WO2020083952A1 - Verfahren zum oberflächenbehandeln eines metall- oder legierungsprodukts sowie ein metall- oder legierungsprodukt - Google Patents

Verfahren zum oberflächenbehandeln eines metall- oder legierungsprodukts sowie ein metall- oder legierungsprodukt Download PDF

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metal
steel
alloy product
product
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Stefan BONER
Andreas Deutschendorf
Andreas Gassner
Ramon SCHAUER
Lukas WAIDELICH
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Aesculap Ag
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    • C25F1/04—Pickling; Descaling in solution
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Definitions

  • the invention relates to a method for surface treatment and / or manufacture of a metal or alloy product and a metal or alloy product which can be produced or produced by the method.
  • Metal or alloy products such as surgical instruments
  • the surfaces of the products can first be processed by means of slide and / or belt grinding. This can eliminate defects in the primary material and / or forging-related defects, such as decarburized areas, or surface defects, such as pores, scars or cracks, which would otherwise have an adverse effect on the corrosion resistance of the products.
  • Abrasive processing of metal or alloy products usually takes place in several steps, with the removal gradually increasing and the surface roughness being reduced.
  • Belt grinding can result in fine notches or raised areas on the product surface. These can be bent or pressed in during a subsequent treatment step. This can lead to duplication of material.
  • the problem is that surface defects which have not been eliminated or generated during grinding can only be removed to a limited extent in a subsequent treatment step.
  • spherical abrasives such as glass beads
  • glass beads are usually very hard (hardness 6 Mohs) and on top of that brittle, the abrasive is partially broken during matting.
  • both spherical glass beads and broken glass beads hit the surface of the product. While broken glass beads create sharp notches on the product surface, unbroken glass beads leave spherical impressions on the surface of the product.
  • the impact of broken and unbroken glass beads leads to an interaction between the product surface scored by the broken glass beads and the product surface smoothed by the unbroken glass beads. This also leads to duplication of material. In addition to the plastic deformation and the associated generation of product stresses, the material can be transferred to the product surface. This material transfer is particularly strong in the area of notches in which material accumulations of the glass beads can remain.
  • the surfaces of metal or alloy products can be brushed.
  • the product surfaces can be processed with brush discs, for example with the aid of a disc-shaped abrasive fleece or of disc-shaped nylon fibers with abrasive particles.
  • Aluminum and / or silicon oxide particles are usually applied to the brush disks.
  • brushed product surfaces have a stronger reflection behavior than matted product surfaces.
  • micro-gaps or notches formed on the surface of a metal or alloy product as a result of material doublings as well as a concomitant generation or increase of internal stresses in the product adversely affect its corrosion resistance.
  • a material transfer for example during belt grinding and / or matting, there is also the fact that the transferred material can generate additional microgaps and can weaken a passivation layer.
  • Titanium oxide deposits are particularly noticeable on smooth and shiny product surfaces.
  • Silicate deposits occur during steam sterilization by the deposition of silica dissolved in water on the surface of metal or alloy products. Due to the teardrop shape, this type of silicate layer is particularly easy to recognize on matt product surfaces. These reflect the light more strongly at the edges of the drops, which is accompanied by good visibility. To completely avoid silicate deposits, a very expensive water treatment would be necessary from a process engineering point of view.
  • silicate deposits mainly show up on matt surfaces
  • titanium oxide deposits are particularly easy to see on smooth surfaces.
  • the invention has for its object to provide a method for surface treatment and / or manufacture of a metal or alloy product, which at least partially avoids disadvantages occurring in generic methods and in particular to improve the corrosion resistance and to reduce the occurrence of surface discoloration with appropriately treated and / or manufactured metal or alloy products.
  • Another object of the invention is to provide a corresponding metal or alloy product.
  • the invention relates to a method for surface treatment and / or manufacture of a metal or alloy product.
  • the method comprises the following steps: a) matting a surface of the metal or alloy product and b) electrochemically processing the matted surface of the metal or
  • metal product is to be understood to mean a product which comprises a metal or consists of a metal.
  • metal product in the sense of the present invention should preferably be understood to mean a product made of a metal.
  • alloy product is to be understood to mean a product which has an alloy or consists of an alloy.
  • alloy product in the sense of the present invention should preferably be understood to mean a product made of an alloy.
  • the term “alloy” is understood to mean a macroscopically homogeneous metallic material composed of at least two elements (components), of which at least one element is a metal. Accordingly, the term “alloy” in the sense of the present invention can mean a macroscopically homogeneous metallic material which consists of at least two different metals. Alternatively, the term “alloy” in the sense of the present invention can mean a macroscopically homogeneous metallic material which consists of at least one metal and at least one non-metal, such as carbon.
  • the matting step (step a)) according to the invention thus leads, with particular advantage, to a lower reflection behavior of the product surface, as a result of which the surgeon is dazzled can be prevented.
  • the subsequent electrochemical processing step (step b)) can advantageously improve the corrosion resistance of the metal or alloy product and reduce the adhesion of deposits (surface discoloration).
  • a grinding, preferably a sliding and / or belt grinding, of the surface of the metal or alloy product is carried out before step a).
  • the metal or alloy product is preferably placed in a container together with surface grinding bodies, which are preferably designed as bulk material, or together with a surface grinding body and optionally aqueous additives.
  • the optionally provided additives can be selected from the group consisting of anti-corrosion agents, degreasing agents, pickling agents, release agents (for example plastic beads with a diameter ⁇ 1 mm) and mixtures thereof.
  • Such a solution can be used to advantageously pick up and remove any abrasion caused by the slide grinding bodies and product removal.
  • other effects can also be realized, such as corrosion protection, degreasing and adhesion prophylaxis.
  • An oscillating or rotating movement of the container creates a relative movement between the metal or alloy product and the surface grinding wheels. This causes material to be removed from the metal or alloy product, in particular at its edges.
  • the surface appearance of the metal or alloy product, the roughness, the material removal and the deburring performance can advantageously be influenced in a targeted manner by machines, grinding wheels and optional additives used for surface grinding.
  • the slide grinding bodies can have a material or consist of a material which is selected from the group consisting of ceramic, plastic, natural product such as walnut shells, steel and combinations thereof.
  • the slide grinding bodies can be regularly and / or irregularly shaped.
  • the slide grinding bodies can in particular be designed free of corners and / or edges, such as ellipsoidal, toroidal or spherical. Alternatively or in combination, the slide grinding bodies can have corners and / or edges.
  • the slide grinding bodies can be polyhedral, for example cubic, cuboid, prismatic, pyramid-shaped or spatula-shaped.
  • the slide grinding bodies can be designed in particular as straight prisms and / or oblique prisms.
  • the slide grinding bodies can be designed in a conical shape.
  • a mixture of differently designed surface grinding wheels can be used for surface grinding the metal or alloy product.
  • corner- and / or edge-free and polyhedron-shaped slide grinding bodies can be used.
  • differently designed corner and / or edge-free slide grinding bodies and / or different polyhedral slide grinding wheels can be used.
  • the slide grinding bodies can furthermore have at least one dimension, in particular at least one mean dimension, such as for example a diameter, in particular mean diameter, and / or a height, in particular mean height, and / or a length, in particular mean length, in the range from 1 mm to 80 mm.
  • the diameter of spherically shaped surface grinding wheels in the sense of the present invention is to be understood to mean the double radius of a single spherical surface grinding body.
  • the diameter of a non-spherical slide grinding body in the sense of the present invention is to be understood to mean the greatest possible distance between two points which these can occupy one another along a circumferential line of an individual slide grinding body.
  • the average dimensions mentioned in this paragraph can be determined, for example, by means of bulk density and / or optical measurement.
  • the surface grinding can also be carried out as drum surface grinding, vibration surface grinding, plunge surface machining, surface grinding, centrifugal surface machining or pressure flow lapping.
  • Abrasive belts are preferably used for belt grinding of the metal or alloy product.
  • grinding belts can be used for this purpose, which rotate over at least two rollers.
  • the grinding belts preferably have a grain size of 150 to 1,200.
  • the number of grits is based on the measurement unit mesh, ie the Number of stitches of a net per inch (25.4 mm). Accordingly, for example, an abrasive with a grain size of 150 just fits through a sieve with 150 mesh per inch.
  • a surface grinding and then a belt grinding can be carried out prior to performing step a).
  • Belt grinding can be advantageous especially with regard to the treatment of a so-called shading area of the metal or alloy product, but also outside of such a area.
  • the shading area defines the area of the metal or alloy product in which slide grinding bodies, in particular due to the geometric shape and / or shape of the metal or alloy product, are not or only to a limited extent effective on the surface.
  • the surface of the metal or alloy product can only be ground by means of vibratory grinding before performing step a).
  • the formation of notches and / or elevations due to belt loops on the product surface can be avoided and the corrosion resistance of the metal or alloy product can thus be additionally improved.
  • the surface of the metal or alloy product can only be ground by means of belt grinding before carrying out step a).
  • a blasting agent in particular a ductile, i.e. not brittle, abrasive used.
  • a ductile i.e. not brittle
  • abrasive used.
  • the generation of notches and / or micro-gaps can be prevented or at least reduced with particular advantage.
  • the occurrence of local stress peaks in the product can thereby be avoided or at least reduced, and in particular the corrosion resistance of the metal or alloy product can be additionally improved.
  • the use of such an abrasive can advantageously improve the scratch resistance of the metal or alloy product.
  • the blasting agent can have a material or consist of a material which is selected from the group consisting of metal, metal oxide, alloy, ceramic, plastic, vegetable substance, sand and combinations thereof.
  • the metal can in particular be aluminum.
  • the metal oxide can, in particular, be corundum (Al2O3).
  • the plastic can in particular be a urea, phenol, polyester or melamine resin.
  • the ceramic can in particular be glass or a mixed ceramic.
  • the alloy can in particular be steel, preferably stainless steel.
  • the sand can in particular be garnet sand.
  • the blasting agent has a metal or an alloy or consists of a metal or an alloy.
  • abrasive has the particular advantage that it does not break and therefore does not cause the surface of the metal or alloy product to notch.
  • material transfer to the product surface can be avoided.
  • the corrosion resistance of the metal or alloy product can be additionally improved and the occurrence of undesirable residual stresses in the product can be avoided.
  • such an abrasive is particularly suitable for increasing the scratch resistance of the metal or alloy product.
  • the blasting agent preferably has steel, in particular stainless steel, or consists of steel, in particular stainless steel. Such an abrasive can bring out the advantages mentioned in the last paragraph particularly strongly.
  • the blasting agent can be regularly and / or irregularly shaped, in particular as a regularly and / or irregularly shaped blasting agent body.
  • the blasting agent is designed without corners and / or edges, in particular as a corner and / or edge-free blasting agent body.
  • the blasting agent can be ellipsoidal, toroidal, spherical or pearl-shaped or in the form of appropriately designed blasting agent bodies.
  • the blasting agent is preferably designed spherical and / or pearl-shaped or as a spherical and / or pearl-shaped blasting agent body.
  • the blasting agent can have corners and / or edges.
  • the blasting agent can be polyhedral, for example cubic, cuboid, prism-shaped, pyramid-shaped or spatula-shaped, or can be present as a correspondingly designed blasting agent body.
  • the blasting agent can furthermore have the shape of a straight prism or oblique prism or be in the form of appropriately designed blasting agent bodies.
  • the abrasive can be designed conical or in the form of conical abrasive bodies.
  • the abrasive can be in globular form, for example in the form of a rounded wire, or in the form of appropriately designed abrasive bodies.
  • the abrasive can be in broken form, in particular in the form of broken abrasive bodies.
  • the abrasive or the abrasive body can have at least one dimension, in particular at least one mean dimension, such as, for example, a diameter, in particular mean diameter, and / or a height, in particular mean height, and / or a length, in particular mean length, in the range of 40 have pm to 2000 pm.
  • the diameter of a spherically shaped blasting medium or of spherically shaped blasting medium bodies in the sense of the present invention is to be understood to mean the double radius of a spherically shaped blasting medium or an individual spherically shaped blasting medium body.
  • the diameter of a non-spherical blasting medium or of non-spherical blasting medium bodies in the sense of the present invention is to be understood as the greatest possible distance between two points which these can occupy one another along a circumferential line of a non-spherically shaped blasting medium or an individual non-spherically shaped blasting medium body .
  • the mean dimensions mentioned in this paragraph can be determined, for example, by laser diffraction or sieve analysis.
  • pressure blasting systems injector blasting systems or centrifugal wheel systems can be used to accelerate the blasting medium or the blasting medium bodies onto the surface of the metal or alloy product.
  • a pressure jet or injector jet system pressures from 1 bar to 6 bar can be used.
  • an electropolishing of the matted surface of the metal or alloy product is carried out in order to carry out step b).
  • the surface of the metal or alloy product is usually removed anodically in an electrolyte, ie the metal or alloy product forms the anode in an electrochemical cell.
  • Electropolishing is particularly advantageous in reducing the surface roughness of the metal or alloy product and therefore its susceptibility to corrosion. In the case of a product made of stainless steel, electropolishing has the additional advantage of enriching chromium and nickel during the electropolishing process, as a result of which the subsequent formation of a passive layer can be favored.
  • an aqueous electrolyte is usually used to carry out electropolishing.
  • the electrolyte preferably contains a mineral acid or a mineral acid mixture.
  • the mineral acid is particularly selected from the group consisting of phosphoric acid, sulfuric acid and a mixture thereof.
  • An aqueous electrolyte containing phosphoric acid and / or sulfuric acid has been found to be particularly advantageous for electropolishing the surface of the metal or alloy product, in particular a stainless steel product.
  • the electropolishing can furthermore be carried out with an aqueous electrolyte, in particular an aged, aqueous electrolyte, with a phosphoric acid content of 45% by weight or a sulfuric acid content of 35% by weight, in each case based on the total weight of the electrolyte.
  • the electrolyte can also contain additives, such as surface-active substances.
  • the aggressiveness of the electrolyte can advantageously be controlled in a targeted manner via its water content.
  • Alloy product worked with a DC voltage of 2 V to 10 V.
  • the DC voltage can be kept constant during electropolishing. Alternatively, the DC voltage can be varied during electropolishing.
