DE19750607B4

DE19750607B4 - Verfahren zur Wärmebehandlung von chirurgischen Nadeln durch Alterung

Info

Publication number: DE19750607B4
Application number: DE19750607A
Authority: DE
Inventors: Timothy Sardelis; Douglas Warren Ackerman; William Mcjames
Original assignee: Ethicon Inc
Current assignee: Ethicon Inc
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 2007-07-26
Anticipated expiration: 2017-11-15
Also published as: US5783001A; DE19750607A1

Abstract

Verfahren zur Wärmebehandlung von chirurgischen Nadeln aus ausscheidungshärtbarem rostfreiem Stahl mit folgenden Schritten:
Behandeln einer Vielzahl von chirurgischen Nadeln aus ausscheidungshärtbarem rostfreiem Stahl mit Außenflächen mit einem 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 zumindest gleich dem Umgebungsdruck ist;
Aufheizen des Gases auf eine ausreichende Temperatur und Halten 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 Nadeln auf Umgebungstemperatur abzusenken.

Description

Technisches Fachgebiet
Das Fachgebiet, auf welches sich diese Erfindung bezieht, ist ein Wärmebehandlungsverfahren zur Wärmebehandlung chirurgischer Nadeln, insbesondere chirurgischer Nadeln aus ausscheidungshärtbarem rostfreiem Stahl.

Hintergrund der Erfindung

Herkömmliche chirurgische Nadeln werden gewöhnlich aus rostfreien Stählen hergestellt. Die verwendeten Typen von rostfreiem Stahl umfassen die Typen 420S5, 455SS, 302SS und gewisse 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 gewöhnlich als ein martensitischer rostfreier Stahl bezeichnet, während die rostfreie Stahllegierung als ein austenitischer rostfreier Stahl bezeichnet wird. Die rostfreie Stahllegierung vom Typ 455SS sowie die im US-Patent Nr. 5.000.912 offenbarten geschützten Legierungen werden gewöhnlich als martensitisch härtbare oder ausscheidungshärtbare rostfreie Stähle bezeichnet. Die in der US 5.000.912 offenbarten Stahllegierungen werden in einem dreistufigen Verfahren zunächst geglüht (annealing treatment) bei Temperaturen von zwischen 815°C und 1150°C, dann kalt gehärtet (work hardened) und schließlich durch ein abschließendes Ausscheidungshärten (age hardening) bei Temperaturen von zwischen etwa 400°C und 566°C mit einer sehr hohen Zugfestigkeit versehen.

In der EP 0 646 653 A1 werden chirurgische Nadeln aus Edelstahl offenbart, die einer Vakuumwärmebehandlung und einer anschließenden Vakuumabkühlung zur Erhöhung ihrer Zugfestigkeit bei gleichzeitiger Bewahrung der glatten Oberfläche der Nadeln unterzogen werden. Gemäß einer Ausführungsform werden die Nadeln in einem Vakuumofen auf Temperaturen von zwischen 350°C und 550°C für Zeitdauern zwischen 15 Min. und 20 h erwärmt, wobei das Vakuumniveau höchstens 1·10^–3 Torr (0,133 Pa) betragen soll.

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 (beispielsweise 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 martensitischem Stahl des Typs 420SS sowie aus martensitisch härtbaren Sorten rostfreien Stahls hergestellt sind, nach dem Herstellungsprozeß wärmebehandelt werden müssen, um die Festigkeit der Nadel zu verbessern. Beim Typ 420SS verwandelt die Wärmebehandlung die Struktur in Martensit. Während dieser Umwandlung 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 verbessern, 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 Legierung zu wenig oder zu viel gealtert und sie zeigt dann nicht die besten mechanischen Eigenschaften. Die ausscheidungshärtbaren Legierungen erfordern, anders als die martensitischen Legierungen, nach dem Altern keine zweite Behandlung, 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 reaktives geschmolzenes Salz oder andere flüssige oder feste Medien erfolgen, welche die Alterungstemperatur haben.

