一种非晶合金手术刀及其制造方法

文档序号:8328302阅读:833来源:国知局
一种非晶合金手术刀及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及非晶合金的应用技术领域,特别是涉及一种非晶合金手术刀及其制造 方法。
【背景技术】
[0002] 现有技术中,外科手术用的手术刀通常是用不锈钢或钛合金制成的,这种不锈钢 或钛合金制成的手术刀存在结构精密度不高和不够锋利的缺点,还存在强度、弹性限度、硬 度、耐刮性能、抗腐蚀性能和表面效果均不佳的缺陷,因而导致其使用寿命不长。
[0003] 授权公告号为CN2481292Y的实用新型专利公开了纳米金刚石薄膜高频手术刀, 该纳米金刚石薄膜高频手术刀是在不锈钢手术刀本体表面沉积一层纳米金刚石薄膜。虽然 现有技术的这种纳米金刚石薄膜高频手术刀具有锋利无比、不粘肉和不粘血的优点,然而 这种纳米金刚石薄膜高频手术刀必须要求纳米金刚石薄膜与手术刀本体之间具有很好的 粘结相容性,否则纳米金刚石薄膜容易脱落。而且这种纳米金刚石薄膜高频手术刀存在制 备难度大、工艺复杂、生产效率低和生产成本高的缺陷,而且,这种在手术刀本体上沉积纳 米金刚石薄膜的现有技术,由于纳米金刚石薄膜与手术刀本体之间的粘结并不是永久的, 即在使用寿命期外,纳米金刚石薄膜与手术刀本体之间的粘结不牢固,纳米金刚石薄膜容 易脱落,因此,使得这种纳米金刚石薄膜高频手术刀的使用寿命不理想。而且,这种在手术 刀本体上沉积纳米金刚石薄膜的现有技术,其所制备的手术刀存在弹性限度小的缺点。
[0004] 另外,现有技术中的手术刀,多存在镍释放量大的问题。镍是一种容易导致接触性 过敏的元素。镍元素通过一些含镍材料的释放并长期与皮肤接触后会被皮肤吸收,从而对 部分个体导致过敏;进一步暴露在可溶性镍盐中会导致国民性接触性过敏。据统计,20%的 人对镍有很明显的过敏反应症状。如利用钛合金或不锈钢材质制造的手术刀,均会释放镍, 且镍释放量较大,容易使手术对象造成皮肤过敏。

【发明内容】

[0005] 本发明的目的之一在于针对现有技术中的不足之处而提供一种高精密度、高强 度、高弹性、高硬度、耐刮、抗腐蚀、表面效果佳、非常锋利且使用寿命长的非晶合金手术刀。
[0006] 本发明的目的之二在于针对现有技术中的不足之处而提供一种容易制备、工艺简 单、生产效率高和生产成本低的非晶合金手术刀的制造方法。
[0007] 为达到上述目的之一,本发明通过以下技术方案来实现。
[0008] 提供一种非晶合金手术刀,所述手术刀是采用锆基非晶合金、铜基非晶合金、钛基 非晶合金、镍基非晶合金、钯基非晶合金或铁基非晶合金而制造的非晶合金手术刀。
[0009] 所述锆基非晶合金包括Zr-Cu-(Ni/Co)-Al + (Nb/Ti/Sn)系合金、 Zr-Cu-Ni-Co-Al + (Nb/Ti/Sn)系合金;所述铜基非晶合金包括Cu-Ti-Zr-(Ni/Co) + (Sn/ Nb)系合金、Cu-Ti-Zr-Ni-Co + (Sn/Nb)系合金。
[0010] 所述非晶合金手术刀的维氏硬度为400~600,降伏强度为1000MPa~3000MPa,弹性 限度为2%~3%,镍释放量为0mg/cm2/week~0· 015mg/cm2/week,经受500小时~2000小时的盐 雾测试后其表面仍然良好无腐蚀。
[0011] 为达到上述目的之二,本发明通过以下技术方案来实现。
[0012] 提供一种非晶合金手术刀的制造方法,包括如下步骤: 步骤一,手术刀整体外形轮廓的制备:在真空状态或惰性气氛的保护下,利用锆基非晶 合金、铜基非晶合金、钛基非晶合金、镍基非晶合金、钯基非晶合金或铁基非晶合金的合金 锭通过压铸成型法制备出手术刀的整体外形轮廓; 步骤二,成型刀尖部分:通过热塑成型法(TPF)或快速放电成型法(RDF)对刀尖部分进 行成型,得到非晶合金手术刀。
[0013] 优选的,一种非晶合金手术刀的制造方法,还包括步骤三,表面处理步骤:对所述 步骤二得到的非晶合金手术刀进行滚筒研磨和/或磁力研磨和/或抛光处理和/或拉丝处 理和/或喷砂处理和/或PVD处理和/或喷涂处理。
