DE19750607A1 - Verfahren zur Wärmebehandlung von chirurgischen Nadeln durch Alterung - Google Patents

Verfahren zur Wärmebehandlung von chirurgischen Nadeln durch Alterung

Info

Publication number
DE19750607A1
DE19750607A1 DE19750607A DE19750607A DE19750607A1 DE 19750607 A1 DE19750607 A1 DE 19750607A1 DE 19750607 A DE19750607 A DE 19750607A DE 19750607 A DE19750607 A DE 19750607A DE 19750607 A1 DE19750607 A1 DE 19750607A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature
needles
heat treatment
stainless steel
torr
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19750607A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19750607B4 (de
Inventor
Timothy Sardelis
Douglas Warren Ackerman
William Mcjames
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ethicon Inc
Original Assignee
Ethicon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ethicon Inc filed Critical Ethicon Inc
Publication of DE19750607A1 publication Critical patent/DE19750607A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19750607B4 publication Critical patent/DE19750607B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/26Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for needles; for teeth for card-clothing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/0064Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by temperature changes
    • B08B7/0071Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by temperature changes by heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C21D1/773Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material under reduced pressure or vacuum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2241/00Treatments in a special environment
    • C21D2241/01Treatments in a special environment under pressure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/02Hardening by precipitation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Description

Technisches Fachgebiet
Das Fachgebiet, auf welches sich diese Erfindung bezieht, ist ein Wärmebehandlungsverfahren zur Wärmebehandlung chirurgi­ scher Nadeln, insbesondere chirurgischer Nadeln aus ausschei­ dungshärtbarem rostfreiem Stahl.
Hintergrund der Erfindung
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 im US-Patent Nr. 5.000.912 of­ fenbarten geschützten Legierungen werden gewöhnlich als mar­ tensitisch 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. Typische Bereiche der chirurgischen Nadeln sind abgeflacht, um das Greifen der Nadeln mit herkömmlichen Nadelhalte-Instrumenten zu erleichtern.
Es ist bekannt, daß rostfreie Stahlnadeln, die aus martensi­ tischem Stahl des Typs 420SS sowie aus martensitisch härtba­ ren Sorten rostfreien Stahls hergestellt sind, nach dem Herstellungsprozeß wärmebehandelt werden müssen, um die Festig­ keit der Nadel zu verbessern. Beim Typ 420SS verwandelt die Wärmebehandlung die Struktur in Martensit. Während dieser Um­ wandlung wächst die mechanische Festigkeit solcher Nadeln, was von einer Abnahme der Duktilität begleitet wird. Um die Duktilität wärmebehandelter chirurgischer Nadeln, die aus rostfreiem Stahl des Typs 420SS hergestellt sind, zu verbes­ sern, müssen die Nadeln anschließend getempert werden.
Die Festigkeit ausscheidungshärtbarer Legierungen wird durch einen Vorgang gesteigert, der als Altern bezeichnet wird. Das Altern ist ein thermischer Prozeß, bei welchem das Metall auf eine erhöhte Temperatur gebracht und auf derselben über einen bestimmten Zeitraum gehalten wird. Sowohl die Zeit als auch die Temperatur sind kritische Werte. Wenn die Zeit oder die Temperatur von den optimalen Werten abweichen, wird die Le­ gierung zu wenig oder zu viel gealtert und sie zeigt dann nicht die besten mechanischen Eigenschaften. Die ausschei­ dungshärtbaren Legierungen erfordern, anders als die marten­ sitischen Legierungen, nach dem Altern keine zweite Behand­ lung, weil es hier keine typische gleichzeitige Abnahme der Duktilität gibt.
Chirurgische Nadeln aus ausscheidungshärtbaren Legierungen werden typischerweise in einem Ofen als Stapel gealtert. Die Innenatmosphäre des Ofens kann Luft, ein inertes oder nicht reaktives Gas oder ein Vakuum sein. Das Altern kann auch durch Eintauchen der chirurgischen Nadeln in ein nicht reak­ tives geschmolzenes Salz oder andere flüssige oder feste Me­ dien erfolgen, welche die Alterungstemperatur haben.