  • Alloy product a current density of 5 A / dm 2 to 50 A / dm 2 set. Furthermore, the electropolishing can be carried out at a temperature of 50 ° C to 65 ° C.
  • the metal or alloy product can be cleaned and / or degreased before electropolishing.
  • an anodic pickling of the matted surface of the metal or alloy product is carried out in order to carry out step b).
  • the removal of metal or alloy from the product surface takes place in an anodic manner, similarly to the previously described electropolishing, by means of a suitable electrolyte in a DC circuit.
  • the abrasive effect is based on a dissolution of metal or alloy and / or a detachment of metal oxides by gases, such as oxygen in particular.
  • Aqueous electrolytes which contain phosphoric acid, sulfuric acid or a mixture thereof can be used as the electrolyte.
  • the anodic pickling like the electropolishing described above, can also be carried out in particular in an immersion bath.
  • the metal or alloy removal can also be controlled in particular via current density and / or time.
  • step b) is carried out several times, in particular twice.
  • geometric peculiarities of the metal or alloy product such as, for example, the end of the metal or alloy product, can be processed evenly without any relevant shading.
  • the end of the metal or alloy product can be worked in two positions so that only slight shadowing occurs.
  • it may be preferred that the metal or alloy product is articulated slowly while performing step b).
  • step b) is carried out each time for a period of 30 s to 120 s, in particular 45 s to 90 s, preferably 60 s.
  • step b) is carried out each time for a period of 30 s to 120 s, in particular 45 s to 90 s, preferably 60 s.
  • step c) passivation of the electrochemically processed, in particular electropolished or anodically pickled, surface of the metal or alloy product is carried out.
  • a passivation or passive layer ie a protective layer, can be produced on the electrochemically processed, in particular electropolished or anodically pickled, surface of the metal or alloy product. This can further improve the corrosion resistance of the metal or alloy product.
  • step c) can be used, for example, to form reinforced chromium oxide layers on the product surface.
  • a so-called passivation solution i.e. an aqueous, acidic solution.
  • An aqueous passivating solution which contains citric acid, nitric acid or a mixture of citric acid and nitric acid is preferably used to carry out step c).
  • a dilute, aqueous citric acid solution can be used as the passivation solution, in particular with a citric acid content of 5% by weight to 60% by weight, based on the total weight of the dilute, aqueous citric acid.
  • a dilute, aqueous nitric acid in particular with a nitric acid content of 5% by weight to 60% by weight, based on the total weight of the dilute, aqueous nitric acid, can be used as the passivation solution.
  • citric acid has advantages over the use of nitric acid from both a health and work safety point of view. On top of that, citric acid can be used to create thicker chromium oxide layers in the case of stainless steel products or products made of stainless steel than is the case when using nitric acid, since the latter also reduces the proportion of other alloy components in the case of stainless steel.
  • the metal or alloy product can, for example, be immersed in the passivation solution.
  • the passivation solution can be sprayed or poured onto the surface of the metal or alloy product.
  • step c) can be carried out for a period of 2 minutes to 2 hours, in particular 5 minutes to 60 minutes, preferably 10 minutes to 30 minutes.
  • step c) can be carried out in a temperature range from 20 ° C. to 80 ° C., in particular 30 ° C. to 65 ° C., preferably 50 ° C. to 60 ° C.
  • step bc) cleaning and / or degreasing the metal or alloy product in particular cleaning and / or degreasing the electrochemically processed, in particular electropolished or anodized, surface of the metal or alloy product, be performed.
  • step d) packaging and / or labeling, in particular labeling, of the metal or alloy product can be carried out.
  • step cd) sterilization, in particular steam sterilization, of the metal or alloy product
  • step e) sterilization, in particular steam sterilization, of the metal or alloy product
  • the metal or alloy product has steel, in particular stainless steel or a stainless steel, or consists of steel, in particular stainless steel or a stainless steel.
  • the term “stainless steel” is to be understood to mean an alloyed or unalloyed steel with a particular degree of purity, for example with a sulfur and / or phosphorus mass fraction of ⁇ 0.025%, in particular ⁇ 0.025%.
  • the steel is preferably a non-rusting or corrosion-resistant steel, in particular a non-rusting or corrosion-resistant stainless steel.
  • the steel can in particular be a ferritic steel, martensitic steel, austenitic-ferritic steel or austenitic steel.
  • the steel is preferably a martensitic corrosion-resistant steel, in particular a so-called carbon martensite, i.e. a corrosion-resistant steel with chromium and carbon as the main alloy components, or around a so-called nickel martensite, i.e. a corrosion-resistant steel with nickel as the main alloy component, according to ISO 7153-1.
  • a so-called carbon martensite i.e. a corrosion-resistant steel with chromium and carbon as the main alloy components
  • nickel martensite i.e. a corrosion-resistant steel with nickel as the main alloy component
  • the steel can be a steel with the material designation X12C 3 (material number 1.4006). This is a martensitic steel with a carbon mass fraction of 0.08% to 0.15%, a chromium mass fraction of 11.5% to 13.5% and a nickel mass fraction of ⁇ 0.75%.
  • the steel can be a martensitic, corrosion-resistant steel with the material designation X12CrS13 (material number 1.4005).
  • This steel has a carbon mass fraction of 0.08% to 0.15%, a chromium mass fraction of 12.0% to 14.0% and a molybdenum mass fraction ⁇ 0.60% and optionally a sulfur mass fraction of 0.15% to 0.35%.
  • the steel can be a martensitic, corrosion-resistant steel with the material designation X20C 3 (material number: 1.4021). This steel has a carbon mass fraction of 0.16% to 0.25% and a chromium mass fraction of 12.0% to 14.0%.
  • the steel can be a martensitic, corrosion-resistant steel with the material designation X15C 3 (material number: 1.4024). This steel has a carbon mass fraction of 0.12% to 0.17% and a chromium mass fraction of 12.0% to 14.0%.
  • the steel can be a martensitic, corrosion-resistant steel with the abbreviation X30C 3 (material number: 1.4028).
  • This steel has a carbon mass fraction of 0.26% to 0.35% and a chromium mass fraction of 12.0% to 14.0%.
  • the steel can be a martensitic, corrosion-resistant steel with the abbreviation X46C 3 (material number: 1.4034).
  • This steel has a carbon mass fraction of 0.43% to 0.50% and a chromium mass fraction of 12.5% to 14.5%.
  • the steel can be a martensitic, corrosion-resistant steel with the abbreviation X50CrMoV15 (material number: 1.4116).
  • This steel has a carbon mass fraction of 0.45% to 0.55%, a chromium mass fraction of 14.0% to 15.0%, a molybdenum mass fraction of 0.50% to 0.80% and a vanadium mass fraction of 0.10% to 0.20% on.
  • the steel can be a martensitic, corrosion-resistant steel with the material designation X17CrNi16-2 (material number: 1.4057).
  • This steel has a carbon mass fraction of 0.12% to 0.22%, a chromium mass fraction of 15.0% to 17.0% and a nickel mass fraction of 1.5% to 2.5%.
  • the steel can be a martensitic, corrosion-resistant steel with the abbreviation X39CrMo17-1 (material number: 1.4122).
  • This steel has a carbon mass fraction of 0.33% to 0.45%, a chromium mass fraction from 15.5% to 17.5%, a molybdenum mass fraction from 0.8% to 1.3% and a nickel mass fraction ⁇ 1.0%.
  • the steel can be a martensitic corrosion-resistant steel with the material designation X14CrMoS17 (material number: 1.4104).
  • This steel has a carbon mass fraction of 0.10% to 0.17%, a chromium mass fraction of 15.5% to 17.5%, a molybdenum mass fraction of 0.20% to 0.60% and a sulfur mass fraction of 0.15% to 0.35%.
  • the steel can be a martensitic, corrosion-resistant steel with the material designation X3CrNiMo13-4 (material number: 1.4313).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.05%, a chromium mass fraction from 12.0% to 14.0%, a molybdenum mass fraction from 0.3% to 0.7% and a nickel mass fraction from 3.5% to 4.5% .
  • the steel can be a martensitic, corrosion-resistant steel with the material designation X4CrNiMo16-5-1 (material number: 1.4418).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.06%, a chromium mass fraction from 15.0% to 17.0%, a molybdenum mass fraction from 0.80% to 1.50% and a nickel mass fraction from 4.0% to 6.0% .
  • the steel can be a martensitic steel with the
  • Act short material name X65Cr13 This steel has a carbon mass fraction of 0.58% to 0.70%, a chromium mass fraction of 12.5% to 14.5%, a manganese mass fraction ⁇ 1.00%, a silicon mass fraction ⁇ 1.00%
  • the steel can be a martensitic steel with the
  • Act short material designation X30CrMoN15-1 (material number: 1.4108). This steel has a carbon mass fraction of 0.25% to 0.35%, a chromium mass fraction of 14.0% to 16.0%, a molybdenum mass fraction of 0.85% to 1.10%, a nickel mass fraction of 0.50%, a manganese mass fraction of 1.00%, a
  • the steel can be a martensitic steel with the
  • Act short material name X70CrMo15 (material number: 1.4109). This steel has a carbon mass fraction of 0.60% to 0.75%, a chromium mass fraction of 14.0% up to 16.0%, a molybdenum mass fraction of 0.40% to 0.80%, a manganese mass fraction ⁇ 1.00%, a silicon mass fraction ⁇ 0.70%, a phosphorus mass fraction of 0.04% and a sulfur mass fraction of 0.015%.
  • the steel can be a martensitic steel with the
  • Act short material name X90CrMoV18 (material number: 1.41 12). This steel has a carbon mass fraction of 0.90%, a chromium mass fraction of 17% to 19% and a molybdenum mass fraction of 0.90%.
  • the steel can be a martensitic steel with the
  • Act short material name X38CrMoV15 (material number: 1.41 17). This steel has a carbon mass fraction of 0.38%, a chromium mass fraction of 14% to 15% and a molybdenum mass fraction of 0.50%.
  • the steel can be a martensitic steel with the
  • Act short material designation X150CrMo17 (material number: 1.4125). This steel has a carbon mass fraction of 1.10%, a chromium mass fraction of 17% and a molybdenum mass fraction of 0.60%.
  • the steel can be a martensitic steel with the
  • Act short material description X22CrMoNiS13-1 (material number: 1.4121).
  • This steel has a carbon mass fraction from 0.20% to 0.25%, a chromium mass fraction from 12.0% to 14.0%, a molybdenum mass fraction from 1.00% to 1.50%, a nickel mass fraction from 0.80% to 1, 20%, a manganese mass fraction from 1.00% to 1.50%, a silicon mass fraction ⁇ 1.00%, a phosphor mass fraction from 0.045% and a sulfur mass fraction from 0.15% to 0.25%.
  • the steel can be a martensitic steel with the
  • Act short material name X40CrMoVN16-2 (material number: 1.4123). This steel has a carbon mass fraction of 0.35% to 0.50%, a chromium mass fraction of 14.0% to 16.0%, a molybdenum mass fraction of 1.00% to 2.50%, a nickel mass fraction of 0.5%, a manganese mass fraction ⁇ 1.00%, a
  • the steel can be a martensitic steel with the
  • Act short material name X105CrMo17 (material number: 1.4125). That steel has a carbon mass fraction of 0.95% to 1.20%, a chromium mass fraction of 16.0% to 18.0%, a molybdenum mass fraction of 0.04% to 0.80%, a manganese mass fraction of a maximum of 1.00% Silicon mass fraction of a maximum of 1.00%, a phosphorus mass fraction of a maximum of 0.040% and a sulfur mass fraction of a maximum of 0.015%.
  • the steel can be a precipitation-hardening, corrosion-resistant steel with the abbreviation X5CrNiCuNb16-4 (material number: 1.4542).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.07%, a chromium mass fraction from 15.0% to 17.0%, a molybdenum mass fraction ⁇ 0.60%, a nickel mass fraction from 3.0% to 5.0%, a copper mass fraction of 3, 0% to 5.0% and a maximum niobium mass fraction of 0.45%.
  • the steel can be a precipitation-hardening, corrosion-resistant steel with the abbreviation X7CrNiAI17-7 (material number: 1.4568).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.09%, a chromium mass fraction from 16.0% to 18.0%, a nickel mass fraction from 6.5% to 7.8% and an aluminum mass fraction from 0.70% to 1.50% .
  • the steel can be a precipitation-hardening, corrosion-resistant steel with the abbreviation X5CrNiMoCuNb14-5 (material number: 1.4594).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.07%, a chromium mass fraction from 13.0% to 15.0%, a molybdenum mass fraction from 1, 20% to 2.00%, a nickel mass fraction from 5.0% to 6.0%, a copper mass fraction from 1, 20% to 2.00% and a niobium mass fraction from 0.15% to 0.60%.
  • the steel can be a precipitation-hardening, corrosion-resistant steel with the abbreviation X3CrNiTiMb12-9 (material number: 1.4543).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.03%, a chromium mass fraction from 1 1, 0% to 12.5%, a molybdenum mass fraction ⁇ 0.50%, a nickel mass fraction from 3.00% to 5.00%, a titanium mass fraction from ⁇ 0.90% to 1.40%, a copper mass fraction from 1.50% to 2.50%, a niobium mass fraction from 0.10% to 0.50%, a manganese mass fraction from 0.50%, a silicon mass fraction from 0.50 %, a phosphorus mass fraction ⁇ 0.02% and a sulfur mass fraction ⁇ 0.015%.
  • the steel can be a ferritic, corrosion-resistant steel with the material designation X2CrNi12 (material number: 1.4003). This steel points a carbon mass fraction ⁇ 0.03%, a chromium mass fraction from 10.5% to 12.5%, a nickel mass fraction from 0.3% to 1.00% and a nitrogen fraction ⁇ 0.03%.
  • the steel can be a ferritic, corrosion-resistant steel with the material designation X2CrNi12 (material number: 1.4512).
  • This steel has a carbon mass fraction of ⁇ 0.03%, a chromium mass fraction of 10.5% to 12.5% and a titanium mass fraction of a maximum of 0.65%.
  • the steel can be a ferritic, corrosion-resistant steel with the material designation X6Cr17 (material number: 1.4016). This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.08% and a chromium mass fraction of 16.0% to 18.0%.
