DE19750607A1 - Verfahren zur Wärmebehandlung von chirurgischen Nadeln durch Alterung - Google Patents
Verfahren zur Wärmebehandlung von chirurgischen Nadeln durch AlterungInfo
- 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
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/26—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for needles; for teeth for card-clothing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
- B08B7/0064—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by temperature changes
- B08B7/0071—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by temperature changes by heating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
- C21D1/773—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material under reduced pressure or vacuum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D2241/00—Treatments in a special environment
- C21D2241/01—Treatments in a special environment under pressure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/02—Hardening 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
Das Fachgebiet, auf welches sich diese Erfindung bezieht, ist
ein Wärmebehandlungsverfahren zur Wärmebehandlung chirurgi
scher Nadeln, insbesondere chirurgischer Nadeln aus ausschei
dungshärtbarem 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 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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)
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)
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 |
-
1996
- 1996-11-14 US US08/748,845 patent/US5783001A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-11-14 DE DE19750607A patent/DE19750607B4/de not_active Expired - Lifetime
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 |