Obwohl die herkömmlichen Verfahren zum Altern chirurgischer Nadeln, die aus ausscheidungshärtbaren Legierungen hergestellt sind, chirurgische Nadeln mit der gewünschten Duktilität und Festigkeit ergeben, sind mit diesen Verfahren, insbesondere 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 einem 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 Aufrechterhalten 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 Oberfläche kann die Oberflächengüte zerstören, was zu einem weniger leichten Durchdringen des Gewebes mit der Nadel führt. Ein weiterer Nachteil des herkömmlichen Vakuum-Wärmebehandlungsverfahrens besteht darin, daß rostfreier Stahl, der bei erhöhter Temperatur für eine längere Zeit unter Vakuum gehalten wird, wie bekannt, einen Verlust an dem Legierungselement Chrom erleidet. Es wird angenommen, daß dies zu einer Verminderung der Korrosionsbeständigkeit beim Gebrauch der chirurgischen Nadeln führt.

Es besteht demzufolge auf dem genannten Fachgebiet die Forderung nach einem verbesserten Alterungsverfahren, durch welches diese Nachteile beseitigt werden.

Offenbarung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, ein neues Verfahren zu schaffen, welches es gestattet, ausscheidungshärtbare chirurgische Nadeln unter Nutzung der Vorteile sowohl einer Vakuum- als auch einer Inertgasatmosphäre zu reinigen und einer Wärmebehandlung zu unterziehen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Wärmebehandlungsverfahren für chirurgische Nadeln zu schaffen, das auch einen Reinigungsschritt vor dem Alterungsschritt umfaßt.

Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Wärmebehandlungsverfahren zu schaffen, welches eine effizientere Wärmebehandlung ausscheidungshärtbarer chirurgischer Nadeln ermöglicht.

Dementsprechend wird ein neues Verfahren zur Wärmebehandlung von chirurgischen Nadeln aus ausscheidungshärtbarem rostfreiem Stahl offenbart. 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 Temperatur erwärmt, um flüchtige Verunreinigungen wirksam von der Oberfläche der Nadeln zu entfernen bzw. diese zu reinigen, wobei die Temperatur unter der Alterungstemperatur liegt. Wahlweise ist der Innendruck des Ofens während des Reinigungsschrittes gleich dem Atmosphärendruck. Als nächstes wird ein Inertgas in den Ofen eingeleitet. Der Druck des Inertgases beträgt mindestens eine Atmo sphäre. Dann wird die Temperatur der Nadeln auf die Alterungstemperatur 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 Alterungshärtung der Nadeln zu erzielen. Dann werden die Nadeln abgekühlt und aus dem Ofen entnommen.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in einem neuen Verfahren zur Wärmebehandlung von chirurgischen Nadeln 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 Temperatur erwärmt, um flüchtige Verunreinigungen wirksam von der Oberfläche der Nadeln zu entfernen bzw. diese zu reinigen, wobei die Temperatur unter der Alterungstemperatur liegt. Als nächstes wird ein Inertgas in den Ofen eingeleitet derart, daß der Innendruck der Ofenkammer unter einer Atmosphäre liegt. Der Druck des Inertgases hängt von der Reinigungstemperatur 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 erhöht, 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 gehalten, um eine wirksame Alterungshärtung der Nadeln zu erzielen. 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

1 ist ein schematisches Flußdiagramm des Wärmebehandlungsverfahrens nach der vorliegenden Erfindung.

2 ist eine graphische Darstellung eines bevorzugten Wärmebehandlungszyklus des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung.

3 ist eine graphische Darstellung einer anderen Ausführungsform 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 vorliegenden Erfindung ist in 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 ausreichend 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, insbesondere im Bereich von etwa 50°C bis etwa 200°C und vorzugsweise 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 Bereich 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 Oberflächenverunreinigungen 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 Reinigungsschritt entfernt werden können, umfassen solche Verunreinigungen, 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 Inertgase 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 gegebenenfalls zu akzeptieren, könnte auch Luft verwendet werden, um den Ofen unter Druck zu setzen. Typischerweise wird die Kammer 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 Ausführungsform 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 Ausführungsform 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, insbesondere im Bereich von etwa 30 Minuten bis etwa 10 Stunden und vorzugsweise im Bereich von etwa 30 Minuten bis etwa 4 Stunden.