  • the steel can be a ferritic, corrosion-resistant steel with the abbreviation X3CrTi17 (material number: 1.4510).
  • This steel has a carbon mass fraction of ⁇ 0.05%, a chromium mass fraction of 16.0% to 18.0% and a titanium mass fraction of a maximum of 0.80%.
  • the steel can be a ferritic, corrosion-resistant steel with the material designation X6CrMoS17 (material number: 1.4105).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.08%, a chromium mass fraction from 16.0% to 18.0%, a molybdenum mass fraction from 0.20% to 0.60% and a sulfur mass fraction from 0.15% to 0.35% .
  • the steel can be a ferritic, corrosion-resistant steel with the material designation X3CrNb17 (material number: 1.4511). This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.05%, a chromium mass fraction of 16.0% to 18.0% and a maximum niobium proportion of 1.00%.
  • the steel can be a ferritic, corrosion-resistant steel with the abbreviation X2CrTiNb18 (material number: 1.4509).
  • This steel has a carbon mass fraction of ⁇ 0.03%, a chromium mass fraction of 17.5% to 18.5%, a maximum niobium mass fraction of 1.00% and a titanium mass fraction of 0.10% to 0.60%.
  • the steel can be a ferritic, corrosion-resistant steel with the material designation X6CrMo17-1 (material number: 1.41 13). That steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.08%, a chromium mass fraction from 16.0% to 18.0% and a molybdenum mass fraction from 0.90% to 1.40%.
  • the steel can be a ferritic, corrosion-resistant steel with the abbreviation X2CrMoTi18-2 (material number: 1.4521).
  • This steel has a carbon mass fraction of ⁇ 0.025%, a chromium mass fraction of 17.0% to 20.0%, a molybdenum mass fraction of 1.80% to 2.50% and a titanium mass fraction of a maximum of 0.80%.
  • the steel can be an austenitic-ferritic, corrosion-resistant steel with the abbreviation X2CrNi22-2 (material number: 1.4062).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.03%, a chromium mass fraction from 21.5% to 24.0%, a molybdenum mass fraction ⁇ 0.45%, a nickel mass fraction from 1.00% to 2.90% and a nitrogen mass fraction from 0. 16% to 0.28%.
  • the steel can be an austenitic-ferritic, corrosion-resistant steel with the abbreviation X2CrMnNiN21-5-1 (material number: 1.4162).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.04%, a chromium mass fraction from 21.0% to 22.0%, a molybdenum mass fraction from 0.10% to 0.80%, a nickel mass fraction from 1.35% to 1.70%, a manganese mass fraction from 4.0% to 6.0%, a nitrogen mass fraction from 0.20% to 0.25% and a copper mass fraction from 0.10% to 0.80%.
  • the steel can be an austenitic-ferritic, corrosion-resistant steel with the short material designation X2CrNiN23-4 (material number: 1.4362).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.03%, a chromium mass fraction from 22.0% to 24.0%, a molybdenum mass fraction from 0.10% to 0.60%, a nickel mass fraction from 3.5% to 5.5% and a copper mass fraction of 0.10% to 0.60%.
  • the steel can be an austenitic-ferritic, corrosion-resistant steel with the abbreviation X2CrNiMoN22-5-3 (material number: 1.4462).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.03%, a chromium mass fraction from 21.0% to 23.0%, a molybdenum mass fraction from 2.5% to 3.5%, a nickel mass fraction from 4.5% to 6.5% and a nitrogen mass fraction of 0.10% to 0.22%.
  • the steel can be an austenitic-ferritic, corrosion-resistant steel with the abbreviation X2CrNiMnMoCuN24-4-3-2 (material number: 1.4662).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.03%, a chromium mass fraction from 23.0% to 25.0%, a molybdenum mass fraction from 1.00% to 2.00%, a nickel mass fraction from 3.0% to 4.5%, a manganese mass fraction of 2.5% to 4.0% and a copper mass fraction of 0.10% to 0.80%.
  • the steel can be an austenitic-ferritic, corrosion-resistant steel with the abbreviation X2CrNiMoN25-7-4 (material number: 1.4410).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.03%, a chromium mass fraction from 24.0% to 26.0%, a molybdenum mass fraction from 3.0% to 4.5%
  • Nickel mass fraction from 6.0% to 8.0% and a nitrogen mass fraction from 0.24% to 0.35%.
  • the steel can be an austenitic-ferritic, corrosion-resistant steel with the abbreviation X2CrNiMoCuWN25-7-4 (material number: 1.4501).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.03%, a chromium mass fraction from 24.0% to 26.0%, a molybdenum mass fraction from 3.0% to 4.0%
  • Nickel mass fraction from 6.0% to 8.0%, a copper mass fraction from 0.50% to 1.00%, a tungsten mass fraction from 0.50% to 1.00% and a nitrogen mass fraction from 0.20% to 0.30% on.
  • the steel can be an austenitic, corrosion-resistant steel with the material designation X2CrNiMo18-15-3 (material number: 1.4441).
  • This steel has a carbon mass fraction of a maximum of 0.030%, a chromium mass fraction of 17.0% to 19.0% and a molybdenum mass fraction of 2.70% to 3.0%
  • the steel can be an austenitic, corrosion-resistant steel with the material designation X5CrNi18-10 (material number: 1.4301). This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.07%, a chromium mass fraction from 17.5% to 19.5%, a nickel mass fraction from 8.0% to 10.5% and a nitrogen mass fraction ⁇ 0.1 1%.
  • the steel can be an austenitic, corrosion-resistant steel with the material designation X4CrNi18-12 (material number: 1.4303). This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.06%, a chromium mass fraction from 17.0% to 19.0%, a nickel mass fraction from 1 1.0% to 13.0% and a nitrogen mass fraction ⁇ 0.1 1%.
  • the steel can be an austenitic, corrosion-resistant steel with the material designation X8CrNiS18-9 (material number: 1.4305).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.10%, a chromium mass fraction from 17.0% to 19.0%, a nickel mass fraction from 8.0% to 10.0%, a sulfur mass fraction from 0.15% to 0.35% and a copper mass fraction ⁇ 1.00%.
  • the steel can be an austenitic, corrosion-resistant steel with the abbreviation X2CrNi19-11 (material number: 1.4306).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.030%, a chromium mass fraction from 18.0% to 20.0%, a nickel mass fraction from 10.0% to 12.0% and a nitrogen mass fraction ⁇ 0.1 1%.
  • the steel can be an austenitic, corrosion-resistant steel with the material designation X2CrNi18-9 (material number: 1.4307).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.030%, a chromium mass fraction from 17.5% to 19.5%, a nickel mass fraction from 8.0% to 10.5% and a nitrogen mass fraction ⁇ 0.1 1%.
  • the steel can be an austenitic, corrosion-resistant steel with the material designation X2CrNi18-10 (material number: 1.4311).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.030%, a chromium mass fraction from 17.5% to 19.5%, a nickel mass fraction from 8.5% to 11.5% and a nitrogen mass fraction from 0.12% to 0.22%.
  • the steel can be an austenitic, corrosion-resistant steel with the material designation X6CrNiTi18-10 (material number: 1.4541). This steel has a carbon mass fraction of ⁇ 0.08%, a chromium mass fraction of 17.0% to 19.0%, a nickel mass fraction of 9.0% to 12.0% and a titanium mass fraction of 0.70% maximum.
  • the steel can be an austenitic, corrosion-resistant steel with the material designation X6CrNiNb18-10 (material number: 1.4550). This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.08%, a chromium mass fraction from 17.0% to 19.0%, a nickel mass fraction from 9.0% to 12.0% and a maximum niobium mass fraction of 1.00%.
  • the steel can be an austenitic, corrosion-resistant steel with the abbreviation X3CrNiCu18-9-4 (material number: 1.4567).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.04%, a chromium mass fraction from 17.0% to 19.0%, a nickel mass fraction from 8.5% to 10.5% and a copper mass fraction from 3.0% to 4.0% .
  • the steel can be an austenitic, corrosion-resistant steel with the material designation X10CrNi18-8 (material number: 1.4310).
  • This steel has a carbon mass fraction of 0.05% to 0.15%, a chromium mass fraction of 16.0% to 19.0%, a molybdenum mass fraction ⁇ 0.80% and a nickel mass fraction of 6.0% to 9.5% .
  • the steel can be an austenitic, corrosion-resistant steel with the abbreviation X5CrNiMo17-12-2 (material number: 1.4401).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.07%, a chromium mass fraction from 16.5% to
  • the steel can be an austenitic, corrosion-resistant steel with the abbreviation X2CrNiMo17-12-2 (material number: 1.4404).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.030%, a chromium mass fraction from 16.5% to
  • the steel can be an austenitic corrosion-resistant steel with the abbreviation X6CrNiMoTi17-12-2 (material number: 1.4571). This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.08%, a chromium mass fraction from 16.5% to
  • the steel can be an austenitic, corrosion-resistant steel with the material designation X2CrNiMoN17-13-3 (material number: 1.4429). This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.030%, a chromium mass fraction from 16.5% to
  • the steel can be an austenitic, corrosion-resistant steel with the material designation X2CrNiMo18-14-3 (material number: 1.4435).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.030%, a chromium mass fraction from 17.0% to 19.0%, a molybdenum mass fraction from 2.5% to 3.0%, a nickel mass fraction from 12.5% to 15.0% and a nitrogen mass fraction ⁇ 0.10%.
  • the steel can be an austenitic corrosion-resistant steel with the abbreviation X3CrNiMo17-13-3 (material number: 1.4436).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.05%, a chromium mass fraction from 16.5% to
  • the steel can be an austenitic corrosion-resistant steel with the abbreviation X2CrNiMoN17-13-5 (material number: 1.4439).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.030%, a chromium mass fraction from 16.5% to
  • the steel can be an austenitic corrosion-resistant steel with the abbreviation X1 NiCrMoCu25-20-5 (material number: 1.4539).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.020%, a chromium mass fraction from 19.0% to 21.0%, a molybdenum mass fraction from 4.0% to 5.0%, a nickel mass fraction from 24.0% to 26.0%, a copper mass fraction from 1, 20% to 2.00% and a nitrogen mass fraction ⁇ 0.15%.
  • the steel can be an austenitic corrosion-resistant steel with the abbreviation X2CrNiMnMoNbN25-18-5-4 (material number: 1.4565).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.030%, one
  • Chromium mass fraction from 24.0% to 26.0%, a molybdenum mass fraction from 4.0% to 5.0%, a nickel mass fraction from 16.0% to 19.0%, a manganese mass fraction from 5.0% to 7.0 %, a nitrogen mass fraction of 0.30% to 0.60% and a niobium mass fraction ⁇ 0.15%.
  • the steel can be an austenitic, corrosion-resistant steel with the abbreviation X1 NiCrMoCuN25-20-7 (material number: 1.4529).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.020%, a chromium mass fraction from 19.0% to 21.0%, a molybdenum mass fraction from 6.0% to 7.0%, a nickel mass fraction from 24.0% to 26.0%, a copper mass fraction from 0.50% to 1.50% and a nitrogen mass fraction from 0.15% to 0.25%.
  • the steel can be an austenitic, corrosion-resistant steel with the abbreviation X1 CrNiMoCuN20-18-7 (material number: 1.4547).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.020%, a chromium mass fraction from 19.5% to 20.5%, a molybdenum mass fraction from 6.0% to 7.0%, a nickel mass fraction from 17.5% to 18.5%, a copper mass fraction from 0.50% to 1.00% and a nitrogen mass fraction from 0.18% to 0.25%.
  • the steel can be an austenitic, corrosion-resistant steel with the abbreviation X1 CrNiMoCuN24-22-8 (material number: 1.4652).
  • This steel has a carbon mass fraction ⁇ 0.020%, a chromium mass fraction from 23.0% to 25.0%, a molybdenum mass fraction from 7.0% to 8.0%, a nickel mass fraction from 21.0% to 23.0%, a manganese mass fraction from 2.0% to 4.0% and a nitrogen mass fraction from 0.45% to 0.55%.
  • the metal or alloy product preferably generally has a steel, in particular corrosion-resistant steel, with a chromium mass fraction of 10% to 25% or consists of such a steel, in particular such a corrosion-resistant steel.
  • the metal or alloy product is a medical or medical technology product or a preliminary stage, in particular a semi-finished product, a blank or a semi-finished product, or a component, such as a screw, a rivet or a guide pin , a hollow handle, a handle or a spring, a medical or medical product, in particular a medical instrument, preferably a surgical instrument.
  • the medical or medical technology product is preferably a medical instrument, in particular a surgical instrument.
  • the surgical instrument can in particular be selected from the group consisting of a spreading instrument, a grasping instrument, a clamping instrument, a cutting instrument, a suturing device, an endoscope and a combined instrument.
  • the spreading instrument can be, for example, a retractor, a retractor, a wound spreader, a sternum spreader, a wound blocker, a speculum or a trocar sleeve.
  • the grasping instrument can be, for example, tweezers, a clamp, a needle holder or a grasping forceps.
  • the clamping instrument can be, for example, a soft clamp, in particular for temporary clamping for the intestine and fine vessels, or a preparation clamp.
  • the cutting instrument can be, for example, a scalpel, a knife, a pair of scissors, branch pliers, bone splitting pliers, ring pliers, an electrotome, a conchotome, a cautery or an ultrasound knife.
  • the suturing device can in particular be a stapling device (stacker) or a staple remover.
  • the combined instrument can be an endo stacker or a stapling device which, for example, clamps a hollow organ and at the same time cuts precisely. Furthermore, the combined instrument can be a combined needle holder, which can both grip and cut as a universal suture device.
  • the surgical instrument can be a hammer.
  • the surgical instrument can be a chisel, in particular flat or hollow chisels such as hollow bone chisels, or a curette, in particular a bone curette.
  • the surgical instrument can be a probe.
  • the surgical instrument can be a bone punch.
  • the surgical instrument can be a lever or elevator or a raspatory.
  • the invention in a second aspect, relates to a metal or alloy product.
  • the metal or alloy product is preferably produced or can be produced by a method according to the first aspect of the invention.
  • the metal or alloy product can have a pitting corrosion potential of 100 mV to 1200 mV, in particular 200 mV to 800 mV, preferably 300 mV to ... 600 mV (measured against a standard hydrogen electrode).