Obwohl die herkömmlichen Verfahren zum Altern chirurgischer Nadeln, die aus ausscheidungshärtbaren Legierungen herge­ stellt sind, chirurgische Nadeln mit der gewünschten Duktili­ tät und Festigkeit ergeben, sind mit diesen Verfahren, insbe­ sondere mit den bekannten Vakuumverfahren bestimmte Nachteile verbunden.
Ein Nachteil betrifft die Schwierigkeit, in einem Ofen unter einem hohen Vakuum eine hohe Temperatur zu erreichen. Bei ei­ nem herkömmlichen Vakuumbehandlungszylus wird das Innere des Ofens während der Vakuumphase nur durch Strahlung beheizt, weil es nur wenig oder gar kein leitfähiges Medium für die Wärmeübertragung gibt. Dies ist ein ineffizienter Weg, um den Ofen zu beheizen und Wärme auf die Nadeln zu übertragen. Eine andere Schwierigkeit besteht im gleichzeitigen Aufrechterhal­ ten eines hohen Vakuums und einer hohen Temperatur. Noch ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Oberflächen der chirurgischen Nadeln möglicherweise nicht genügend rein sind, wenn sie in den Ofen eingebracht werden. Das Altern einer chirurgischen Nadel mit schmutziger oder verunreinigter Ober­ fläche kann die Oberflächengüte zerstören, was zu einem weni­ ger leichten Durchdringen des Gewebes mit der Nadel führt. Ein weiterer Nachteil des herkömmlichen Vakuum-Wärmebehand­ lungsverfahrens besteht darin, daß rostfreier Stahl, der bei erhöhter Temperatur für eine längere Zeit unter Vakuum gehal­ ten wird, wie bekannt, einen Verlust an dem Legierungselement Chrom erleidet. Es wird angenommen, daß dies zu einer Vermin­ derung der Korrosionsbeständigkeit beim Gebrauch der chirur­ gischen Nadeln führt.
Es besteht demzufolge auf dem genannten Fachgebiet die Forde­ rung nach einem verbesserten Alterungsverfahren, durch wel­ ches diese Nachteile beseitigt werden.
Offenbarung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, ein neues Verfah­ ren zu schaffen, welches es gestattet, ausscheidungshärtbare chirurgische Nadeln unter Nutzung der Vorteile sowohl einer Vakuum- als auch einer Inertgasatmosphäre zu reinigen und ei­ ner Wärmebehandlung zu unterziehen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Wärmebehandlungsverfahren für chirurgische Nadeln zu schaf­ fen, das auch einen Reinigungsschritt vor dem Alterungs­ schritt umfaßt.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Wärmebehandlungsverfahren zu schaffen, welches eine effi­ zientere Wärmebehandlung ausscheidungshärtbarer chirurgischer Nadeln ermöglicht.
Dementsprechend wird ein neues Verfahren zur Wärmebehandlung von chirurgischen Nadeln aus ausscheidungshärtbarem rostfrei­ em Stahl offenbart. Zu Beginn des Verfahrens werden die chir­ urgischen Nadeln in einen Ofen gebracht. Dann werden die Na­ deln einem Vakuum ausgesetzt. Während sie sich in dem Vakuum befinden, werden die Nadeln über einen ausreichenden Zeitraum auf eine ausreichende Temperatur erwärmt, um flüchtige Verun­ reinigungen wirksam von der Oberfläche der Nadeln zu entfer­ nen bzw. diese zu reinigen, wobei die Temperatur unter der Alterungstemperatur liegt. Wahlweise ist der Innendruck des Ofens während des Reinigungsschrittes gleich dem Atmosphären­ druck. Als nächstes wird ein Inertgas in den Ofen eingelei­ tet. Der Druck des Inertgases beträgt mindestens eine Atmo­ sphäre. Dann wird die Temperatur der Nadeln auf die Alte­ rungstemperatur der Legierung erhöht, indem die Temperatur im Ofen erhöht wird. Wenn die Temperatur erhöht ist, wird der Druck des Inertgases im Ofen bei der Alterungstemperatur auf 760 Torr (1 Atmosphäre; 0,101 MPa) oder darüber gehalten. Die Nadeln werden dann für eine ausreichend lange Zeit auf der Alterungstemperatur gehalten, um eine wirksame Alterungshär­ tung der Nadeln zu erzielen. Dann werden die Nadeln abgekühlt und aus dem Ofen entnommen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in ei­ nem neuen Verfahren zur Wärmebehandlung von chirurgischen Na­ deln aus ausscheidungshärtbarem