[0014] 上述技术方案中,所述步骤二成型刀尖部分,通过热塑成型法(TPF)对刀尖部分 进行成型的具体步骤为:制作能成型刀尖部分的刀尖模具,利用感应线圈或电阻丝加热所 述刀尖模具,利用所述刀尖模具碰触要成型刀尖部分的位置并将其加热到过冷液相区后, 利用所述刀尖模具对要成型刀尖部分的位置施加压力并成型为刀尖部分,然后利用一定压 力的氮气或惰性气体吹向所述刀尖部分以对所述刀尖部分进行冷却,即完成刀尖部分的成 型。
[0015] 上述技术方案中,所述步骤二成型刀尖部分,通过快速放电成型法(RDF )对刀尖部 分进行成型的具体步骤为:制作能成型刀尖部分的的电极,通过所述电极释放电容中储存 的电能,利用所述电极将要成型刀尖部分的位置加热到玻璃化转变温度(Tg)与熔点温度 (Tm)之间,然后以所述电极作为冲头对要成型刀尖部分的位置施加压力,并成型为刀尖部 分,然后利用一定压力的氮气或惰性气体吹向所述刀尖部分以对所述刀尖部分进行冷却, 即完成刀尖部分的成型。
[0016] 上述技术方案中,对要成型刀尖部分的位置施加的压力为lMPa~30MPa;利用压力 为0. lPa~5Pa的氮气或惰性气体吹向所述刀尖部分以对所述刀尖部分进行冷却。
[0017] 上述技术方案中,所述步骤一手术刀整体外形轮廓的制备为:在真空状态或惰性 气氛的保护下,利用锆基非晶合金、铜基非晶合金、钛基非晶合金、镍基非晶合金、钯基非晶 合金或铁基非晶合金的合金锭通过压铸成型法制备出手术刀的整体外形轮廓,包括如下步 骤: 步骤(1),投料:将锆基非晶合金、铜基非晶合金、钛基非晶合金、镍基非晶合金、钯基 非晶合金或铁基非晶合金的合金锭放入立式或卧式压铸机的供料装置,并由所述供料装置 投入到立式或卧式压铸机的熔融装置中; 步骤(2),熔融:利用感应加热或电阻加热的方式将步骤一中的合金锭熔融并形成熔 汤,所述熔汤的温度为900°C ~1200°C ; 步骤(3),倒汤:将步骤二得到的熔汤倒入手术刀模具浇口套中,然后以冲头将 熔汤注入手术刀模具中;其中,冲头的速度为0.1 m/s ~5 m/s;手术刀模具的温度为 200 〇C -250 0C ; 步骤(4),冷却:对步骤三中注入了熔汤的手术刀模具进行冷却成型,得到非晶合金手 术刀,冷却速度为l〇°K/s ~106K/s ;冷却时间为15秒~30秒; 步骤(5),产品取出:利用产品取出装置接住从手术刀模具顶出的非晶合金手术刀后 再输送到产品出口,得到非晶合金手术刀。
[0018] 上述技术方案中,所述步骤(1)中,所述立式或卧式压铸机的真空度为 10_1torr~10 _3torr〇
[0019] 本发明的有益效果: (1)本发明提供的一种非晶合金手术刀,由于是采用锆基非晶合金、铜基非晶合金、钛 基非晶合金、镍基非晶合金、钯基非晶合金或铁基非晶合金而制造的非晶合金手术刀,使得 所制造的非晶合金手术刀具有高精密度、高强度、高弹性、高硬度、耐刮、抗腐蚀、人体皮肤 不产生过敏反应的性能,即具有表面硬度高、不易刮伤或变形、外观不易褪色、且不易受汗 液或外界因素而腐蚀的优点;其中,该非晶合金手术刀的维氏硬度为400~600,降伏强度为 1000MPa~3000MPa,弹性限度为2%~3%,经受500小时~2000小时的盐雾测试后其表面仍然 良好无腐蚀。
[0020] (2)本发明提供的一种非晶合金手术刀,由于采用不含镍或只含极少量镍元素锆 基非晶合金、铜基非晶合金、钛基非晶合金、镍基非晶合金、钯基非晶合金或铁基非晶合金 制造非晶合金手术刀,且由于先采用压铸成型法制备出手术刀的整体外形轮廓,再通过热 塑成型法(TPF)或快速放电成型法(RDF)对刀尖部分进行成型,得到非晶合金手术刀,使得 所制造的非晶合金手术刀的镍释放量为〇mg/cm 2/week~0. 015mg/cm2/week,即无镍释放或 镍释放量极小,当镍释放量为〇. 〇15mg/cm2/week,该镍释放量相当于利用不锈钢制备的手 术刀的镍释放量的1/10 ;而且,镍释放量为〇. 〇15mg/cm2/week以下,能够使得接受手术者 即使进行长时间手术而不发生镍过敏反应。