  • the metal or alloy product can have a contact angle of 60 ° to 140 °, in particular 65 ° to 120 °, preferably 70 ° to 100 °.
  • the contact angle can be measured in accordance with ASTM D 7334-08.
  • the contact angle can be measured using a contact angle measuring device from dataPhysics (Contact Angle System OCA 15 Plus) and using a 0.9% sodium chloride solution (B. Braun), the drop volume being 1 ⁇ l.
  • the samples can in this case be washed out in a regular manufacturing process and cleaned in deionized water in an ultrasonic bath for 5 minutes before the measurement, the samples being washed with deionized water and blown off with oil-free compressed air immediately before the measurement.
  • test specimens used were made from the same material and with the same manufacturing steps as the surgical instruments (eg clamps, needle holders, scissors with hard metal and the like).
  • surgical instruments eg clamps, needle holders, scissors with hard metal and the like.
  • SEM / EDX analyzes foreign material and material duplications were carried out on the corrosion samples and instruments.
  • Potentiodynamic tests were initially only carried out on test specimens. In order to analyze the benchmark and to compare whether the measured values measured on test specimens can be related to the instrument, instruments were measured in a laboratory. The results of the test specimens were confirmed.
  • a surgical instrument (clamp BH110R), corrosion test specimens and test platelets were initially treated by means of slide grinding for a period of four hours. The surgical instrument and specimens were then left to lighten for an hour. Both the instrument and the test specimens were made from the same material.
  • the surface of the surgical instrument and the test specimen were then electropolished. This was done with a DC voltage of 4.5 volts. The electropolishing was carried out for 45 seconds at a temperature of 80 ° C.
  • the surface of the surgical instrument and the test specimen were then passivated.
  • the surgical instrument and the test specimens were immersed in a 33% nitric acid.
  • the passivation was carried out for 30 minutes at a temperature of 30 ° C.
  • the corrosion test specimens showed Pitting corrosion potential of 550 mV.
  • the sample platelets had a contact angle of
  • a surgical instrument (clamp BH110R), corrosion test specimens and test platelets were first treated by means of slide grinding for a period of four hours. The surgical instrument and specimens were then left to lighten for an hour.
  • the surgical instrument and test specimens were then treated with blasting. Glass beads with an average diameter of 40 pm to 70 pm were used for this.
  • the blasting was carried out in an injector blasting system under a pressure of 4 bar.
  • the surgical instrument and the test specimens were then subjected to passivation.
  • a 10% citric acid solution was used for this.
  • the passivation took place over a period of 10 minutes at a temperature of 55 ° C.
  • the pitting corrosion potential of the corrosion test specimens was 386 mV.
  • the sample platelets had a contact angle of 74.4 °.
  • the comparison of a method according to the invention and a method of the generic type described above shows that the method according to the invention leads to products which are more resistant to corrosion and, in particular, more scratch-resistant.
  • the method according to the invention is suitable for reducing the risk of surface discoloration compared to methods of the generic type.
  • the method according to the invention leads to products that are easier to clean (see measured contact angle).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Oberflächenbehandeln und/oder Herstellen eines Metall- oder Legierungsprodukts mit den Schritten: • a) Mattieren einer Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts und • b) elektrochemisches Bearbeiten der mattierten Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts. Insbesondere ist das Verfahren ein Verfahren zum Oberflächenbehandeln und/oder Herstellen eines medizintechnischen Produkts oder einer Vorstufe oder eines Bauteils eines medizintechnischen Produkts mit der Verfahrensabfolge Schleifen (insbesondere Gleitschleifen), Mattieren (insbesondere Strahlmittelbehandlung), Elektropolieren sowie Passivieren. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Metall- oder Legierungsprodukt, welches gemäß obigem Verfahren hergestellt oder herstellbar ist.

Description

Verfahren zum Oberflächenbehandeln eines Metall- oder Leqierunqsprodukts sowie ein Metall- oder Leqierunqsprodukt
ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Oberflächenbehandeln und/oder Herstellen eines Metall- oder Legierungsprodukts sowie ein Metall- oder Legierungsprodukt, welches nach dem Verfahren hergestellt oder herstellbar ist.
Metall- oder Legierungsprodukte, wie beispielsweise chirurgische Instrumente, werden vor ihrer Fertigstellung in der Regel einer Oberflächenbehandlung unterworfen. Hierzu können die Oberflächen der Produkte zunächst mittels Gleit- und/oder Bandschleifen bearbeitet werden. Dadurch können Fehler im Vormaterial und/oder schmiedebedingte Fehler, wie beispielsweise entkohlte Bereiche, oder Oberflächenfehler, wie beispielsweise Poren, Narben oder Risse, beseitigt werden, welche sich anderenfalls nachteilig auf die Korrosionsbeständigkeit der Produkte auswirken würden.
Eine abrasive Bearbeitung von Metall- oder Legierungsprodukten erfolgt meistens in mehreren Schritten, wobei der Abtrag allmählich erhöht und die Oberflächenrauheit verringert wird.
Durch Bandschleifen können feine Kerben oder Anhebungen auf der Produktoberfläche entstehen. Diese können bei einem nachfolgenden Behandlungsschritt umgebogen oder eingedrückt werden. Dadurch können Materialdopplungen entstehen. Außerdem kann es zu einem vereinzelten Materialübertrag, beispielsweise von Siliziumcarbidpartikeln, von einem Schleifband auf die Produktoberfläche kommen. Ein derartiger Materialübertrag und die Belastung, durch die mechanische Bearbeitung, kann wiederum Eigenspannungen im Produkt erzeugen oder erhöhen. Problematisch ist, dass beim Schleifen nicht beseitigte oder erzeugte Oberflächenfehler in einem nachfolgenden Behandlungsschritt nur noch begrenzt beseitigt werden können.
Im Rahmen eines sich an einen Schleifschritt anschließenden Mattierungsschritts werden üblicherweise sphärische Strahlmittel, wie beispielsweise Glasperlen, auf die Produktoberfläche beschleunigt. Dadurch kommt es zu einer plastischen Verformung der Produktoberfläche, wodurch diese vergrößert und aufgeraut wird. Da Glasperlen im Allgemeinen sehr hart (Härte 6 Mohs) und obendrein spröde sind, wird das Strahlmittel während des Mattierens teilweise gebrochen. Dadurch treffen sowohl sphärische Glasperlen als auch gebrochene Glasperlen auf die Oberfläche des Produkts. Während gebrochene Glasperlen scharfe Kerben auf der Produktoberfläche erzeugen, hinterlassen ungebrochene Glasperlen sphärische Eindrücke auf der Oberfläche des Produkts. Durch das Auftreffen von gebrochenen und ungebrochenen Glasperlen kommt es zu einer Wechselwirkung zwischen der durch die gebrochenen Glasperlen eingekerbten Produktoberfläche und der durch die ungebrochenen Glasperlen eingeglätteten Produktoberfläche. Hierdurch entstehen ebenfalls Materialdopplungen. Zusätzlich zur plastischen Verformung und der hiermit einhergehenden Erzeugung von Produktspannungen kann ein Materialübertrag des Strahlmittels auf die Produktoberfläche stattfinden. Dieser Materialübertrag ist besonders stark im Bereich von Kerben, in welchen Materialanhäufungen der Glasperlen Zurückbleiben können.
Alternativ zu der vorstehend am Beispiel von Glasperlen beschriebenen Strahlmittelbehandlung können die Oberflächen von Metall- oder Legierungsprodukten gebürstet werden. Hierzu können die Produktoberflächen mit Bürstscheiben, beispielsweise mit Hilfe eines scheibenförmig gestalteten Schleifvlieses oder von scheibenförmig angeordneten Nylonfasern mit Schleifpartikeln, bearbeitet werden. Auf den Bürstscheiben sind üblicherweise Aluminium- und/oder Siliziumoxidpartikel aufgebracht. Nachteilig ist jedoch, dass gebürstete Produktoberflächen ein stärkeres Reflexionsverhalten aufweisen als mattierte Produktoberflächen.
Es ist bekannt, dass sich durch Materialdopplungen ausgebildete Mikrospalten oder Kerben auf der Oberfläche eines Metall- oder Legierungsprodukts sowie eine damit einhergehende Erzeugung oder Erhöhung von Eigenspannungen im Produkt nachteilig auf dessen Korrosionsbeständigkeit auswirken. Im Falle eines Materialübertrags, beispielsweise während eines Bandschleifens und/oder Mattierens, kommt hinzu, dass das übertragene Material zusätzliche Mikrospalten generieren sowie die Schwächung einer Passivierungsschicht bewirken kann.
Ein weiteres Problem bei der Oberflächenbearbeitung von Metall- oder Legierungsprodukten stellt das Auftreten von Oberflächenverfärbungen dar. Diese gehen mehrheitlich auf Silikatablagerungen, Titanoxidablagerungen sowie Wasserflecken zurück. Während sich Wasserflecken durch einfache Gegenmaßnahmen, wie beispielsweise durch die Verwendung von vollentsalztem Wasser und/oder durch direktes Trocknen nach dem Spülen, verhindern oder entfernen lassen, gestaltet sich die Verhinderung oder Entfernung von Titanoxid- sowie Silikatablagerungen als vergleichsweise aufwändiger. Titanoxid- und Silikatablagerungen sind chemisch neutral und mithin hygienisch unbedenklich. Aufgrund ihres Aussehens führen sie jedoch fälschlicherweise immer wieder zu einem Hygienealarm. Die augenscheinliche Verfärbung der beiden Ablagerungsarten beruht auf der Reflexion und Interferenz von weißem Licht an Produktschichten, deren Dicken sich im Nanometerbereich bewegen.
Ursächlich für großflächige Titanoxidablagerungen sind in der Regel eingesetzte Reinigungsmittel. Titanoxidablagerungen sind vor allem auf glatten und glänzenden Produktoberflächen erkennbar.
Silikatablagerungen entstehen während einer Dampfsterilisation durch Abscheidung von im Wasser gelöster Kieselsäure auf der Oberfläche von Metall- oder Legierungsprodukten. Aufgrund der Tropfenform ist diese Art der Silikatschichten besonders gut auf matten Produktoberflächen zu erkennen. Diese reflektieren das Licht an den Rändern der Tropfen stärker, womit eine gute Sichtbarkeit einhergeht. Für eine komplette Vermeidung von Silikatablagerungen wäre unter prozesstechnischen Gesichtspunkten eine sehr teure Wasseraufbereitung erforderlich.
Während sich Silikatablagerungen somit hauptsächlich auf matten Oberflächen zeigen, sind Titanoxidablagerungen vor allem auf glatten Oberflächen gut zu erkennen.
AUFGABE UND LÖSUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Oberflächenbehandeln und/oder Herstellen eines Metall- oder Legierungsprodukts bereitzustellen, welches bei gattungsgemäßen Verfahren auftretende Nachteile wenigstens teilweise vermeidet und insbesondere zu einer Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit sowie zu einem verringertem Auftreten von Oberflächenverfärbungen bei entsprechend behandelten und/oder hergestellten Metall- oder Legierungsprodukten führt.
Die Erfindung stellt sich des Weiteren die Aufgabe, ein entsprechendes Metall- oder Legierungsprodukt bereitzustellen.
Die oben genannten Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch ein Metall- oder Legierungsprodukt gemäß Anspruch 15. Bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche sowie der Beschreibung. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Oberflächenbehandeln und/oder Herstellen eines Metall- oder Legierungsprodukts. Das Verfahren weist die nachfolgenden Schritte auf: a) Mattieren einer Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts und b) elektrochemisches Bearbeiten der mattierten Oberfläche des Metall- oder
Legierungsprodukts.
Unter dem Ausdruck„Metallprodukt“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Produkt verstanden werden, welches ein Metall aufweist oder aus einem Metall besteht. Bevorzugt soll unter dem Ausdruck„Metallprodukt“ im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Produkt aus einem Metall verstanden werden.
Unter dem Ausdruck„Legierungsprodukt“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Produkt verstanden werden, welches eine Legierung aufweist oder aus einer Legierung besteht. Bevorzugt soll unter dem Ausdruck„Legierungsprodukt“ im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Produkt aus einer Legierung verstanden werden.
Unter dem Ausdruck„Legierung“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein makroskopisch homogener metallischer Werkstoff aus wenigstens zwei Elementen (Komponenten) verstanden werden, von welchen wenigstens ein Element ein Metall ist. Demnach kann der Ausdruck „Legierung“ im Sinne der vorliegenden Erfindung einen makroskopisch homogenen metallischen Werkstoff bedeuten, welcher aus wenigstens zwei verschiedenen Metallen besteht. Alternativ kann der Ausdruck„Legierung“ im Sinne der vorliegenden Erfindung einen makroskopisch homogenen metallischen Werkstoff bedeuten, welcher aus wenigstens einem Metall sowie wenigstens einem Nichtmetall, wie beispielsweise Kohlenstoff, besteht.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass sich die im Stand der Technik im Zusammenhang der Oberflächenbehandlung von Metall- oder Legierungsprodukten auftretenden Nachteile durch eine Kombination eines Mattierungsschritts sowie eines elektrochemischen Bearbeitungsschritts teilweise oder gar vollständig vermeiden lassen. So führt der erfindungsgemäße Mattierungsschritt (Schritt a)) mit besonderem Vorteil zu einem geringeren Reflexionsverhalten der Produktoberfläche, wodurch ein Blenden des Chirurgen/-in verhindert werden kann. Durch den sich anschließenden elektrochemischen Bearbeitungsschritt (Schritt b)) kann in vorteilhafter Weise die Korrosionsbeständigkeit des Metall- oder Legierungsprodukts verbessert werden und die Anhaftung von Ablagerungen (Oberflächenverfärbungen) reduziert werden.
In Ausgestaltung der Erfindung wird vor Schritt a) ein Schleifen, vorzugsweise ein Gleit- und/oder Bandschleifen, der Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts durchgeführt.
