一种非晶合金手术刀及其制造方法_3

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[0067] 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,通过电极释放电容中储存的电能,利用电极将要成 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,然后以电极作为冲 头对要成型刀尖部分的位置施加5MPa的压力,并成型为刀尖部分,然后利用压力为4Pa的 氩气吹向刀尖部分以对刀尖部分进行冷却,即完成刀尖部分的成型,得到非晶合金手术刀。
[0068] 步骤三,对步骤二得到的非晶合金手术刀进行先进行拉丝处理,再进行PVD处理。
[0069] 实施例5。
[0070] 本实施例的一种非晶合金手术刀,具体为,利用Zr-Cu-Co-Al-Sn系锆基非晶合金 的合金锭制备非晶合金手术刀。所制备的非晶合金手术刀的维氏硬度为580,降伏强度为 1200MPa,弹性限度为2. 7%,镍释放量为Omg/cmVweek,经受800小时的盐雾测试后非晶合 金手术刀的表面仍然良好无腐蚀。
[0071] 上述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:在氮气的保护下,利用Zr-Cu-Co-Al-Sn系锆基 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,具体包括如下步骤: 步骤(1 ),投料:将Zr-Cu-Co-Al-Sn系锆基非晶合金合金锭放入立式压铸机的供料装 置,并由供料装置投入到立式压铸机的熔融装置中;本实施例中,立式压铸机充入氮气进行 保护;本实施例中,Zr-Cu-Co-Al-Sn系锆基非晶合金合金锭包括Zr金属、Cu金属、Co金属、 Al金属和Sn金属,且Zr金属、Cu金属、Co金属、Al金属和Sn金属的纯度均为99. 9%以上。
[0072] 步骤(2),熔融:利用感应加热的方式将Zr-Cu-Co-Al-Sn系锆基非晶合金合金锭 熔融并形成熔汤,熔汤的温度为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2 m/s ;手术刀模具的温度为230°C ;其中,在倒汤过 程中,利用喷枪向手术刀模具表面喷射氪气以达到清洁手术刀模具表面的熔汤碎屑的目 的; 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〇5K/s ;冷却时间为17秒; 步骤(5),产品取出:利用产品取出装置接住由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的整体外形轮廓。其中,本实施例中,手术刀的整 体外形轮廓的厚度为4mm。
[0073] 其中,步骤(3)中的手术刀模具为一模多穴的模具。
[0074] 其中,步骤(5)后,还包括步骤(6),将步骤(5)得到的非晶合金手术刀进行切割浇 铸口和溢流口。
[0075] 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,通过电极释放电容中储存的电能,利用电极将要成 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,然后以电极作为冲 头对要成型刀尖部分的位置施加20MPa的压力,并成型为刀尖部分,然后利用压力为IPa的 氪气吹向刀尖部分以对刀尖部分进行冷却,即完成刀尖部分的成型,得到非晶合金手术刀。
[0076] 步骤三,对步骤二得到的非晶合金手术刀进行喷砂处理。
[0077] 实施例6。
[0078] 本实施例的一种非晶合金手术刀,具体为,利用Zr-Cu-Ni-Al-Sn系锆基非晶合金 的合金锭制备非晶合金手术刀。所制备的非晶合金手术刀的维氏硬度为430,降伏强度为 2600MPa,弹性限度为2. 1%,镍释放量为Omg/cmVweek,经受1700小时的盐雾测试后非晶合 金手术刀的表面仍然良好无腐蚀。
[0079] 上述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:在氪气的保护下,利用Zr-Cu-Ni-Al-Sn系锆基 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,具体包括如下步骤: 步骤(1 ),投料:将Zr-Cu-Ni-Al-Sn系锆基非晶合金合金锭放入立式压铸机的供料装 置,并由供料装置投入到立式压铸机的熔融装置中;本实施例中,立式压铸机充入氩气进行 保护;本实施例中,Zr-Cu-Ni-Al-Sn系锆基非晶合金合金锭包括Zr金属、Cu金属、Ni金属、 Al金属和Sn金属,且Zr金属、Cu金属、Ni金属、Al金属和Sn金属的纯度均为99. 9%以上。
[0080] 步骤(2),熔融:利用感应加热的方式将Zr-Cu-Ni-Al-Sn系锆基非晶合金合金锭 熔融并形成熔汤,熔汤的温度为1150°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2 m/s ;手术刀模具的温度为230°C ;其中,在倒汤过 程中,利用喷枪向手术刀模具表面喷射氙气以达到清洁手术刀模具表面的熔汤碎屑的目 的; 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〇5K/s ;冷却时间为17秒; 步骤(5),产品取出:利用产品取出装置接住由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的整体外形轮廓。其中,本实施例中,手术刀的整 体外形轮廓的厚度为4mm。
[0081] 其中,步骤(3)中的手术刀模具为一模多穴的模具。
[0082] 其中,步骤(5)后,还包括步骤(6),将步骤(5)得到的非晶合金手术刀进行切割浇 铸口和溢流口。
[0083] 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,具体步骤 为:制作能成型刀尖部分的刀尖模具,利用电阻丝加热刀尖模具,利用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,利用刀尖模具对要成型刀尖部分的位置施加 25MPa的压力并成型为刀尖部分,然后利用压力为2Pa的氙气吹向刀尖部分以对刀尖部分 进行冷却,即完成刀尖部分的成型,得到非晶合金手术刀。