[0021] (3)本发明提供的一种非晶合金手术刀,所采用的锆基非晶合金、铜基非晶合金、 钛基非晶合金、镍基非晶合金、钯基非晶合金或铁基非晶合金由于均不含有铍元素,因此, 所制造的非晶合金手术刀在长期使用的过程中均不会释放出铍,从而能够避免铍的毒性对 人体的影响。
[0022] (4)本发明提供的一种非晶合金手术刀,相对于钛合金手术刀、不锈钢手术刀或, 具有高精密度、高强度、高弹性、高硬度、耐刮、抗腐蚀、表面效果佳、非常锋利且使用寿命长 的优点;相对于现有技术的纳米金刚石薄膜高频手术刀,具有高精密度、高弹性、表面效果 佳、使用寿命长、容易制备、工艺简单、生产效率高和生产成本低的优点。
[0023] (5)本发明提供的一种非晶合金手术刀的制造方法,先采用压铸成型法制备出手 术刀的整体外形轮廓,再通过热塑成型法(TPF)或快速放电成型法(RDF)对刀尖部分进行 成型,得到非晶合金手术刀;由于采用压铸成型法制备出手术刀的整体外形轮廓的压铸品 中,多少都会存在气孔,这些气孔的存在会影响手术刀的精密度和强度等力学性能,因此, 通过热塑成型法(TPF)或快速放电成型法(RDF)对刀尖部分进行成型,能够消除气孔,从而 大大提高手术刀的精密度和强度等力学性能;而且,该非晶合金手术刀的制造方法具有工 艺简单、生产效率高且生产成本低的优点。
[0024] (6)本发明提供的一种非晶合金手术刀的制造方法,利用锆基非晶合金、铜基非晶 合金、钛基非晶合金、镍基非晶合金、钯基非晶合金或铁基非晶合金的合金锭通过压铸成型 法制备手术刀的整体外形轮廓,具有压铸净成型的优点;且在真空压铸成型或在惰性气氛 保护下的压铸成型的过程中,由于锆基非晶合金、铜基非晶合金、钛基非晶合金、镍基非晶 合金、钯基非晶合金或铁基非晶合金不存在液态转固态的相变阶段,因此,锆基非晶合金、 铜基非晶合金、钛基非晶合金、镍基非晶合金、钯基非晶合金或铁基非晶合金的缩水率非常 低(缩水率仅有0. 17%左右),因此,能够利用锆基非晶合金、铜基非晶合金、钛基非晶合金、 镍基非晶合金、钯基非晶合金或铁基非晶合金的合金锭通过压铸成型法一次性成型,并且 能够省去大量的后续加工工艺,具有易于成型、制备工艺简单,并且适用于大规模生产的优 点。
[0025] (7)本发明提供的一种非晶合金手术刀的制造方法,在真空状态或惰性气氛的保 护下,利用锆基非晶合金、铜基非晶合金、钛基非晶合金、镍基非晶合金、钯基非晶合金或铁 基非晶合金的合金锭通过压铸成型法制备非晶合金手术刀时,步骤三中,在倒汤过程中,直 接倒汤完成,利用喷枪向手术刀模具表面喷射惰性气氛以达到清洁手术刀模具表面的熔汤 碎屑的目的,因为,在倒汤的过程中,会出现少许熔汤溅到手术刀模具表面的情况而在手术 刀模具表面形成熔汤碎屑,如果不对手术刀模具表面的熔汤碎屑进行清洁去除,则在后续 制程的合模过程中,这些熔汤碎屑容易夹伤手术刀模具表面,从而损坏手术刀模具;本发明 通过利用喷枪向手术刀模具表面喷射惰性气氛以达到清洁手术刀模具表面的熔汤碎屑的 目的,从而避免熔汤碎屑夹伤手术刀模具表面,从而大大延长了手术刀模具的使用寿命。
[0026] (8)本发明提供的一种非晶合金手术刀的制造方法,由于利用锆基非晶合金、铜基 非晶合金、钛基非晶合金、镍基非晶合金、钯基非晶合金或铁基非晶合金的合金锭通过压铸 成型法在制备手术刀的整体外形轮廓时,是在真空状态或惰性气氛的保护下进行的,从而 能够避免在制备非晶合金手术刀的过程中非晶合金发生氧化反应或结晶化反应。
【附图说明】
[0027] 图1是本发明的一种非晶合金手术刀及其制造方法的压铸成型的第一 TTT图。
[0028] 图2是本发明的一种非晶合金手术刀及其制造方法的热塑成型(TPF)的第二TTT 图。
[0029] 图3是本发明的一种非晶合金手术刀及其制造方法的快速放电成型(
当前第1页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1