Zum Gleitschleifen wird das Metall- oder Legierungsprodukt bevorzugt zusammen mit Gleitschleifkörpern, welche vorzugsweise als Schüttgut gestaltet sind, oder zusammen mit einer Gleitschleifkörper und optional Zusatzstoffe enthaltenden wässrigen Lösung in einen Behälter gegeben. Die optional vorgesehenen Zusatzstoffe können ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Korrosionsschutzmittel, Entfettungsmittel, Beizmittel, Trennmittel (beispielsweise Kunststoffkügelchen mit einem Durchmesser < 1 mm) und Mischungen davon. Durch eine solche Lösung lassen sich in vorteilhafter Weise ein durch die Gleitschleifkörper entstehender Abrieb sowie ein Produktabtrag aufnehmen und abtransportieren. Abhängig vom jeweils verwendeten Zusatzstoff lassen sich darüber hinaus weitere Effekte realisieren, wie beispielsweise Korrosionsschutz, Entfettung sowie Adhäsionsprophylaxe.
Durch eine oszillierende oder rotierende Bewegung des Behälters entsteht eine Relativbewegung zwischen dem Metall- oder Legierungsprodukt und den Gleitschleifkörpern. Dadurch wird ein Materialabtrag am Metall- oder Legierungsprodukt, insbesondere an dessen Kanten, hervorgerufen. Das Oberflächenbild des Metall- oder Legierungsprodukts, die Rauheit, der Materialabtrag sowie die Entgratleistung lassen sich in vorteilhafter Weise durch zum Gleitschleifen verwendete Maschinen, Schleifkörper sowie durch optionale Zusatzmittel gezielt beeinflussen.
Die Gleitschleifkörper können ein Material aufweisen oder aus einem Material bestehen, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Keramik, Kunststoff, Naturprodukt wie Walnussschalen, Stahl und Kombinationen davon.
Grundsätzlich können die Gleitschleifkörper regelmäßig und/oder unregelmäßig geformt vorliegen.
Die Gleitschleifkörper können insbesondere ecken- und/oder kantenfrei, wie beispielsweise ellipsoid-, toroid- oder kugelförmig, gestaltet sein. Alternativ oder in Kombination können die Gleitschleifkörper Ecken und/oder Kanten aufweisen. Insbesondere können die Gleitschleifkörper polyederförmig, beispielsweise würfelförmig, quaderförmig, prismenförmig, pyramidenförmig oder spatförmig, gestaltet sein. Weiterhin können die Gleitschleifkörper insbesondere als gerade Prismen und/oder schiefe Prismen gestaltet sein.
Alternativ oder in Kombination können die Gleitschleifkörper kegelförmig gestaltet sein.
Weiterhin kann eine Mischung unterschiedlich gestalteter Gleitschleifkörper zum Gleitschleifen des Metall- oder Legierungsprodukts verwendet werden. Beispielsweise können ecken- und/oder kantenfreie und polyederförmige Gleitschleifkörper verwendet werden. Alternativ oder in Kombination können unterschiedlich gestaltete ecken- und/oder kantenfreie Gleitschleifkörper und/oder unterschiedliche polyederförmige Gleitschleifkörper verwendet werden. Bezüglich in Frage kommender Gestaltungen und Formen wird vollständig auf die in den vorherigen Absätzen beschriebenen Gestaltungen und Formen für die Gleitschleifkörper Bezug genommen.
Die Gleitschleifkörper können weiterhin wenigstens eine Abmessung, insbesondere wenigstens eine mittlere Abmessung, wie beispielsweise einen Durchmesser, insbesondere mittleren Durchmesser, und/oder eine Höhe, insbesondere mittlere Höhe, und/oder eine Länge, insbesondere mittlere Länge, im Bereich von 1 mm bis 80 mm aufweisen. Dabei soll unter dem Durchmesser von kugelförmig gestalteten Gleitschleifkörpern im Sinne der der vorliegenden Erfindung der doppelte Radius eines einzelnen kugelförmig gestalteten Gleitschleifkörpers verstanden werden. Dagegen soll unter dem Durchmesser eines nicht kugelförmig gestalteten Gleitschleifkörpers im Sinne der vorliegenden Erfindung der größtmögliche Abstand zweier Punkte verstanden werden, welchen diese entlang einer Umfangslinie eines einzelnen Gleitschleifkörpers zueinander einnehmen können. Die in diesem Absatz genannten mittleren Abmessungen können beispielsweise mittels Schüttdichte und/oder optischer Vermessung bestimmt werden. Das Gleitschleifen kann weiterhin als Trommelgleitschleifen, Vibrationsgleitschleifen, Tauchgleitspanen, Schleppschleifen, Fliehkraftgleitspanen oder Druckfließläppen durchgeführt werden.
Zum Bandschleifen des Metall- oder Legierungsprodukts werden vorzugsweise Schleifbänder verwendet. Hierfür können insbesondere Schleifbänder verwendet werden, welche über wenigstens zwei Rollen umlaufen. Die Schleifbänder weisen bevorzugt eine Körnung von 150 bis 1.200 auf. Die Zahl der Körnung orientiert sich dabei an der Maßeinheit Mesh, d.h. der Anzahl der Maschen eines Netzes pro Zoll (25,4 mm). Demzufolge passt beispielsweise ein Schleifmittel mit der Körnung 150 gerade noch durch ein Sieb mit 150 Maschen pro Zoll.
Erfindungsgemäß kann vor Durchführen von Schritt a) beispielsweise zunächst ein Gleitschleifen und anschließend ein Bandschleifen durchgeführt werden. Ein Bandschleifen kann vor allem im Hinblick auf das Behandeln eines sogenannten Abschattungsbereichs des Metall- oder Legierungsprodukts, aber auch außerhalb eines solchen Bereichs von Vorteil sein. Der Abschattungsbereich definiert den Bereich des Metall- oder Legierungsprodukts, in welchem Gleitschleifkörper, insbesondere aufgrund der geometrischen Form und/oder Gestalt des Metall- oder Legierungsprodukts, nicht oder nur begrenzt auf der Oberfläche wirksam sind.
Alternativ kann die Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts vor Durchführen von Schritt a) lediglich mittels Gleitschleifen geschliffen werden. Dadurch kann die Entstehung von auf Bandschleifen zurückgehenden Kerben und/oder Anhebungen auf der Produktoberfläche vermieden und mithin die Korrosionsbeständigkeit des Metall- oder Legierungsprodukts zusätzlich verbessert werden.
Gleichwohl kann alternativ die Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts vor Durchführen von Schritt a) lediglich mittels Bandschleifen geschliffen werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird zum Durchführen von Schritt a) ein Strahlmittel, insbesondere ein duktiles, d.h. nicht sprödes, Strahlmittel verwendet. Durch die Verwendung eines derartigen Strahlmittels kann mit besonderem Vorteil die Erzeugung von Kerben und/oder von Mikrospalten verhindert oder wenigstens reduziert werden. Dadurch kann das Auftreten lokaler Spannungsspitzen im Produkt vermieden oder wenigstens reduziert und insbesondere die Korrosionsbeständigkeit des Metall- oder Legierungsprodukts zusätzlich verbessert werden. Obendrein lässt sich durch die Verwendung eines derartigen Strahlmittels in vorteilhafter weise die Kratzbeständigkeit des Metall- oder Legierungsprodukts verbessern.
Grundsätzlich kann das Strahlmittel ein Material aufweisen oder aus einem Material bestehen, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Metall, Metalloxid, Legierung, Keramik, Kunststoff, pflanzlicher Stoff, Sand und Kombinationen davon.
Bei dem Metall kann es sich insbesondere um Aluminium handeln.
Bei dem Metalloxid kann es sich insbesondere um Korund (AI2O3) handeln. Bei dem Kunststoff kann es sich insbesondere um ein Harnstoff-, Phenol-, Polyester- oder Melamin-Harz handeln.
Bei der Keramik kann es sich insbesondere um Glas oder eine Mischkeramik handeln.
Bei der Legierung kann es sich insbesondere um Stahl, bevorzugt nichtrostenden Stahl, handeln.
Bei dem Sand kann es sich insbesondere um Granatsand handeln.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Strahlmittel ein Metall oder eine Legierung auf oder besteht aus einem Metall oder einer Legierung. Ein solches Strahlmittel hat insbesondere den Vorteil, dass es nicht bricht und mithin keine Einkerbung der Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts verursacht. Obendrein kann ein Materialübertrag auf die Produktoberfläche vermieden werden. Insgesamt kann dadurch die Korrosionsbeständigkeit des Metall- oder Legierungsprodukts zusätzlich verbessert sowie das Auftreten unerwünschter Eigenspannungen im Produkt vermieden werden. Außerdem ist ein solches Strahlmittel besonders geeignet, die Kratzbeständigkeit des Metall- oder Legierungsprodukts zu erhöhen.
Bevorzugt weist das Strahlmittel Stahl, insbesondere Edelstahl, auf oder besteht aus Stahl, insbesondere Edelstahl. Durch ein solches Strahlmittel können die im letzten Absatz erwähnten Vorteile besonders stark zur Geltung gebracht werden.
Grundsätzlich kann das Strahlmittel regelmäßig und/oder unregelmäßig geformt, insbesondere als regelmäßig und/oder unregelmäßig geformte Strahlmittelkörper, vorliegen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Strahlmittel ecken- und/oder kantenfrei, insbesondere als ecken- und/oder kantenfreie Strahlmittelkörper, gestaltet. Dadurch kann die Erzeugung von Einkerbungen auf der Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts vermieden und mithin dessen Korrosionsbeständigkeit verbessert werden.
Grundsätzlich kann das Strahlmittel ellipsoid-, toroid-, kugel- oder perlenförmig gestaltet sein oder in Form entsprechend gestalteter Strahlmittelkörper vorliegen.
Bevorzugt ist das Strahlmittel kugel- und/oder perlenförmig oder als kugel- und/oder perlenförmige Strahlmittelkörper gestaltet. Alternativ oder in Kombination kann das Strahlmittel Ecken und/oder Kanten aufweisen. Insbesondere kann das Strahlmittel polyederförmig, beispielsweise würfelförmig, quaderförmig, prismenförmig, pyramidenförmig oder spatförmig, gestaltet sein oder als entsprechend gestaltete Strahlmittelkörper vorliegen. Das Strahlmittel kann weiterhin die Form eines geraden Prismas oder schiefen Prismas aufweisen oder in Form entsprechend gestalteter Strahlmittelkörper vorliegen.
Alternativ oder in Kombination kann das Strahlmittel kegelförmig gestaltet sein oder in Form von kegelförmigen Strahlmittelkörpern vorliegen.
Alternativ oder in Kombination kann das Strahlmittel in globularer Form, beispielsweise in Form eines arrondierten Drahts, oder in Form entsprechend gestalteter Strahlmittelkörper vorliegen.
Alternativ oder in Kombination kann das Strahlmittel in gebrochener Form, insbesondere in Form von gebrochenen Schleifmittelkörpern, vorliegen.
Weiterhin können das Strahlmittel oder die Strahlmittelkörper wenigstens eine Abmessung, insbesondere wenigstens eine mittlere Abmessung, wie beispielsweise einen Durchmesser, insbesondere mittleren Durchmesser, und/oder eine Höhe, insbesondere mittlere Höhe, und/oder eine Länge, insbesondere mittlere Länge, im Bereich von 40 pm bis 2000 pm aufweisen. Dabei soll unter dem Durchmesser eines kugelförmig gestalteten Strahlmittels oder von kugelförmig gestalteten Strahlmittelkörpern im Sinne der der vorliegenden Erfindung der doppelte Radius eines kugelförmig gestalteten Strahlmittels bzw. eines einzelnen kugelförmig gestalteten Strahlmittelkörpers verstanden werden. Dagegen soll unter dem Durchmesser eines nicht kugelförmig gestalteten Strahlmittels oder von nicht kugelförmig gestalteten Strahlmittelkörpern im Sinne der vorliegenden Erfindung der größtmögliche Abstand zweier Punkte verstanden werden, welchen diese entlang einer Umfangslinie eines nicht kugelförmig gestalteten Strahlmittels bzw. eines einzelnen nicht kugelförmig gestalteten Strahlmittelkörpers zueinander einnehmen können. Die in diesem Absatz genannten mittleren Abmessungen können beispielsweise mittels Laserbeugung oder Siebanalyse bestimmt werden.
Zur Beschleunigung des Strahlmittels oder der Strahlmittelkörper auf die Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts können beispielsweise Druckstrahlanlagen, Injektorstrahlanlagen oder Schleuderradanlagen eingesetzt werden. Kommt eine Druckstrahl- oder Injektorstrahlanlage zum Einsatz, können Drücke von 1 bar bis 6 bar verwendet werden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird zum Durchführen von Schritt b) ein Elektropolieren der mattierten Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts durchgeführt. Hierbei wird die Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts üblicherweise in einem Elektrolyten anodisch abgetragen, d.h. das Metall- oder Legierungsprodukt bildet die Anode in einer elektrochemischen Zelle. Durch das Elektropolieren wird mit besonderem Vorteil die Oberflächenrauheit des Metall- oder Legierungsprodukts und mithin dessen Korrosionsanfälligkeit reduziert. Im Falle eines aus Edelstahl bestehenden Produkts hat das Elektropolieren den zusätzlichen Vorteil einer Anreicherung von Chrom und Nickel während des Elektropolierprozesses, wodurch die nachfolgende Ausbildung einer Passivschicht begünstigt werden kann.
Zum Durchführen des Elektropolierens wird in der Regel ein wässriger Elektrolyt verwendet. Der Elektrolyt enthält neben Wasser vorzugsweise eine Mineralsäure oder ein Mineralsäuregemisch. Die Mineralsäure ist insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phosphorsäure, Schwefelsäure und ein Gemisch davon. Ein phosphorsäure- und/oder schwefelsäurehaltiger, wässriger Elektrolyt hat sich dabei als besonders vorteilhaft für ein Elektropolieren der Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts, insbesondere eines Produkts aus Edelstahl, herausgestellt.
Das Elektropolieren kann weiterhin mit einem wässrigen Elektrolyt, insbesondere einem gealterten, wässrigen Elektrolyt, mit einem Phosphorsäureanteil von 45 Gew.-% oder einem Schwefelsäureanteil von 35 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Elektrolyten, durchgeführt werden.
Der Elektrolyt kann ferner Zusatzstoffe, wie beispielsweise oberflächenaktive Substanzen, aufweisen.
