725°C. Die Nadeln werden dieser
Temperatur und dem Vakuum über einen ausreichenden Zeitraum
ausgesetzt, um dieselben wirksam zu reinigen. Dieser Zeitraum
liegt typischerweise zwischen etwa 1 Minute und etwa 5 Minu
ten, insbesondere zwischen etwa 2 Minuten und etwa 4 Minuten
und vorzugsweise zwischen etwa 2,5 Minuten und etwa 3,5 Minu
ten.
Wenn dann die gewünschte Temperatur erreicht worden ist, wird
ein nicht reaktives oder inertes Gas 40 durch ein Rohr 45 in
die Kammer 21 eingelassen. Die Inertgase 40, welche verwendet
werden können umfassen Argon, Stickstoff und Helium. Beson
ders bevorzugt wird die Anwendung von Argon. Typischerweise
wird die Kammer 21 auf einen Druck zwischen etwa 1 Torr und
etwa 10 Torr (etwa 133 Pa und etwa 1333 Pa), insbesondere
zwischen etwa 1 Torr und etwa 5 Torr (etwa 133 Pa und etwa
667 Pa) und vorzugsweise maximal auf etwa 1 Torr (133 Pa) ge
bracht. Der Druck in der Kammer 21 wird durch eine herkömmli
che Druckregel- und -steuereinrichtung 50 aufrechterhalten.
Nachdem die Kammer 21 mit Gas 40 unter Druck gesetzt worden
ist, werden die Heizelemente 60 mit Energie versorgt, um das
Gas 40 über einen ausreichenden Zeitraum auf eine ausreichen
de Temperatur zu erwärmen, um die Nadeln einer effektiven
Wärmebehandlung zu unterziehen. Die typische Wärmebehand
lungstemperatur liegt zwischen etwa 1007°C und etwa 1057°C,
insbesondere zwischen etwa 1012°C und etwa 1052°C und vor
zugsweise zwischen etwa 1017°C und etwa 1047°C. Die Behand
lungszeit liegt typischerweise zwischen etwa 1 Minute und et
wa 20 Minuten, insbesondere zwischen etwa 2 und etwa 10 Minu
ten und vorzugsweise zwischen etwa 4 und etwa 6 Minuten. Der
Druck wird auf maximal 1 Torr (133 Pa) gehalten.
Nachdem die Wärmebehandlungsphase beendet ist, wird die Tem
peratur in der Kammer 21 über einen ausreichenden Zeitraum
auf eine ausreichende Temperatur abgesenkt, um die wirksame
Ausbildung der Martensitphase zu ermöglichen. Diese Tempera
tur liegt typischerweise zwischen etwa 60°C und etwa 140°C,
insbesondere zwischen etwa 80°C und etwa 120°C und vorzugs
weise zwischen etwa 60°C und etwa 100°C. Die Zeit über wel
che die chirurgischen Nadeln auf dieser Temperatur gehalten
werden liegt typischerweise zwischen etwa 1 Minute und etwa
20 Minuten, insbesondere zwischen etwa 2 und etwa 10 Minuten
und vorzugsweise zwischen etwa 4 und etwa 6 Minuten. Wenn die
Temperatur der Kammer 21 im bevorzugten Bereich liegt, können
die chirurgischen Nadeln unter der inerten Atmosphäre gehal
ten oder wieder das Vakuum angelegt werden. Der Inertgasdruck
soll mittels des Druckreglers 50 auf 760 Torr (0,101 MPa) ge
halten werden, aber kann typischerweise auch in einem Be
reich zwischen etwa 750 und 770 Torr (etwa 0,100 und 0,103
MPa) liegen. Wenn Vakuum angelegt wird, soll es zwischen etwa
2 × 102 und etwa 1 × 10-2 Torr (etwa 2,67 und etwa 1,33 Pa),
insbesondere zwischen etwa 2 × 10-3 und etwa 1 × 10-3 Torr
(etwa 0,26 und etwa 0,13 Pa) und vorzugsweise zwischen etwa 2
× 10-4 und etwa 1 × 10-4 Torr (etwa 0,026 und etwa 0,013 Pa)
liegen.