rostfreiem Stahl. Zu Beginn des Verfahrens werden die chirurgischen Nadeln in einen Ofen gebracht. Dann werden die Nadeln einem Vakuum ausgesetzt. Während sie sich in dem Vakuum befinden, werden die Nadeln über einen ausreichenden Zeitraum auf eine ausreichende Tem­ peratur erwärmt, um flüchtige Verunreinigungen wirksam von der Oberfläche der Nadeln zu entfernen bzw. diese zu reini­ gen, wobei die Temperatur unter der Alterungstemperatur liegt. Als nächstes wird ein Inertgas in den Ofen eingeleitet derart, daß der Innendruck der Ofenkammer unter einer Atmo­ sphäre liegt. Der Druck des Inertgases hängt von der Reini­ gungstemperatur der Nadeln und von der Temperatur ab, bei welcher die Nadeln gealtert werden. Dann wird die Temperatur der Nadeln auf die Alterungstemperatur der Legierung erhöht. Mit der Temperatur wird der Druck des Inertgases im Ofen er­ höht, bis er bei der Alterungstemperatur mindestens 760 Torr (1 Atmosphäre; 0,101 MPa) beträgt. Die Nadeln werden dann für eine ausreichend lange Zeit auf der Alterungstemperatur ge­ halten, um eine wirksame Alterungshärtung der Nadeln zu er­ zielen. Dann werden die Nadeln 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.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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.
Fig. 3 ist eine graphische Darstellung einer anderen Ausfüh­ rungsform eines Wärmebehandlungszyklus des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Wie oben erwähnt, wird das US-Patent Nr. 5.000.912 hier als Ganzes einbezogen und darauf Bezug genommen.
Ein schematisches Flußdiagramm eines Verfahrens nach der vor­ liegenden Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Unbehandelt chirurgische Nadeln 10 werden in die Innenkammer 21 eines Ofens 20 eingebracht. Der Wärmebehandlungsofen 20 kann ein herkömmlicher Ofen sein, der sowohl Überdruck als auch Vakuum standhält. Ein typischer Ofen 20 hält einem inneren Vakuum von 1 × 10-4 Torr (0,013 Pa) und einem Innendruck von etwa 850 Torr bis etwa 4560 Torr (etwa 0,113 MPa bis etwa 0,608 MPa) stand. Vorzugsweise wird der Ofen 20 durch elektrische Heizelemente beheizt, obwohl auch jede andere herkömmliche Wärmequelle bzw. ein solches Heizelement angewandt werden kann. Nachdem die Nadeln 10 innerhalb des Ofens 20 gesichert sind, wird in der Innenkammer 21 mittels einer Vakuumpumpe 30 durch ein Rohr 35 ein Vakuum erzeugt. Wenn die Kammer 21 aus­ reichend bis zur Erreichung des gewünschten Vakuums evakuiert worden ist, wird die Temperatur erhöht und über einen ausrei­ chenden Zeitraum auf einer ausreichenden Höhe gehalten, um die Nadeln 10 wirksam zu reinigen. Typischerweise wird die Temperatur im Bereich von etwa 25°C bis etwa 200°C, insbe­ sondere im Bereich von etwa 50°C bis etwa 200°C und vor­ zugsweise im Bereich von etwa 100°C bis etwa 200°C liegen. Typischerweise liegt die Dauer der Reinigungsphase im Bereich von etwa 1 Minute bis etwa 20 Minuten, insbesondere im Be­ reich von etwa 2 Minuten bis etwa 10 Minuten und vorzugsweise im Bereich von etwa 3 Minuten bis etwa 5 Minuten. Das in der Kammer 21 erzeugte Vakuum soll ausreichen, jegliche Oberflä­ chenverunreinigungen von den Nadeln 10 zu verflüchtigen bzw. die Oberfläche davon zu reinigen. Typischerweise liegt das Vakuum im Bereich von etwa 2 × 10-2 Torr bis etwa 1 × 10-2 Torr (etwa 2,6 Pa bis etwa 1,3 Pa), insbesondere im Bereich von etwa 2 × 10-3 Torr bis etwa 1 × 10-3 Torr (etwa 0,26 Pa bis etwa 0,13 Pa) und vorzugsweise im Bereich von etwa 2 × 10-4 Torr bis etwa 1 × 10-4 Torr (etwa 0,026 Pa bis etwa 0,013 Pa). Die typischerweise auf den Oberflächen von chirurgischen Nadeln befindlichen, aus dem Herstellungsprozeß stammenden Oberflächenverunreinigungen, welche durch diesen Reinigungs­ schritt entfernt werden können, umfassen solche Verunreini­ gungen, wie beispielsweise Schmieröl, andere Schmiermittel und dergleichen aus dem Herstellungsprozeß.