Die Aggressivität des Elektrolyten lässt sich in vorteilhafter Weise gezielt über dessen Wasseranteil steuern.
Bevorzugt wird zum Elektropolieren der mattierten Oberfläche des Metall- oder
Legierungsprodukts mit einer Gleichspannung von 2 V bis 10 V gearbeitet. Die Gleichspannung kann während des Elektropolierens konstant gehalten werden. Alternativ kann die Gleichspannung während des Elektropolierens variiert werden.
Bevorzugt wird zum Elektropolieren der mattierten Oberfläche des Metall- oder
Legierungsprodukts eine Stromdichte von 5 A/dm2 bis 50 A/dm2 eingestellt. Weiterhin kann das Elektropolieren bei einer Temperatur von 50 °C bis 65 °C durchgeführt werden.
Vor dem Elektropolieren kann das Metall- oder Legierungsprodukt gereinigt und/oder entfettet werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird zum Durchführen von Schritt b) ein anodisches Beizen der mattierten Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts durchgeführt. Hierbei erfolgt der Abtrag von Metall oder Legierung von der Produktoberfläche prinzipiell ähnlich wie bei dem zuvor beschriebenen Elektropolieren anodisch durch einen geeigneten Elektrolyten in einem Gleichstromkreis. Die abtragende Wirkung beruht auf einer Metall- oder Legierungsauflösung und/oder einem Absprengen von Metalloxiden durch entstehende Gase, wie insbesondere Sauerstoff. Als Elektrolyt können wässrige Elektrolyte verwendet werden, welche Phosphorsäure, Schwefelsäure oder ein Gemisch davon aufweisen. Das anodische Beizen kann weiterhin, wie das oben beschriebene Elektropolieren, insbesondere in einem Tauchbad durchgeführt werden. Der Metall- oder Legierungsabtrag ist weiterhin insbesondere über Stromdichte und/oder Zeit steuerbar.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Schritt b) mehrmals, insbesondere zweimal, durchgeführt. Hierdurch können geometrische Besonderheiten des Metall- oder Legierungsprodukts, wie zum Beispiel der Schluss des Metall- oder Legierungsprodukts, gleichmäßig bearbeitet werden, ohne dass eine relevante Abschattung entsteht. Der Schluss des Metall- oder Legierungsprodukts kann in zwei Positionen bearbeitet werden, damit nur geringe Abschattungen entstehen. Alternativ kann es bevorzugt sein, dass das Metall- oder Legierungsprodukt während des Durchführens von Schritt b) langsam artikuliert wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Schritt b) jedes Mal während eines Zeitraums von 30 s bis 120 s, insbesondere 45 s bis 90 s, vorzugsweise von 60 s, durchgeführt. Die im vorherigen Absatz erwähnten Vorteile gelten entsprechend.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird nach dem Schritt b) ein Schritt c) Passivieren der elektrochemisch bearbeiteten, insbesondere elektropolierten oder anodisch gebeizten, Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts durchgeführt. Hierdurch kann gezielt eine Passivier- oder Passivschicht, d.h. eine Schutzschicht, auf der elektrochemisch bearbeiteten, insbesondere elektropolierten oder anodisch gebeizten, Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts erzeugt werden. Dadurch kann die Korrosionsbeständigkeit des Metall- oder Legierungsprodukts zusätzlich verbessert werden. Im Fall eines Stahlprodukts, insbesondere nichtrostenden Stahlprodukts, lassen sich mittels des Schritts c) beispielsweise verstärkte Chromoxidschichten auf der Produktoberfläche ausbilden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird zum Durchführen von Schritt c) eine sogenannte Passivierlösung, d.h. eine wässrige, säurehaltige Lösung, verwendet. Bevorzugt wird zum Durchführen von Schritt c) eine wässrige Passivierlösung verwendet, welche Zitronensäure, Salpetersäure oder ein Gemisch von Zitronensäure und Salpetersäure enthält. Beispielsweise kann als Passivierlösung eine verdünnte, wässrige Zitronensäurelösung, insbesondere mit einem Zitronensäureanteil von 5 Gew.-% bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der verdünnten, wässrigen Zitronensäure, verwendet werden. Alternativ kann als Passivierlösung eine verdünnte, wässrige Salpetersäure, insbesondere mit einem Salpetersäureanteil von 5 Gew.-% bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der verdünnten, wässrigen Salpetersäure, verwendet werden.
Die Verwendung von Zitronensäure hat sowohl unter Gesundheits- als auch Arbeitssicherheitsgesichtspunkten Vorteile gegenüber einer Verwendung von Salpetersäure. Obendrein lassen sich mittels Zitronensäure im Fall von edelstahlhaltigen oder aus nichtrostendem Stahl bestehenden Produkten dickere Chromoxidschichten realisieren, als dies bei Verwendung von Salpetersäure der Fall ist, da Letztere im Fall von Edelstahl auch den Anteil der anderen Legierungsbestandteile reduziert.
Zum Durchführen von Schritt c) kann das Metall- oder Legierungsprodukt beispielsweise in die Passivierlösung eingetaucht werden. Alternativ kann die Passivierlösung auf die Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts gesprüht oder gegossen werden.
Weiterhin kann der Schritt c) während eines Zeitraumes von 2 min bis 2 h, insbesondere 5 min bis 60 min, bevorzugt 10 min bis 30 min, durch geführt werden.
Weiterhin kann der Schritt c) in einem Temperaturbereich von 20 °C bis 80 °C, insbesondere 30 °C bis 65 °C, bevorzugt 50 °C bis 60 °C, durchgeführt werden.
Weiterhin kann zwischen dem Schritt b) und dem Schritt c) ein Schritt bc) Reinigen und/oder Entfetten des Metall- oder Legierungsprodukts, insbesondere Reinigen und/oder Entfetten der elektrochemisch bearbeiteten, insbesondere elektropolierten oder anodisch gebeizten, Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts, durchgeführt werden. Weiterhin kann nach dem Schritt c) ein Schritt d) Verpacken und/oder Kennzeichnen, insbesondere Etikettieren, des Metall- oder Legierungsprodukts durchgeführt werden.
Weiterhin kann zwischen dem Schritt c) und dem Schritt d) ein Schritt cd) Sterilisieren, insbesondere Dampfsterilisieren, des Metall- oder Legierungsprodukts durchgeführt. Alternativ kann nach dem Schritt d) ein Schritt e) Sterilisieren, insbesondere Dampfsterilisieren, des Metall- oder Legierungsprodukts durchgeführt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Metall- oder Legierungsprodukt Stahl, insbesondere Edelstahl oder einen nichtrostenden Stahl, auf oder besteht aus Stahl, insbesondere Edelstahl oder einem nichtrostenden Stahl.
Unter dem Ausdruck„Edelstahl“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung (in Übereinstimmung nach EN 10020) ein legierter oder unlegierter Stahl mit besonderem Reinheitsgrad, beispielsweise mit einem Schwefel- und/oder Phosphormassenanteil < 0,025 %, insbesondere < 0,025 %, verstanden werden.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Stahl um einen nicht rostenden oder korrosionsbeständigen Stahl, insbesondere um einen nicht rostenden oder korrosionsbeständigen Edelstahl.
Bei dem Stahl kann es sich insbesondere um einen ferritischen Stahl, martensitischen Stahl, austenitisch-ferritischen Stahl oder austenitischen Stahl handeln.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Stahl um einen martensitischen korrosionsbeständigen Stahl, insbesondere um einen sogenannten Kohlenstoffmartensit, d.h. einen korrosionsbeständigen Stahl mit Chrom und Kohlenstoff als Hauptlegierungsbestandteile, oder um einen sogenannten Nickelmartensit, d.h. um einen korrosionsbeständigen Stahl mit Nickel als Hauptlegierungsbestandteil, gemäß ISO 7153-1.
Beispielsweise kann es sich bei dem Stahl um einen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X12C 3 (Werkstoffnummer 1.4006) handeln. Hierbei handelt es sich um einen martensitischen Stahl mit einem Kohlenstoffmassenanteil von 0,08 % bis 0,15 %, einem Chrommassenanteil von 11 ,5 % bis 13,5 % sowie einem Nickelmasseanteil von < 0,75 %.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen martensitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X12CrS13 (Werkstoffnummer 1.4005) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil von 0,08 % bis 0,15 %, einen Chrommassenanteil von 12,0 % bis 14,0 % sowie eine Molybdänmassenanteil < 0,60 % sowie optional einen Schwefelmassenanteil von 0,15 % bis 0,35 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen martensitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X20C 3 (Werkstoffnummer: 1.4021 ) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil von 0,16 % bis 0,25 % und einen Chrommassenanteil von 12,0 % bis 14,0 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen martensitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X15C 3 (Werkstoffnummer: 1.4024) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil von 0,12 % bis 0,17 % und einen Chrommassenanteil von 12,0 % bis 14,0 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen martensitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X30C 3 (Werkstoffnummer: 1.4028) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil von 0,26 % bis 0,35 % sowie einen Chrommassenanteil von 12,0 % bis 14,0 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen martensitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X46C 3 (Werkstoffnummer: 1.4034) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil von 0,43 % bis 0,50 % sowie einen Chrommassenanteil von 12,5 % bis 14,5 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen martensitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X50CrMoV15 (Werkstoffnummer: 1.4116) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil von 0,45 % bis 0,55 %, einen Chrommassenanteil von 14,0 % bis 15,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 0,50 % bis 0,80 % sowie einen Vanadiummassenanteil von 0,10 % bis 0,20 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen martensitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X17CrNi16-2 (Werkstoffnummer: 1.4057) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil von 0,12 % bis 0,22 %, einen Chrommassenanteil von 15,0 % bis 17,0 % sowie einen Nickelmassenanteil von 1 ,5 % bis 2,5 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen martensitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X39CrMo17-1 (Werkstoffnummer: 1.4122) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil von 0,33 % bis 0,45 %, einen Chrommassenanteil von 15,5 % bis 17,5 %, einen Molybdänmassenanteil von 0,8 % bis 1 ,3 % sowie einen Nickelmassenanteil < 1 ,0 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen martensitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X14CrMoS17 (Werkstoffnummer: 1.4104) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil von 0,10 % bis 0,17 %, einen Chrommassenanteil von 15,5 % bis 17,5 %, einen Molybdänmassenanteil von 0,20 % bis 0,60 % sowie einen Schwefelmassenanteil von 0,15 % bis 0,35 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen martensitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X3CrNiMo13-4 (Werkstoffnummer: 1.4313) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,05 %, einen Chrommassenanteil von 12,0 % bis 14,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 0,3 % bis 0,7 % sowie einen Nickelmassenanteil von 3,5 % bis 4,5 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen martensitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X4CrNiMo16-5-1 (Werkstoffnummer: 1.4418) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,06 %, einen Chrommassenanteil von 15,0 % bis 17,0 %, einen Molybdänmassenantei von 0,80 % bis 1 ,50 % sowie einen Nickelmassenanteil von 4,0 % bis 6,0 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen martensitischen Stahl mit der
Werkstoffkurzbezeichnung X65Cr13 handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil von 0,58 % bis 0,70 %, einen Chrommassenanteil von 12,5 % bis 14,5 %, einen Manganmassenanteil < 1 ,00 %, einen Siliziummassenanteil < 1 ,00 %, einen
Phosphormassenanteil von 0,04 % sowie einen Schwefelmassenanteil von 0,015 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen martensitischen Stahl mit der
Werkstoffkurzbezeichnung X30CrMoN15-1 (Werkstoffnummer: 1.4108) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil von 0,25 % bis 0,35 %, einen Chrommassenanteil von 14,0 % bis 16,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 0,85 % bis 1 ,10 %, einen Nickelmassenanteil von 0,50 %, einen Manganmassenanteil von 1 ,00 %, einen
Siliziummassenanteil von 1 ,00 % sowie einen Stickstoffmassenanteil von 0,03 % bis 0,50% auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen martensitischen Stahl mit der
Werkstoffkurzbezeichnung X70CrMo15 (Werkstoffnummer: 1.4109) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil von 0,60 % bis 0,75 %, einen Chrommassenanteil von 14,0 % bis 16,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 0,40 % bis 0,80 %, einen Manganmassenanteil < 1 ,00 %, einen Siliziummassenanteil < 0,70 %, einen Phosphormassenanteil von 0,04 % sowie einen Schwefelmassenanteil von 0,015 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen martensitischen Stahl mit der
Werkstoffkurzbezeichnung X90CrMoV18 (Werkstoffnummer: 1.41 12) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil von 0,90 %, einen Chrommassenanteil von 17 % bis 19 % sowie einen Molybdänmassenanteil von 0,90 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen martensitischen Stahl mit der
Werkstoffkurzbezeichnung X38CrMoV15 (Werkstoffnummer: 1.41 17) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil von 0,38 %, einen Chrommassenanteil von 14 % bis 15 % sowie einen Molybdänmassenanteil von 0,50 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen martensitischen Stahl mit der
Werkstoffkurzbezeichnung X150CrMo17 (Werkstoffnummer: 1.4125) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil von 1 ,10 %, einen Chrommassenanteil von 17 % sowie einen Molybdänmassenanteil von 0,60 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen martensitischen Stahl mit der
Werkstoffkurzbezeichnung X22CrMoNiS13-1 (Werkstoffnummer: 1.4121 ) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil von 0,20 % bis 0,25 %, einen Chrommassenanteil von 12,0 % bis 14,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 1 ,00 % bis 1 ,50 %, einen Nickelmassenanteil von 0,80 % bis 1 ,20 %, einen Manganmassenanteil von 1 ,00 % bis 1 ,50 %, einen Siliziummassenanteil < 1 ,00 %, einen Phosphormassenanteil von 0,045 % sowie einen Schwefelmassenanteil von 0,15 % bis 0,25 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen martensitischen Stahl mit der
Werkstoffkurzbezeichnung X40CrMoVN16-2 (Werkstoffnummer: 1.4123) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil von 0,35 % bis 0,50 %, einen Chrommassenanteil von 14,0 % bis 16,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 1 ,00 % bis 2,50 %, einen Nickelmassenanteil von 0,5 %, einen Manganmassenanteil < 1 ,00 %, einen
Siliziummassenanteil < 1 ,00 %, einen Phosphormassenanteil von 0,04 % sowie einen Schwefelmassenanteil von 0,015 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen martensitischen Stahl mit der