Als nächstes wird die Temperatur der Ofenkammer 21 auf die
Tempertemperatur erhöht. Die Nadeln werden in dem Ofen über
einen ausreichenden Zeitraum auf einer ausreichenden Temper
temperatur gehalten, um die Nadeln wirksam zu tempern. Die
Tempertemperatur liegt typischerweise zwischen etwa 200°C
und etwa 264°C, insbesondere zwischen etwa 202°C und etwa
262°C und vorzugsweise zwischen etwa 217°C und etwa 247°C.
Die Temperdauer liegt typischerweise wischen etwa 25 Minuten
und etwa 55 Minuten, insbesondere zwischen etwa 30 Minuten
und etwa 50 Minuten und vorzugsweise zwischen etwa 35 Minuten
und etwa 45 Minuten.
Nach dem Temperschritt werden die wärmebehandelten, getemper
ten Nadeln aus martensitischem rostfreiem Stahl abgekühlt und
aus dem Ofen entnommen. Die Nadeln haben eine saubere Ober
fläche, die im wesentlichen frei von flüchtigen Verunreini
gungen und frei von Verfärbungen ist.
Das folgende Beispiel illustriert die Prinzipien sowie die
praktische Ausführung der vorliegenden Erfindung obwohl sie
nicht darauf beschränkt ist.
Chirurgische Nadeln aus rostfreiem Stahl des Typs 420SS wur
den unter Anwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfin
dung, wie es im Prozeßdiagramm von Fig. 2 dargestellt ist,
wärmebehandelt. Die Nadeln wurden zu Beginn in einen herkömm
lichen Ofen gebracht, welcher sowohl unter Vakuum als auch
unter Überdruck funktionsfähig ist. Der Ofen war mit elektri
schen Widerstandsheizelementen bestückt. Die Ofenkammer wurde
für 1 Minute bei Raumtemperatur auf ein Vakuum von etwa 2 ×
10-4 Torr (0,026 Pa) evakuiert, um flüchtige Oberflächenver
unreinigungen zu entfernen. Dann wurde die Ofentemperatur auf
etwa 700°C erhöht und über etwa 3 Minuten auf dieser Tempe
ratur gehalten, um weitere flüchtige Oberflächenverunreini
gungen zu entfernen. Nach Beendigung der beiden Reinigungs
schritte wurde ein Partialdruck von Argon in die Ofenkammer
eingelassen. Der Partialdruck wurde auf maximal 1 Torr (133
Pa) gehalten. Der Zweck dieses Partialdruckes besteht darin,
zu verhindern, daß bei hohen Temperaturen der Oberfläche der
chirurgischen Nadeln Legierungselemente entzogen werden. Als
die Kammer des Ofens einen Innendruck von 1 Torr (133 Pa) er
reicht hatte, wurde die Temperatur auf die Temperatur der
Martensitreaktion von 1032°C erhöht und diese Temperatur
über 25 Minuten gehalten, um eine gleichmäßige Erwärmung si
cherzustellen. Nach Ablauf dieser 25 Minuten wurde Argongas
in die Kammer eingelassen, um bei einem Druck von 1520 Torr
(0,203 MPa) die Temperatur abzusenken. Unter diesem Druck
nahm die Temperatur der Kammer schnell auf 80°C ab. Als die
chirurgischen Nadeln auf 80°C oder nahe daran abgekühlt wa
ren, wurde wieder Vakuum auf einem Niveau von 2 × 10 Torr an
gelegt und die Kammer auf die Tempertemperatur von 232°C
aufgeheizt und auf diesem Wert unter Vakuum über 40 Minuten
gehalten. Nach der Beendigung des Temperschrittes wurde die
Kammer wiederum mit Argongas bei einem Druck von 1520 Torr
(0,203 MPa) gekühlt. Wenn die chirurgischen Nadeln auf Raum
temperatur oder nahe daran, beispielsweise 60°C, waren, wur
de der Druck auf Atmosphärendruck vermindert und die chirur
gischen Nadeln aus dem Ofen entnommen. Dann wurden die Nadeln
fertig abgekühlt und vom Ofen weggenommen. Unter Anwendung
herkömmlicher Meßgeräte wurde die resultierende endgültige
Zugfestigkeit der Nadeln mit einem Wert von 260.000 psi (1792
MPa) gemessen und die Biegefestigkeit wurde mit 0,30 Zoll-
Pfund (0,034 Nm) geprüft. Die chirurgischen Nadeln hatten ei
nen Durchmesser von 0,018 Zoll (0,46 mm) und wiesen eine gute
Duktilität auf.