Nachdem die Nadeln 10 gereinigt worden sind, wird die Kammer 21 durch ein Rohr 45 unter Druck gesetzt, vorzugsweise mit einem nicht reaktiven oder inerten Gas 40. Einsetzbare Inert­ gase sind die bereist bisher verwendeten, wie beispielsweise Argon, Stickstoff und Helium. Besonders bevorzugt wir die Verwendung von Argon. Obwohl nicht bevorzugt und falls der Fachmann bereit ist, die zu erwartenden Nachteile gegebenen­ falls zu akzeptieren, könnte auch Luft verwendet werden, um den Ofen unter Druck zu setzen. Typischerweise wird die Kam­ mer auf einen Druck von etwa 532 Torr bis etwa 988 Torr (etwa 0,071 MPa bis etwa 0,132 MPa), insbesondere von etwa 608 Torr bis etwa 912 Torr (etwa 0,081 MPa bis etwa 0,122 MPa) und vorzugsweise von etwa 684 Torr bis etwa 836 Torr (etwa 0,081 MPa bis etwa 0,111 MPa) gebracht. Bei einer bevorzugten Aus­ führungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird die Kammer zu Beginn (vor dem Wärmebehandlungsschritt) auf einen Druck von mindestens einer Atmosphäre (760 Torr; 0,101 MPa) aufgeladen. Der Druck im Hohlraum 21 wird durch einen Druckregler 50 während des Wärmebehandlungsschrittes auf dem gewünschten Niveau gehalten. Bei einer alternativen Ausfüh­ rungsform wird der Druck des Gases 40 in der Kammer 21 derart berechnet, daß der Wärmebehandlungsschritt bei der Wärmebehandlungstemperatur bei etwa 1,0 Atmosphäre stattfindet, ohne daß ein Druckregler oder -steuerungssystem benötigt wird. Dies erfolgt unter Anwendung der bekannten Gasgesetze und -konstanten und unter Einbeziehung der speziellen relevanten physikalischen Parameter des Ofens 20.
Nachdem der Hohlraum mit Gas 40 unter Druck gesetzt worden ist, werden die Heizelemente 60 mit Energie versorgt, um das Gas über einen ausreichenden Zeitraum auf eine ausreichende Temperatur aufzuheizen, um die Nadeln wirksam zu altern. Die typische Wärmebehandlungstemperatur liegt im Bereich von etwa 350°C bis etwa 550°C, insbesondere im Bereich von etwa 400°C bis etwa 500°C und vorzugsweise im Bereich von etwa 460°C bis etwa 490°C. Die Behandlungsdauer liegt typischerweise im Bereich von etwa 15 Minuten bis etwa 20 Stunden, insbeson­ dere im Bereich von etwa 30 Minuten bis etwa 10 Stunden und vorzugsweise im Bereich von etwa 30 Minuten bis etwa 4 Stun­ den.
Die folgenden Beispiel illustrieren die Prinzipien sowie die praktische Ausführung der vorliegenden Erfindung, die jedoch nicht darauf beschränkt ist.