Werkstoffkurzbezeichnung X105CrMo17 (Werkstoffnummer: 1.4125) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil von 0,95 % bis 1 ,20 %, einen Chrommassenanteil von 16,0 % bis 18,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 0,04 % bis 0,80 %, einen Manganmassenanteil von maximal 1 ,00 %, einen Silziummassenanteil von maximal 1 ,00 %, einen Phosphormassenanteil von maximal 0,040 % sowie einen Schwefelmassenanteil von maximal 0,015 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen ausscheidungshärtenden korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X5CrNiCuNb16-4 (Werkstoffnummer: 1.4542) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,07 %, einen Chrommassenanteil von 15,0 % bis 17,0 %, einen Molybdänmassenanteil < 0,60 %, einen Nickelmassenanteil von 3,0 % bis 5,0 %, einen Kupfermassenanteil von 3,0 % bis 5,0 % sowie einen Niobmassenanteil von maximal 0,45 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen ausscheidungshärtenden korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X7CrNiAI17-7 (Werkstoffnummer: 1.4568) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,09 %, einen Chrommassenanteil von 16,0 % bis 18,0 %, einen Nickelmassenanteil von 6,5 % bis 7,8 % sowie einen Aluminiummassenanteil von 0,70 % bis 1 ,50 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen ausscheidungshärtenden korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X5CrNiMoCuNb14-5 (Werkstoffnummer: 1.4594) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,07 %, einen Chrommassenanteil von 13,0 % bis 15,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 1 ,20 % bis 2,00 %, einen Nickelmassenanteil von 5,0 % bis 6,0 %, einen Kupfermassenanteil von 1 ,20 % bis 2,00 % sowie einen Niobmassenanteil von 0,15 % bis 0,60 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen ausscheidungshärtenden korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X3CrNiTiMb12-9 (Werkstoffnummer: 1.4543) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,03 %, einen Chrommassenanteil von 1 1 ,0 % bis 12,5 %, einen Molybdänmassenanteil < 0,50%, einen Nickelmassenanteil von 3,00 % bis 5,00 %, einen Titanmassenanteil von < 0,90 % bis 1 ,40 %, einem Kupfermassenanteil von 1 ,50 % bis 2,50 %, einen Niobmassenanteil von 0,10 % bis 0,50 %, einen Manganmassenanteil von 0,50 %, einen Siliziummassenanteil von 0,50 %, einen Phosphormassenanteil < 0,02% sowie einen Schwefelmassenanteil < 0,015 %.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen ferritischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X2CrNi12 (Werkstoffnummer: 1.4003) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,03 %, einen Chrommassenanteil von 10,5 % bis 12,5 %, einen Nickelmassenanteil von 0,3 % bis 1 ,00 % sowie einen Stickstoffanteil < 0,03 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen ferritischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X2CrNi12 (Werkstoffnummer: 1.4512) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,03 %, einen Chrommassenanteil von 10,5 % bis 12,5 % sowie einen Titanmassenanteil von maximal 0,65 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen ferritischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X6Cr17 (Werkstoffnummer: 1.4016) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,08 % sowie einen Chrommassenanteil von 16,0 % bis 18,0 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen ferritischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X3CrTi17 (Werkstoffnummer: 1.4510) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,05 %, einen Chrommassenanteil von 16,0 % bis 18,0 % sowie einen Titanmassenanteil von maximal 0,80 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen ferritischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X6CrMoS17 (Werkstoffnummer: 1.4105) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,08 %, einen Chrommassenanteil von 16,0 % bis 18,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 0,20 % bis 0,60 % sowie einen Schwefelmassenanteil von 0,15 % bis 0,35 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen ferritischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X3CrNb17 (Werkstoffnummer: 1.4511 ) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,05 %, einen Chrommassenanteil von 16,0 % bis 18,0 % sowie einen Niobanteil von maximal 1 ,00 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen ferritischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X2CrTiNb18 (Werkstoffnummer: 1.4509) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,03 %, einen Chrommassenanteil von 17,5 % bis 18,5 %, einen Niobmassenanteil von maximal 1 ,00 % sowie einen Titanmassenanteil von 0,10 % bis 0,60 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen ferritischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X6CrMo17-1 (Werkstoffnummer: 1.41 13) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,08 %, einen Chrommassenanteil von 16,0 % bis 18,0 % sowie einen Molybdänmassenanteil von 0,90 % bis 1 ,40 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen ferritischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X2CrMoTi18-2 (Werkstoffnummer: 1.4521 ) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,025 %, einen Chrommassenanteil von 17,0 % bis 20,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 1 ,80 % bis 2,50 % sowie einen Titanmassenanteil von maximal 0,80 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitisch-ferritischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X2CrNi22-2 (Werkstoffnummer: 1.4062) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,03 %, einen Chrommassenanteil von 21 ,5 % bis 24,0 %, einen Molybdänmassenanteil < 0,45 %, einen Nickelmassenanteil von 1 ,00 % bis 2,90 % sowie einen Stickstoffmassenanteil von 0,16 % bis 0,28 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitisch-ferritischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X2CrMnNiN21-5-1 (Werkstoffnummer: 1.4162) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,04 %, einen Chrommassenanteil von 21 ,0 % bis 22,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 0,10 % bis 0,80 %, einen Nickelmassenanteil von 1 ,35 % bis 1 ,70 %, einen Manganmassenanteil von 4,0 % bis 6,0 %, einen Stickstoffmassenanteil von 0,20 % bis 0,25 % sowie einen Kupfermassenanteil von 0,10 % bis 0,80 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitisch-ferritischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X2CrNiN23-4 (Werkstoffnummer: 1.4362) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,03 %, einen Chrommassenanteil von 22,0 % bis 24,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 0,10 % bis 0,60 %, einen Nickelmassenanteil von 3,5 % bis 5,5 % sowie einen Kupfermassenanteil von 0,10 % bis 0,60 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitisch-ferritischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X2CrNiMoN22-5-3 (Werkstoffnummer: 1.4462) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,03 %, einen Chrommassenanteil von 21 ,0 % bis 23,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 2,5 % bis 3,5 %, einen Nickelmassenanteil von 4,5 % bis 6,5 % sowie einen Stickstoffmassenanteil von 0,10 % bis 0,22 % auf. Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitisch-ferritischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X2CrNiMnMoCuN24-4-3-2 (Werkstoffnummer: 1.4662) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,03 %, einen Chrommassenanteil von 23,0 % bis 25,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 1 ,00 % bis 2,00 %, einen Nickelmassenanteil von 3,0 % bis 4,5 %, einen Manganmassenanteil von 2,5 % bis 4,0 % sowie einen Kupfermassenanteil von 0,10 % bis 0,80 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitisch-ferritischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X2CrNiMoN25-7-4 (Werkstoffnummer: 1.4410) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,03 %, einen Chrommassenanteil von 24,0 % bis 26,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 3,0 % bis 4,5 %, einen
Nickelmassenanteil von 6,0 % bis 8,0 % sowie einen Stickstoffmassenanteil von 0,24 % bis 0,35 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitisch-ferritischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X2CrNiMoCuWN25-7-4 (Werkstoffnummer: 1.4501 ) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,03 %, einen Chrommassenanteil von 24,0 % bis 26,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 3,0 % bis 4,0 %, einen
Nickelmassenanteil von 6,0 % bis 8,0 %, einen Kupfermassenanteil von 0,50 % bis 1 ,00 %, einen Wolframmassenanteil von 0,50 % bis 1 ,00 % sowie einen Stickstoffmassenanteil von 0,20 % bis 0,30 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X2CrNiMo18-15-3 (Werkstoffnummer: 1.4441 ) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil von maximal 0,030 %, einen Chrommassenanteil von 17,0 % bis 19,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 2,70 % bis 3,0 %, einen
Nickelmassenanteil von 13,0 % bis 15,0 %, einen Manganmassenanteil von maximal 2,00 %, einen Kupfermassenanteil von maximal 0,50 %, einen Siliziummassenanteil von maximal 0,75 %, einen Phosphormassenanteil von maximal 0,025 %, einen Schwefelmassenanteil von maximal 0,003 % sowie einen Stickstoffmassenanteil von maximal 0,10 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X5CrNi18-10 (Werkstoffnummer: 1.4301 ) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,07 %, einen Chrommassenanteil von 17,5 % bis 19,5 %, einen Nickelmassenanteil von 8,0 % bis 10,5 % sowie einen Stickstoffmassenanteil < 0,1 1 % auf. Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X4CrNi18-12 (Werkstoffnummer: 1.4303) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,06 %, einen Chrommassenanteil von 17,0 % bis 19,0 %, einen Nickelmassenanteil von 1 1 ,0 % bis 13,0 % sowie einen Stickstoffmassenanteil < 0,1 1 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X8CrNiS18-9 (Werkstoffnummer: 1.4305) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,10 %, einen Chrommassenanteil von 17,0 % bis 19,0 %, einen Nickelmassenanteil von 8,0 % bis 10,0 %, einen Schwefelmassenanteil von 0,15 % bis 0,35 % sowie einen Kupfermassenanteil < 1 ,00 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X2CrNi19-11 (Werkstoffnummer: 1.4306) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,030 %, einen Chrommassenanteil von 18,0 % bis 20,0 %, einen Nickelmassenanteil von 10,0 % bis 12,0 % sowie einen Stickstoffmassenanteil < 0,1 1 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X2CrNi18-9 (Werkstoffnummer: 1.4307) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,030 %, einen Chrommassenanteil von 17,5 % bis 19,5 %, einen Nickelmassenanteil von 8,0 % bis 10,5 % sowie einen Stickstoffmassenanteil < 0,1 1 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X2CrNi18-10 (Werkstoffnummer: 1.4311 ) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,030 %, einen Chrommassenanteil von 17,5 % bis 19,5 %, einen Nickelmassenanteil von 8,5% bis 11 ,5 % sowie einen Stickstoffmassenanteil von 0,12 % bis 0,22 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X6CrNiTi18-10 (Werkstoffnummer: 1.4541 ) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,08 %, einen Chrommassenanteil von 17,0 % bis 19,0 %, einen Nickelmassenanteil von 9,0 % bis 12,0 % sowie einen Titanmassenanteil von maximal 0,70 % auf. Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X6CrNiNb18-10 (Werkstoffnummer: 1.4550) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,08 %, einen Chrommassenanteil von 17,0 % bis 19,0 %, einen Nickelmassenanteil von 9,0 % bis 12,0 % sowie einen Niobmassenanteil von maximal 1 ,00 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X3CrNiCu18-9-4 (Werkstoffnummer: 1.4567) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,04 %, einen Chrommassenanteil von 17,0 % bis 19,0 %, einen Nickelmassenanteil von 8,5 % bis 10,5 % sowie einen Kupfermassenanteil von 3,0 % bis 4,0 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X10CrNi18-8 (Werkstoffnummer: 1.4310) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil von 0,05 % bis 0,15 %, einen Chrommassenanteil von 16,0 % bis 19,0 %, einen Molybdänmassenanteil < 0,80 % sowie einen Nickelmassenanteil von 6,0 % bis 9,5 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X5CrNiMo17-12-2 (Werkstoffnummer: 1.4401 ) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,07 %, einen Chrommassenanteil von 16,5 % bis
18,5 %, einen Molybdänmassenanteil von 2,00 % bis 2,50 %, einen Nickelmassenanteil von 10,0 % bis 13,0 % sowie einen Stickstoffmassenanteil < 0,10 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X2CrNiMo17-12-2 (Werkstoffnummer: 1.4404) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,030 %, einen Chrommassenanteil von 16,5 % bis
18,5 %, einen Molybdänmassenanteil von 2,00 % bis 2,50 %, einen Nickelmassenanteil von 10,0 % bis 13,0 % sowie einen Stickstoffmassenanteil < 0,10 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X6CrNiMoTi17-12-2 (Werkstoffnummer: 1.4571 ) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,08 %, einen Chrommassenanteil von 16,5 % bis
18.5 %, einen Molybdänmassenanteil von 2,00 % bis 2,50 %, einen Nickelmassenanteil von
10.5 % bis 13,5 % sowie einen Titanmassenanteil von maximal 0,70 % auf. Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X2CrNiMoN17-13-3 (Werkstoffnummer: 1.4429) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,030 %, einen Chrommassenanteil von 16,5 % bis
18,5 %, einen Molybdänmassenanteil von 2,5 % bis 3,0 %, einen Nickelmassenanteil von 1 1 ,0 % bis 14,0 % sowie einen Stickstoffmassenanteil von 0,12 % bis 0,22 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X2CrNiMo18-14-3 (Werkstoffnummer: 1.4435) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,030 %, einen Chrommassenanteil von 17,0 % bis 19,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 2,5 % bis 3,0 %, einen Nickelmassenanteil von 12,5 % bis 15,0 % sowie einen Stickstoffmassenanteil < 0,10 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X3CrNiMo17-13-3 (Werkstoffnummer: 1.4436) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,05 %, einen Chrommassenanteil von 16,5 % bis
18,5 %, einen Molybdänmassenanteil von 2,5 % bis 3,0 %, einen Nickelmassenanteil von 10,5 % bis 13,0 % sowie einen Stickstoffmassenanteil < 0,10 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X2CrNiMoN17-13-5 (Werkstoffnummer: 1.4439) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,030 %, einen Chrommassenanteil von 16,5 % bis
18,5 %, einen Molybdänmassenanteil von 4,0 % bis 5,0 %, einen Nickelmassenanteil von 12,5 % bis 14,5 % sowie einen Stickstoffmassenanteil von 0,12 % bis 0,22 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X1 NiCrMoCu25-20-5 (Werkstoffnummer: 1.4539) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,020 %, einen Chrommassenanteil von 19,0 % bis 21 ,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 4,0 % bis 5,0 %, einen Nickelmassenanteil von 24,0 % bis 26,0 %, einen Kupfermassenanteil von 1 ,20 % bis 2,00 % sowie einen Stickstoffmassenanteil < 0,15 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X2CrNiMnMoNbN25-18-5-4 (Werkstoffnummer: 1.4565) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,030 %, einen
Chrommassenanteil von 24,0 % bis 26,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 4,0 % bis 5,0 %, einen Nickelmassenanteil von 16,0 % bis 19,0 %, einen Manganmassenanteil von 5,0 % bis 7,0 %, einen Stickstoffmassenanteil von 0,30 % bis 0,60 % sowie einen Niobmassenanteil < 0,15 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X1 NiCrMoCuN25-20-7 (Werkstoffnummer: 1.4529) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,020 %, einen Chrommassenanteil von 19,0 % bis 21 ,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 6,0 % bis 7,0 %, einen Nickelmassenanteil von 24,0 % bis 26,0 %, einen Kupfermassenanteil von 0,50 % bis 1 ,50 % sowie einen Stickstoffmassenanteil von 0,15 % bis 0,25 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X1 CrNiMoCuN20-18-7 (Werkstoffnummer: 1.4547) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,020 %, einen Chrommassenanteil von 19,5 % bis 20,5 %, einen Molybdänmassenanteil von 6,0 % bis 7,0 %, einen Nickelmassenanteil von 17,5 % bis 18,5 %, einen Kupfermassenanteil von 0,50 % bis 1 ,00 % sowie einen Stickstoffmassenanteil von 0,18 % bis 0,25 % auf.