Wie oben beschrieben, ist eine Ausführungsform eines Wärmebe
handlungs-Prozeßzyklus nach der vorliegenden Erfindung in
Fig. 2 dargestellt. Die beigefügte Fig. 2 zeigt die Prozeßpa
rameter Druck, Temperatur und Zeit.
Das Wärmebehandlungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung
weist im Vergleich zu den Wärmebehandlungs- und Temperverfah
ren des Standes der Technik viele Vorteile auf. Zu diesen
Vorteilen gehören bessere Wärmeübertragung, gleichmäßige Er
wärmung, die Eignung, Oxidverunreinigungen auf der Oberfläche
der Nadeln zu reduzieren sowie die Eignung, flüchtige Verun
reinigungen wirksamer von den Oberflächen der Nadeln zu ent
fernen. Es wird angenommen, daß das Härten unter einem Druck
von mindestens 1 Torr (133 Pa) eine bessere und effizientere
Wärmeübertragung ergibt.
Zusätzlich werden durch die kontinuierliche Prozeßführung,
bei welcher Wärmebehandlung und Temperung kombiniert sind,
eine gesonderte Handhabung der Nadeln und daraus resultieren
de Schäden derselben vermieden. Außerdem erübrigt sich ein
separater Temperofen. Ferner verlassen die Nadeln den Prozeß
im sauberen Zustand, ohne daß zusätzliche Reinigungsschritte
erforderlich sind. Zusätzlich wird angenommen, daß es verhin
dert wird, daß den Außenflächen der chirurgischen Nadeln Le
gierungselemente entzogen werden.
Obwohl diese Erfindung unter Bezugnahme auf detaillierte Aus
führungsformen derselben dargestellt und beschrieben wurde,
wird der Fachmann verstehen, daß daran zahlreiche Änderungen
in der Form und im Detail vorgenommen werden können, ohne den
Erfindungsgedanken und den Schutzumfang der beanspruchten Er
findung zu verlassen.
Claims (11)
1. Kontinuierliches Verfahren zur Wärmebehandlung und Tempe
rung von chirurgischen Nadeln aus rostfreiem Stahl mit den
Schritten:
zu Beginn Einbringen einer Vielzahl chirurgischer Nadeln aus martensitischem rostfreiem Stahl in einen Ofen mit einer In nenkammer, wo sie bei Raumtemperatur für eine ausreichende Zeit einem ausreichendem Vakuum ausgesetzt werden, um von den Außenflächen der Nadeln flüchtige Oberflächenverunreinigungen wirksam zu entfernen, wobei diese Nadeln Legierungselemente enthalten;
Erhöhen der Kammertemperatur auf einen Wert unter oder gleich 700°C, während ein ausreichendes Vakuum für eine ausreichen de Zeit aufrechterhalten wird, um von den Außenflächen der Nadeln bei höheren Temperaturen flüchtige Oberflächenverun reinigungen wirksam zu entfernen, wobei keine Legierungsele mente entfernt werden;
Einleiten eines Inertgases bei einem Druck größer als oder gleich 1 Torr (133 Pa) in die Kammer, wodurch die Legierungs elemente erhalten bleiben;
Aufheizen des Gases auf eine ausreichende Temperatur und Halten des Gases auf dieser Temperatur bei einem Druck von min destens 1 Torr (133 Pa) über einen ausreichenden Zeitraum, um die Nadeln einer wirksamen Wärmebehandlung zu unterziehen;
Absenken der Temperatur in der Kammer auf eine ausreichend niedere Temperatur, um eine wirksame Ausbildung der Marten sitphase zu ermöglichen;
Erhöhen der Temperatur des Gases auf eine ausreichende Tempe ratur, wobei die Nadeln einem ausreichenden Vakuum ausgesetzt werden, und Halten von Temperatur und Vakuum über einen aus reichenden Zeitraum, um die Nadeln wirksam zu tempern, wäh rend der Kammerdruck auf mindestens 1,0 Torr (133 Pa) gehal ten wird.