Beispiel 1
Chirurgische Nadeln aus rostfreiem Stahl des Typs 455SS wur­ den nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wärmebehan­ delt. Unter Anwendung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung wurden die chirurgischen Nadeln in einen herkömmli­ chen Ofen gebracht, der sowohl einem Innendruck als auch ei­ nem inneren Vakuum standhält. In der Ofenkammer wurde ein Va­ kuum von 1 × 10-1 Torr (13 Pa) erzeugt. Dann wurde die Kam­ mertemperatur auf 200°C erhöht, um jegliche flüchtige Stof­ fe, die sich auf den Oberflächen der Nadeln befanden, wirksam zu entfernen. Die chirurgischen Nadeln wurden für etwa 5 Mi­ nuten auf diesem Niveau von Vakuum und Temperatur gehalten. Nachdem der Reinigungsprozeß beendet war, wurde Argongas bei einem Druck von 760 Torr (1,0 Atmosphäre; 0,101 MPa) in die Ofenkammer eingelassen. Dann wurde die Temperatur auf 475°C erhöht. Die chirurgischen Nadeln wurden für 4 Stunden auf 475°C gehalten. Während des Wärmebehandlungsprozesses wurde der Kammerdruck mittels eines herkömmlichen Druckreglerventil- und -steuerungssystems geregelt. Dann wurde der Ofen durch einen Argongasstrom durch die Ofenkammer auf 60°C abgekühlt. Die wärmebehandelten, martensitisch gehärteten bzw. ausschei­ dungsgehärteten Nadeln wurden dann zur weiteren Bearbeitung aus dem Ofen entnommen.
Beispiel 2
Chirurgische Nadeln aus rostfreiem Stahl des Typs 455SS wur­ den nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wärmebehan­ delt. Der Typ 455SS ist eine Ausscheidungsalterungs- bzw. -härtungslegierung, deren Alterungsbehandlung bei 475°C über 4 Stunden erfolgt. Unter Anwendung dieses Verfahrens wurden die chirurgischen Nadeln in einen herkömmlichen Ofen ge­ bracht, der sowohl einem Innendruck als auch einem inneren Vakuum standhält. In der Ofenkammer wurde ein Vakuum von 1 × 10-4 Torr (0,013 Pa) erzeugt. Dann wurde die Kammertemperatur auf 200°C erhöht, um jegliche flüchtige Stoffe, die sich auf den Oberflächen der Nadeln befanden, wirksam zu entfernen. Die chirurgischen Nadeln wurden für etwa 3 bis 5 Minuten auf diesem Niveau von Vakuum und Temperatur gehalten. Nachdem der Reinigungsprozeß beendet war, wurde Argongas bei einem Druck von 479 Torr (0,63 Atmosphären; 0,064 MPa) in die Ofenkammer eingelassen. Dann wurde die Temperatur auf 475°C erhöht. Auf Grund der allgemeinen Gasgesetze war der Innendruck der Kam­ mer bei der Alterungstemperatur von 475°C annähernd 760 Torr (1 Atmosphäre; 0,101 MPa). Die chirurgischen Nadeln wurden für 4 Stunden auf 475°C gehalten. Dann wurde der Ofen durch einen Argongasstrom durch die Ofenkammer auf 60°C abgekühlt. Die wärmebehandelten, martensitisch gehärteten bzw. ausschei­ dungsgehärteten Nadeln wurden dann zur weiteren Bearbeitung aus dem Ofen entnommen.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens der vorliegen­ den Erfindung wird durch das Diagramm von Fig. 2 illustriert. Die angefügte Fig. 2 zeigt die Prozeßparameter von Druck und Temperatur des Zyklus. Nach Fig. 2 sind die chirurgischen Na­ deln dicht in der Ofenkammer eingeschlossen. Bei Raumtempera­ tur wird der Druck auf 1 × 10-1 Torr (13 Pa) abgesenkt. Wenn dieses Vakuumniveau erreicht ist, wird die Temperatur in der Kammer auf 200°C erhöht und über einen ausreichenden Zeit­ raum, beispielsweise 5 Minuten, gehalten, um die Nadeln wirk­ sam zu reinigen. Dann wird der Kammerdruck durch Einlassen zusätzlichen Argongases auf mindestens 1,0 Atmosphäre (0,101 MPa) erhöht. Die Temperatur wird dann auf die Alterungstempe­ ratur, in diesem Falle 475°C, erhöht. Nach etwa 60 bis 165 Minuten wird der Ofen mit den Nadeln unter Argongas auf Raum­ temperatur abgekühlt und auf einen Druck von etwa einer Atmo­ sphäre gebracht. Der Zyklus ist damit abgeschlossen.