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 wurden nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wärmebehan delt. Unter Anwendung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung wurden die chirurgischen Nadeln in einen herkömmlichen Ofen gebracht, der sowohl einem Innendruck als auch einem inneren Vakuum standhält. In der Ofenkammer wurde ein Vakuum von 1 × 10^–1 Torr (13 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 5 Minuten 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. ausscheidungsgehärteten Nadeln wurden dann zur weiteren Bearbeitung aus dem Ofen entnommen.
Beispiel 2
Chirurgische Nadeln aus rostfreiem Stahl des Typs 455SS wurden nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wärmebehandelt. 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 gebracht, 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 Kammer 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. ausscheidungsgehärteten Nadeln wurden dann zur weiteren Bearbeitung aus dem Ofen entnommen.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird durch das Diagramm von 2 illustriert. Die angefügte 2 zeigt die Prozeßparameter von Druck und Temperatur des Zyklus. Nach 2 sind die chirurgischen Nadeln dicht in der Ofenkammer eingeschlossen. Bei Raumtemperatur 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 Zeitraum, beispielsweise 5 Minuten, gehalten, um die Nadeln wirksam 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 Alterungstemperatur, in diesem Falle 475°C, erhöht. Nach etwa 60 bis 165 Minuten wird der Ofen mit den Nadeln unter Argongas auf Raumtemperatur abgekühlt und auf einen Druck von etwa einer Atmosphäre gebracht. Der Zyklus ist damit abgeschlossen.
Eine alternative Ausführungsform eines Wärmebehandlungszyklus nach der vorliegenden Erfindung ist in 3 dargestellt. Die angefügte 3 zeigt die Prozeßparameter Druck und Temperatur. Nachdem die chirurgischen Nadeln bei 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 Alterungstemperatur, in diesem Falle 475°C, erhöht. Das in der Kammer eingeschlossene 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 abgeschlossen.
Der Wärmebehandlungsprozeß nach der vorliegenden Erfindung weist im Vergleich zu Wärmebehandlungsprozessen des Standes der Technik zahlreiche Vorteile auf. Zu diesen Vorteilen gehören bessere und wirksamere Wärmeübertragung, gleichmäßige Erwärmung, die Möglichkeit, die Oxidverunreinigung der Nadeloberfläche zu vermindern sowie die Möglichkeit einer wirksameren Entfernung flüchtiger Stoffe von der Oberfläche der Nadeln.
Obwohl diese Erfindung unter Bezugnahme auf detaillierte Ausführungsformen 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 Erfindung zu verlassen.

Claims

Verfahren zur Wärmebehandlung von chirurgischen Nadeln aus ausscheidungshärtbarem rostfreiem Stahl mit folgenden Schritten: Behandeln einer Vielzahl von chirurgischen Nadeln aus ausscheidungshärtbarem rostfreiem Stahl mit Außenflächen mit einem 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 zumindest gleich dem Umgebungsdruck ist; Aufheizen des Gases auf eine ausreichende Temperatur und Halten 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 Nadeln auf Umgebungstemperatur abzusenken.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Vakuum während des Reinigungsschrittes zu Beginn zwischen etwa 2,6 Pa und etwa 0,013 Pa liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Temperatur während des Reinigungsschrittes zwischen etwa 25°C und etwa 200°C liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Druck während des Wärmebehandlungsschrittes zwischen etwa 0,091 MPa und etwa 0,111 MPa liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Temperatur während des Wärmebehandlungsschrittes zwischen etwa 350°C und etwa 550°C liegt.
Verfahren zur Wärmebehandlung und Reinigung von chirurgischen Nadeln aus ausscheidungshärtbarem rostfreiem Stahl nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Aufheizen des Gases auf eine ausreichende Temperatur und Halten des Gases auf dieser Temperatur bei einem Druck von 0,101 MPa über einen ausreichenden Zeitraum geschieht, um die Nadeln einer wirksamen Wärmebehandlung zu unterwerfen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, bei welchem die rostfreien Stahlnadeln aus der rostfreien Stahllegierung des Typs 455SS bestehen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, bei welchem die rostfreie Stahllegierung eine ausscheidungshärtbare rostfreie Stahllegierung ist.