zu Beginn Einbringen einer Vielzahl chirurgischer Nadeln aus martensitischem rostfreiem Stahl in einen Ofen mit einer In nenkammer, wo sie bei Raumtemperatur für eine ausreichende Zeit einem ausreichendem Vakuum ausgesetzt werden, um von den Außenflächen der Nadeln flüchtige Oberflächenverunreinigungen wirksam zu entfernen, wobei diese Nadeln Legierungselemente enthalten;
Erhöhen der Kammertemperatur auf einen Wert unter oder gleich 700°C, während ein ausreichendes Vakuum für eine ausreichen de Zeit aufrechterhalten wird, um von den Außenflächen der Nadeln bei höheren Temperaturen flüchtige Oberflächenverun reinigungen wirksam zu entfernen, wobei keine Legierungsele mente entfernt werden;
Einleiten eines Inertgases bei einem Druck größer als oder gleich 1 Torr (133 Pa) in die Kammer, wodurch die Legierungs elemente erhalten bleiben;
Aufheizen des Gases auf eine ausreichende Temperatur und Halten des Gases auf dieser Temperatur bei einem Druck von min destens 1 Torr (133 Pa) über einen ausreichenden Zeitraum, um die Nadeln einer wirksamen Wärmebehandlung zu unterziehen;
Absenken der Temperatur in der Kammer auf eine ausreichend niedere Temperatur, um eine wirksame Ausbildung der Marten sitphase zu ermöglichen;
Erhöhen der Temperatur des Gases auf eine ausreichende Tempe ratur, wobei die Nadeln einem ausreichenden Vakuum ausgesetzt werden, und Halten von Temperatur und Vakuum über einen aus reichenden Zeitraum, um die Nadeln wirksam zu tempern, wäh rend der Kammerdruck auf mindestens 1,0 Torr (133 Pa) gehal ten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Vakuum während
des Reinigungsschrittes zu Beginn etwa 2 × 10-4 Torr (0,027
Pa) beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem die Temperatur wäh
rend des zweiten Reinigungsschrittes zwischen etwa 80°C und
700°C liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem das Vakuum etwa 2 ×
10-4 Torr (0,027 Pa) beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Druck während
des Wärmebehandlungsschrittes zwischen etwa 1,0 Torr und etwa
20,0 Torr (etwa 133 Pa und etwa 2667 Pa) liegt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Druck des zum
Kühlen in die Kammer eingeleiteten Wiederauffüllgases zwi
schen 760 Torr und etwa 4560 Torr (0,101 MPa und 0,608 MPa)
variieren kann.
7. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Temperatur wäh
rend des Wärmebehandlungsschrittes zwischen etwa 1007°C und
1057°C liegt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Temperatur wäh
rend des Temperschrittes zwischen etwa 200°C und etwa 264°C
liegt.
9. Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem die Temperatur etwa
700°C beträgt.
10. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem die Temperatur et
wa 1032°C beträgt.
11. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Druck während
des Wärmebehandlungsschrittes etwa 1,0 Torr (133 Pa) beträgt.
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