Eine alternative Ausführungsform eines Wärmebehandlungszyklus nach der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Die angefügte Fig. 3 zeigt die Prozeßparameter Druck und Temperatur. Nachdem die chirurgischen Nadeln bei Fig. 3 bei Raumtemperatur dicht in der Ofenkammer eingeschlossen wurden, wird der Druck auf 1 × 10-4 Torr (0,013 Pa) abgesenkt. Wenn dieses Vakuumniveau erreicht ist, wird die Temperatur in der Kammer auf 200°C erhöht und über einen ausreichenden Zeit­ raum, beispielsweise 3 bis 5 Minuten, gehalten, um die Nadeln wirksam zu reinigen. Nachdem die Reinigungsphase beendet ist, wird Argongas bei 479 Torr (0,63 Atmosphären; 0,064 MPa) in die Ofenkammer eingelassen und dabei die Temperatur konstant gehalten. Die Temperatur wird dann auf die Alterungstempera­ tur, in diesem Falle 475°C, erhöht. Das in der Kammer ein­ geschlossene Gas dehnt sich nun entsprechend dem allgemeinen Gasgesetzen aus. Bei der Alterungstemperatur befinden sich die Nadeln auf 475°C und 760 Torr (1 Atmosphäre; 0,101 MPa). Nach 4 Stunden wird wiederum Argongas eingelassen und der Ofen auf Raumtemperatur abgekühlt. Der Zyklus ist damit abge­ schlossen.
Der Wärmebehandlungsprozeß nach der vorliegenden Erfindung weist im Vergleich zu Wärmebehandlungsprozessen des Standes der Technik zahlreiche Vorteile auf. Zu diesen Vorteilen ge­ hören bessere und wirksamere Wärmeübertragung, gleichmäßige Erwärmung, die Möglichkeit, die Oxidverunreinigung der Nadel­ oberfläche zu vermindern sowie die Möglichkeit einer wirksa­ meren Entfernung flüchtiger Stoffe von der Oberfläche der Na­ deln.
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 (14)

1. Verfahren zur Wärmebehandlung von chirurgischen Nadeln aus ausscheidungshärtbarem rostfreiem Stahl mit folgenden Schrit­ ten:
Behandeln einer Vielzahl von chirurgischen Nadeln aus aus­ scheidungshärtbarem rostfreiem Stahl mit Außenflächen mit ei­ nem ausreichenden Vakuum und einer ausreichenden Temperatur in einem Ofen, um flüchtige Oberflächenverunreinigungen von den Außenflächen der Nadeln wirksam zu entfernen;
Behandeln der Nadeln in einem Inertgas, dessen Gasdruck zu­ mindest gleich dem Umgebungsdruck ist;
Aufheizen des Gases auf eine ausreichende Temperatur und Hal­ ten des Gases auf dieser Temperatur über einen ausreichenden Zeitraum, um die Nadeln einer wirksamen Wärmebehandlung zu unterwerfen und
Absenken der Temperatur des Gases, um die Temperatur der Na­ deln auf Umgebungstemperatur abzusenken.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Vakuum während des Reinigungsschrittes zu Beginn zwischen etwa 2 × 10-2 Torr und etwa 1 × 10-4 Torr (etwa 2,6 Pa und etwa 0,013 Pa) liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Temperatur wäh­ rend des Reinigungsschrittes zwischen etwa 25°C und etwa 200°C liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Druck während des Wärmebehandlungsschrittes zwischen etwa 684 Torr und etwa 836 Torr (etwa 0,091 MPa und etwa 0,111 MPa) liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Temperatur wäh­ rend des Wärmebehandlungsschrittes zwischen etwa 350°C und etwa 550°C liegt.