[0084] 步骤三,对步骤二得到的非晶合金手术刀进行磁力研磨、拉丝处理和喷砂处理。
[0085] 实施例7。
[0086] 本实施例的一种非晶合金手术刀,具体为,利用Zr-Cu-Ni-Co-Al-Nb系锆基非晶 合金的合金锭制备非晶合金手术刀。所制备的非晶合金手术刀的维氏硬度为590,降伏强度 为2800MPa,弹性限度为2. 8%,镍释放量为Omg/cmVweek,经受1900小时的盐雾测试后非晶 合金手术刀的表面仍然良好无腐蚀。
[0087] 上述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:在真空度为l(T2t〇rr的真空状态的保护下,利用 Zr-Cu-Ni-Co-Al-Nb系锆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,具体包括如下步骤: 步骤(1),投料:将Zr-Cu-Ni-Co-Al-Nb系锆基非晶合金合金锭放入立式压铸机的供料 装置,并由供料装置投入到立式压铸机的熔融装置中;立式压铸机的真空度为10_2t〇rr;本 实施例中,Zr-Cu-Ni-Co-Al-Nb系锆基非晶合金合金锭包括Zr金属、Cu金属、Ni金属、Co 金属、Al金属和Nb金属,且Zr金属、Cu金属、Ni金属、Co金属、Al金属和Nb金属的纯度 均为99. 9%以上。
[0088] 步骤(2),熔融:利用感应加热的方式将Zr-Cu-Ni-Co-Al-Nb系锆基非晶合金合金 锭熔融并形成熔汤,熔汤的温度为1180°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2 m/s ;手术刀模具的温度为230°C ;其中,在倒汤过 程中,利用喷枪向手术刀模具表面喷射氩气以达到清洁手术刀模具表面的熔汤碎屑的目 的; 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〇5K/s ;冷却时间为17秒; 步骤(5),产品取出:利用产品取出装置接住由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的整体外形轮廓。其中,本实施例中,手术刀的整 体外形轮廓的厚度为1mm。
[0089] 其中,步骤(3)中的手术刀模具为一模多穴的模具。
[0090] 其中,步骤(5)后,还包括步骤(6),将步骤(5)得到的非晶合金手术刀进行切割浇 铸口和溢流口。
[0091] 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,具体步骤 为:制作能成型刀尖部分的刀尖模具,利用感应线圈加热刀尖模具,利用刀尖模具碰触要成 型刀尖部分的位置并将其加热到过冷液相区后,利用刀尖模具对要成型刀尖部分的位置施 加 IOMPa的压力并成型为刀尖部分,然后利用压力为0. 5Pa的氩气吹向刀尖部分以对刀尖 部分进行冷却,即完成刀尖部分的成型,得到非晶合金手术刀。
[0092] 步骤三,对步骤二得到的非晶合金手术刀进行抛光处理。
[0093] 实施例8。
[0094] 本实施例的一种非晶合金手术刀,具体为,利用Zr-Cu-Ni-Co-Al-Ti系锆基非晶 合金的合金锭制备非晶合金手术刀。所制备的非晶合金手术刀的维氏硬度为570,降伏强度 为2900MPa,弹性限度为2. 6%,镍释放量为Omg/cmVweek,经受1100小时的盐雾测试后非晶 合金手术刀的表面仍然良好无腐蚀。
[0095] 上述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:在氩气的保护下,利用Zr-Cu-Ni-Co-Al-Ti系锆 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,具体包括如下步骤: 步骤(1),投料:将Zr-Cu-Ni-Co-Al-Ti系锆基非晶合金合金锭放入立式压铸机的供料 装置,并由供料装置投入到立式压铸机的熔融装置中;本实施例中,立式压铸机充入氩气进 行保护;本实施例中,Zr-Cu-Ni-Co-Al-Ti系锆基非晶合金合金锭包括Zr金属、Cu金属、Ni 金属、Co金属、Al金属和Ti金属,且Zr金属、Cu金属、Ni金属、Co金属、Al金属和Ti金属 的纯度均为99. 9%以上。
[0096] 步骤(2),熔融:利用感应加热的方式将Zr-Cu-Ni-Co-Al-Ti系锆基非晶合金合金 锭熔融并形成熔汤,熔汤的温度为1130°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2 m/s ;手术刀模具的温度为230°C ;其中,在倒汤过 程中,利用喷枪向手术刀模具表面喷射氩气以达到清洁手术刀模具表面的熔汤碎屑的目 的; 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〇5K/s ;冷却时间为17秒; 步骤(5),产品取出:利用产品取出装置接住由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的整体外形轮廓。其中,本实施例中,手术刀的整 体外形轮廓的厚度为〇. 5_。
[0097] 其中,步骤(3)中的手术刀模具为一模多穴的模具。
[0098] 其中,步骤(5)后,还包括步骤(6),将步骤(5)得到的非晶合金手术刀进行切割浇 铸口和溢流口。
[0099] 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,具体步骤 为:制作能成型刀尖部分的刀尖模具,利用感应线圈加热刀尖模具,利用刀尖模具碰触要成 型刀尖部分的位置并将其加热到过冷液相区后,利用刀尖模具对要成型刀尖部分的位置施 加3MPa的压力并成型为刀尖部分,然后利用压力为0. 8Pa的氩气吹向刀尖部分以对刀尖部 分进行冷却,即完成刀尖部分的成型,得到非晶合金手术刀。
[0100] 步骤三,对步骤二得到的非晶合金手术刀进行喷涂处理,本实施例的喷涂处理是 进行防指纹漆的喷涂处理。
[0101] 实施例9。
[0102] 本实施
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