Alternativ kann es sich bei dem Stahl um einen austenitischen korrosionsbeständigen Stahl mit der Werkstoffkurzbezeichnung X1 CrNiMoCuN24-22-8 (Werkstoffnummer: 1.4652) handeln. Dieser Stahl weist einen Kohlenstoffmassenanteil < 0,020 %, einen Chrommassenanteil von 23,0 % bis 25,0 %, einen Molybdänmassenanteil von 7,0 % bis 8,0 %, einen Nickelmassenanteil von 21 ,0 % bis 23,0 %, einen Manganmassenanteil von 2,0 % bis 4,0 % sowie einen Stickstoffmassenanteil von 0,45 % bis 0,55 % auf.
Bevorzugt weist das Metall- oder Legierungsprodukt generell einen Stahl, insbesondere korrosionsbeständigen Stahl, mit einem Chrommassenanteil von 10 % bis 25 % auf oder besteht aus einem solchen Stahl, insbesondere einem solchen korrosionsbeständigen Stahl.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei dem Metall- oder Legierungsprodukt um ein medizinisches oder medizintechnisches Produkt oder um eine Vorstufe, insbesondere ein Halbzeug, einen Rohling oder ein Halbfabrikat, oder um ein Bauteil, wie beispielsweise eine Schraube, eine Niete, einen Führungsstift, ein Hohlheft, einen Griff oder eine Feder, eines medizinischen bzw. medizintechnischen Produkts, insbesondere eines medizinischen Instruments, vorzugsweise chirurgischen Instruments.
Bevorzugt ist das medizinische bzw. medizintechnische Produkt ein medizinisches Instrument, insbesondere ein chirurgisches Instrument. Das chirurgische Instrument kann insbesondere aus der Gruppe bestehend aus spreizendes Instrument, fassendes Instrument, klemmendes Instrument, schneidendes Instrument, Nahtgerät, Endoskop und kombiniertes Instrument ausgewählt sein.
Bei dem spreizenden Instrument kann es sich beispielsweise um einen Wundhaken, einen Retraktor, einen Wundspreizer, einen Brustbeinspreizer, einen Wundsperrer, ein Spekulum oder eine Trokarhülse handeln.
Bei dem fassenden Instrument kann es sich beispielsweise um eine Pinzette, eine Klemme, einen Nadelhalter oder eine Fasszange handeln.
Bei dem klemmenden Instrument kann es sich beispielsweise um eine weiche Klemme, insbesondere zum temporären Abklemmen für den Darm und feine Gefäße, oder um eine Präparierklemme handeln.
Bei dem schneidenden Instrument kann es sich beispielsweise um ein Skalpell, ein Messer, eine Schere, eine Branchenzange, eine Knochensplitterzange, eine Ringzange, ein Elektrotom, ein Konchotom, einen Kauter oder ein Ultraschallmesser handeln.
Bei dem Nahtgerät kann es sich insbesondere um ein Klammernahtgerät (Stapler) oder um einen Klammerentferner handeln.
Bei dem kombinierten Instrument kann es sich um einen Endostapler oder ein Klammernahtgerät, welches beispielsweise ein Hohlorgan verklammert und zugleich präzise schneidet, handeln. Weiterhin kann es sich bei dem kombinierten Instrument um einen kombinierten Nadelhalter, der als Universalnahtgerät sowohl fassen als auch schneiden kann, handeln.
Weiterhin kann es sich bei dem chirurgischen Instrument um einen Hammer handeln.
Weiterhin kann es sich bei dem chirurgischen Instrument um einen Meißel, insbesondere Flach- oder Hohlmeißel wie Knochenhohlmeißel, oder um eine Kürette, insbesondere Knochenkürette, handeln.
Weiterhin kann es sich bei dem chirurgischen Instrument um eine Sonde handeln.
Weiterhin kann es sich bei dem chirurgischen Instrument um eine Knochenstanze handeln. Weiterhin kann es sich bei dem chirurgischen Instrument um einen Hebel oder Elevator oder ein Raspatorium handeln.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Metall- oder Legierungsprodukt.
Das Metall- oder Legierungsprodukt ist vorzugsweise hergestellt oder herstellbar nach einem Verfahren gemäß erstem Erfindungsaspekt.
Das Metall- oder Legierungsprodukt kann ein Lochkorrosionspotential von 100 mV bis 1200 mV, insbesondere 200 mV bis 800 mV, bevorzugt 300 mV bis ...600 mV, aufweisen (gemessen gegen eine Standardwasserstoffelektrode).
Alternativ oder in Kombination kann das Metall- oder Legierungsprodukt einen Kontaktwinkel von 60 ° bis 140 °, insbesondere 65 ° bis 120 °, bevorzugt 70 ° bis 100 °, aufweisen. Die Messung des Kontaktwinkels kann gemäß ASTM D 7334-08 erfolgen. Alternativ kann die Messung des Kontaktwinkels mittels eines Kontaktwinkelmessgeräts der Firma dataPhysics (Contact Angle System OCA 15 Plus) und unter Verwendung einer 0,9 %igen Natriumchlorid- Lösung (B. Braun) durchgeführt werden, wobei das Tropfenvolumen 1 pl beträgt. Zur Messung des Kontaktwinkels können die Proben in diesem Fall in einem regulären Fertigungsprozess ausgewaschen und vor der Messung in vollentsalztem Wasser im Ultraschallbad für 5 Minuten gereinigt werden, wobei die Proben direkt vor der Messung mit vollentsalztem Wasser abgewaschen und mit ölfreier Druckluft abgeblasen werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen anhand von Beispielen. Dabei können Merkmale der Erfindung jeweils für sich alleine oder in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung, ohne diese hierauf zu beschränken.
BEISPIELTEIL
1. Oberflächenbehandlung eines chirurgischen Instruments bzw. repräsentativer Probekörper dessen nach einem erfindunqsqemäßen Verfahren
Die verwendeten Probekörper wurden aus dem identischen Material und mit den identischen Fertigungsschritten wie die chirurgischen Instrumente (z.B. Klemmen, Nadelhalter, Scheren mit Hartmetall und dergleichen) hergestellt. REM/EDX-Analysen (Fremdmaterial und Materialdopplungen) wurden an den Korrosionsproben und Instrumenten durchgeführt.
Potentiodynamische Prüfungen (Lochkorrosionspotential) wurden zunächst nur an Probekörpern durchgeführt. Zur Analyse des Benchmarks und zum Vergleich, ob die Messwerte, die an Probekörpern gemessen wurden, sich auf das Instrument beziehen lassen, wurden in einem Labor Instrumente gemessen. Hierbei wurden die Ergebnisse der Probekörper bestätigt.
Kontaktwinkelmessungen (Kontaktwinkel) wurden teilweise am Instrument (plane Fläche ohne Abschattungen) durchgeführt, bevorzugt jedoch an Probeplättchen, da hier die Schwankungen signifikant geringer waren.
Ein chirurgisches Instrument (Klemme BH110R), Korrosionsprobekörper und Probeplättchen wurden zunächst während eines Zeitraumes von vier Stunden mittels Gleitschleifen behandelt. Danach ließ man das chirurgische Instrument und die Probekörper während eines Zeitraumes von einer Stunde aufhellen. Sowohl das Instrument als auch die Probekörper wurden aus dem identischen Material hergestellt.
Danach wurden das chirurgische Instrument und die Probekörper mittels Strahlen behandelt. Als Strahlmittel wurden Edelstahlperlen (Edelstahlguss Cr-Shot Beta 30) mit einem mittleren Perlendurchmesser von 200 pm bis 400 pm verwendet. Für das Strahlen wurde eine Injektorstrahlanlage verwendet. Das Strahlen wurde unter einem Druck von 4 bar durchgeführt.
Anschließend wurde die Oberfläche des chirurgischen Instruments und der Probekörper elektropoliert. Hierzu wurde mit einer Gleichspannung von 4,5 Volt gearbeitet. Das Elektropolieren wurde während eines Zeitraumes von 45 Sekunden bei einer Temperatur von 80 °C durchgeführt.
Im Anschluss daran wurde die Oberfläche des chirurgischen Instruments und der Probekörper passiviert. Hierzu wurden das chirurgische Instrument und die Probekörper in eine 33 %ige Salpetersäure eingetaucht. Das Passivieren wurde während eines Zeitraumes von 30 Minuten bei einer Temperatur von 30 °C durchgeführt.
Nach Abschluss der Oberflächenbehandlung des chirurgischen Instruments und der Probekörper waren keine Materialdopplungen bzw. Materialüberlappungen sowie kein Fremdmaterialübertrag feststellbar. Die Korrosionsprobekörper wiesen ein Lochkorrosionspotential von 550 mV auf. Die Probeplättchen hatten einen Kontaktwinkel von
86,0 ° .
2. Oberflächenbehandlung eines chirurgischen Instruments nach einem qattunqsqemäßen
Verfahren
Ein chirurgisches Instrument (Klemme BH110R), Korrosionsprobekörper und Probeplättchen wurde zunächst während eines Zeitraumes von vier Stunden mittels Gleitschleifen behandelt. Danach ließ man das chirurgische Instrument und die Probekörper während eines Zeitraumes von einer Stunde aufhellen.
Danach wurden das chirurgische Instrument und die Probekörper mittels Strahlen behandelt. Hierzu wurden Glasperlen mit einem mittleren Durchmesser von 40 pm bis 70 pm verwendet. Das Strahlen wurde in einer Injektorstrahlanlage unter einem Druck von 4 bar durchgeführt.
Anschließend wurden das chirurgische Instrument und die Probekörper einer Passivierung unterworfen. Hierzu wurde eine 10 %ige Zitronensäurelösung verwendet. Das Passivieren erfolgte während eines Zeitraumes von 10 Minuten bei einer Temperatur von 55 °C.
Nach Abschluss der Oberflächenbehandlung des chirurgischen Instruments und der Probekörper waren viele Materialdopplungen bzw. Materialüberlappungen feststellbar. Es konnte zudem ein Fremdmaterialübertrag von 1 ,4 % nachgewiesen werden. Das Lochkorrosionspotential der Korrosionsprobekörper betrug 386 mV. Außerdem wiesen die Probeplättchen einen Kontaktwinkel von 74,4 ° auf.
3. Fazit
Die oben beschriebene Gegenüberstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens und eines gattungsgemäßen Verfahrens zeigt, dass das erfindungsgemäße Verfahren zu korrosions- und insbesondere kratzbeständigeren Produkten führt. Obendrein ist das erfindungsgemäße Verfahren dazu geeignet, das Risiko des Auftretens von Oberflächenverfärbungen gegenüber gattungsgemäßen Verfahren zu verringern. Ferner führt das erfindungsgemäße Verfahren zu besser reinigbaren Produkten (siehe gemessene Kontaktwinkel).

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Oberflächenbehandeln und/oder Herstellen eines Metall- oder Legierungsprodukts mit den Schritten:
a) Mattieren einer Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts und
b) elektrochemisches Bearbeiten der mattierten Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt a) ein Schleifen, vorzugsweise Gleit- und/oder Bandschleifen, der Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Durchführen von Schritt a) ein Strahlmittel, insbesondere ein duktiles, d.h. nicht sprödes, Strahlmittel, verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlmittel ein Metall oder eine Legierung, insbesondere Edelstahl, aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlmittel ecken- und/oder kantenfrei, insbesondere kugel- und/oder perlenförmig, gestaltet ist oder entsprechend gestaltete Strahlmittelkörper aufweist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Durchführen von Schritt b) ein Elektropolieren der mattierten Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Durchführen von Schritt b) ein anodisches Beizen der mattierten Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt b) mehrmals, insbesondere zweimal, durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt b) jedes Mal während eines Zeitraumes von 30 s bis 120 s, insbesondere 45 s bis 90 s, vorzugsweise von 60 s, durchgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt b) ein Schritt c) Passivieren der elektrochemisch bearbeiteten Oberfläche des Metall- oder Legierungsprodukts durch geführt wird.
1 1. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Durchführen von Schritt c) eine wässrige Passivierlösung, enthaltend Zitronen- und/oder Salpetersäure, verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt c) ein Schritt d) Verpacken des Metall- oder Legierungsprodukts und zwischen dem Schritt c) und dem Schritt d) ein Schritt cd) Sterilisieren des Metall- oder Legierungsprodukts oder nach dem Schritt d) ein Schritt e) Sterilisieren des Metall- oder Legierungsprodukts durchgeführt wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall- oder Legierungsprodukt aus einem Stahl, insbesondere einem nichtrostendem oder korrosionsbeständigem Edelstahl, vorzugsweise aus einem martensitischen korrosionsbeständigen Edelstahl, besteht.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Metall- oder Legierungsprodukt um ein medizintechnisches Produkt, insbesondere ein medizinisches Instrument, vorzugsweise chirurgisches Instrument, oder um eine Vorstufe, insbesondere ein Halbzeug, ein Rohling oder ein Halbfabrikat, davon oder um ein Bauteil eines medizintechnischen Produkts handelt.
15. Metall- oder Legierungsprodukt, hergestellt oder herstellbar nach einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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