6. Verfahren zur Wärmebehandlung und Reinigung von chirurgi­ schen Nadeln aus ausscheidungshärtbarem rostfreiem Stahl mit folgenden Schritten:
Behandeln einer Vielzahl von chirurgischen Nadeln aus aus­ scheidungshärtbarem rostfreiem Stahl mit Außenflächen mit ei­ nem ausreichenden Vakuum und einer ausreichenden Temperatur in einem Ofen, um flüchtige Oberflächenverunreinigungen von den Außenflächen der Nadeln wirksam zu entfernen, wobei die Temperatur unter der Wärmebehandlungstemperatur liegt;
Behandeln der Nadeln in einem Inertgas, dessen Gasdruck zu­ mindest gleich dem Umgebungsdruck ist;
Aufheizen des Gases auf eine ausreichende Temperatur und Hal­ ten des Gases auf dieser Temperatur bei einem Druck von 1,0 Atmosphäre (0,098 MPa) über einen ausreichenden Zeitraum, um die Nadeln einer wirksamen Wärmebehandlung zu unterwerfen und Aufheizen des Gases auf eine ausreichende Temperatur und Hal­ ten des Gases auf dieser Temperatur bei einem Druck von gleich oder größer 1 Atmosphäre (0,098 MPa) über einen ausreichenden Zeitraum, um die Nadeln einer wirksamen Wärmebehandlung zu unterwerfen und
Absenken der Temperatur des Gases, um die Temperatur der Na­ deln auf Umgebungstemperatur abzusenken.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem das Vakuum während des Reinigungsschrittes zu Beginn zwischen etwa 2 × 10-2 Torr und etwa 1 × 10-4 Torr (etwa 2,6 Pa und etwa 0,013 Pa) liegt.
8. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die Temperatur wäh­ rend des Reinigungsschrittes zwischen etwa 25°C und etwa 200°C liegt.
9. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem der Druck während des Wärmebehandlungsschrittes zwischen etwa 684 Torr und etwa 836 Torr (etwa 0,091 MPa und etwa 0,111 MPa) liegt.
10. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die Temperatur während des Wärmebehandlungs-Alterungs-Schrittes zwischen et­ wa 350°C und etwa 550°C liegt.
11. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die rostfreien Stahlnadeln aus der rostfreien Stahllegierung des Typs 455SS bestehen.
12. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die rostfreien Stahlnadeln aus der rostfreien Stahllegierung des Typs 455SS bestehen.
13. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die rostfreie Stahllegierung eine ausscheidungshärtbare rostfreie Stahlle­ gierung ist.
14. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die rostfreie Stahllegierung eine ausscheidungshärtbare rostfreie Stahlle­ gierung ist.
DE19750607A 1996-11-14 1997-11-14 Verfahren zur Wärmebehandlung von chirurgischen Nadeln durch Alterung Expired - Lifetime DE19750607B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/748,845 US5783001A (en) 1996-11-14 1996-11-14 Process for the heat treatment of surgical needles by aging
US748845 1996-11-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19750607A1 true DE19750607A1 (de) 1998-06-18
DE19750607B4 DE19750607B4 (de) 2007-07-26

Family

ID=25011168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19750607A Expired - Lifetime DE19750607B4 (de) 1996-11-14 1997-11-14 Verfahren zur Wärmebehandlung von chirurgischen Nadeln durch Alterung

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5783001A (de)
DE (1) DE19750607B4 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7185524B2 (en) * 2003-08-14 2007-03-06 Tyco Healthcare Group Lp Grindless surgical needle manufacture
US7353683B2 (en) * 2004-02-20 2008-04-08 Tyco Healthcare Group Lp Surgical needle manufacturing process
US7415858B2 (en) 2006-02-21 2008-08-26 Tyco Healthcare Group Lp Grindless surgical needle manufacture
CN107321715B (zh) * 2017-07-11 2018-07-13 盐城市盛丰机械有限公司 一种可拆卸式清洗炉

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3314831A (en) * 1961-10-26 1967-04-18 North American Aviation Inc Heat treatment for precipitationhardening steels
SE412990C (sv) * 1979-01-30 1984-06-05 J O Naesman Förfarande for sterilisering av gods i en med vakuum och ånga arbetande autoklav
US4660559A (en) * 1983-09-19 1987-04-28 Ethicon, Inc. Sterile surgical needles with a hard sharp cutting edge and method for producing the same
DE3416902A1 (de) * 1984-05-08 1985-11-14 Schmetz Industrieofenbau und Vakuum-Hartlöttechnik KG, 5750 Menden Verfahren und vakuumofen zur waermebehandlung einer charge
US4959068A (en) * 1984-07-19 1990-09-25 Ethicon, Inc. Sterile surgical needle having dark non-reflective surface
US5000912A (en) * 1989-12-15 1991-03-19 Ethicon, Inc. Nickel titanium martensitic steel for surgical needles
US5288347A (en) * 1990-05-28 1994-02-22 Hitachi Metals, Ltd. Method of manufacturing high strength and high toughness stainless steel
US5330441A (en) * 1993-04-30 1994-07-19 American Cyanamid Company Surgical suturing needle and method for making same
US5411613A (en) * 1993-10-05 1995-05-02 United States Surgical Corporation Method of making heat treated stainless steel needles

Also Published As

Publication number Publication date
DE19750607B4 (de) 2007-07-26
US5783001A (en) 1998-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3837544C2 (de) Verfahren zum Wärmebehandeln einer Ti-6246-Legierung
EP1786935B1 (de) Verfahren zur waermebehandlung von waelzlagerbauteilen aus stahl
DE2104771A1 (de) Verfahren zum Herstellen von hoch festem, dünnem Stahldraht
EP1812609B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur endmassnahen verformung von draht- und stabförmigem vormaterial
DE19907911C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung von elektrisch leitfähigem Endlosmaterial
DE19750607B4 (de) Verfahren zur Wärmebehandlung von chirurgischen Nadeln durch Alterung
DE19750606B4 (de) Verfahren zur Wärmebehandlung und Temperung von chirurgischen Nadeln
DE1533486A1 (de) Verfahren zur Querschnittsverminderung von Draht aus Titan oder Titanlegierungen
WO2006013055A1 (de) Verfahren zur wärmebehandlung von werkstücken aus stahl
WO2006042538A1 (de) Verfahren zum verzugsarmen einsatzhärten von metallischen bauteilen
DE3033501C2 (de)
DE2830153C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Wärmebehandeln von zu Ringen gehaspeltem Draht oder Band
DE69608652T2 (de) Verfahren zum Aufkohlen von Metallen
DE102004037074B3 (de) Verfahren zur Wärmebehandlung von Werkstücken aus Stahl
DE102019114268A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Kraftstoffeinspritzkomponente
DE102007029038A1 (de) Vakuumofen zur Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken und Verfahren zu dessen Betrieb
DE69319285T2 (de) Verfahren zum Wärmebehandeln von Walzdraht
DE3307041A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum serienmaessigen, verzugsarmen haerten von werkstuecken sowie anwendung des verfahrens
DE3421523A1 (de) Befestiger und verfahren zu seiner herstellung
DE954607C (de) Verfahren zum Entkohlen der Oberflaechenschichten von Werkstuecken aus Eisen oder Stahl
DE2529272A1 (de) Verfahren und vorrichtung fuer die behandlung von walzdraht
AT388938B (de) Verfahren zur waermebehandlung eines stahlwerkstueckes
AT396073B (de) Verfahren zum warmwalzen und waermebehandeln von stabfoermigem material
DE2263603A1 (de) Verfahren zur einsatzhaertung bzw. zur einsatzaufkohlung
DE102020211592A1 (de) Verfahren zur Nachbehandlung additiv gefertigter Bauteile

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: C21D 926

8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: BOEHMERT & BOEHMERT, 28209 BREMEN

8364 No opposition during term of opposition
R071 Expiry of right