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用于金属或合金产品的表面处理的方法及金属或合金产品与流程

2021-08-06 18:45:00 来源:中国专利 TAG:

技术领域和先有技术

本发明涉及用于表面处理和/或生产金属或合金产品的方法,以及通过该方法生产或者能够生产的金属或合金产品。

金属或合金产品,例如手术器械,在其制成之前通常经受表面处理。为此,可以首先通过滑动磨削(gleitschleifen)和/或砂带磨削对产品的表面进行处理。由此可以消除预制材料中的缺陷和/或与锻造有关的缺陷,例如脱碳区域,或表面缺陷,例如孔,疤痕或裂缝,其否则会对产品的耐腐蚀性产生不良影响。

金属或合金产品的磨削处理通常以多个步骤进行,由此逐渐增加去除量,并且减小表面粗糙度。

由于砂带磨削,在产品表面上可形成细小缺口或隆起。在随后的处理步骤期间,它们可能被翻折或者压入。由此可能形成材料折叠。另外,可能发生个别的材料转移,例如碳化硅颗粒从磨削带转移到产品表面上。这种材料转移和由机械处理引起的应力继而能够在产品中产生或增加残余应力。问题在于,在随后的处理步骤中只能在有限的程度上消除在磨削期间未消除的或产生的表面缺陷。

在磨削步骤之后的消光步骤的范围内,通常将球形喷抛处理用研磨剂(例如玻璃珠)加速到产品表面上。由此导致产品表面的塑性变形,结果使其扩大和粗糙化。由于玻璃珠通常非常硬(硬度6mohs)并且还易碎,因此喷抛处理用研磨剂在消光期间部分破碎。因此,球形玻璃珠和破碎的玻璃珠都撞击在产品的表面上。破碎的玻璃珠在产品表面上产生尖锐的缺口,而未破碎的玻璃珠在产品的表面上留下球形印记。由于破碎的和未破碎的玻璃珠的撞击导致被破碎的玻璃珠刻痕的产品表面与被未破碎的玻璃珠弄平滑的产品表面之间的相互作用。由此同样形成材料折叠。除了塑性变形和随之而来的产品应力的产生之外,还可能发生喷抛处理用研磨剂的材料转移到产品表面上。这种材料转移在可以留下玻璃珠的材料积聚的缺口区域中特别强。

作为上述以玻璃珠为例描述的喷抛处理用研磨剂处理的备选方案,可以刷涂金属或合金产品的表面。为此,可以用刷盘(bürstscheiben),例如借助于盘形形成的研磨无纺布或带有研磨颗粒的盘形布置的尼龙纤维来处理产品表面。通常将氧化铝颗粒和/或氧化硅颗粒施加到刷盘上。然而,缺点是刷涂的产品表面比消光的产品表面具有更强的反射性能。

已知的是,在金属或合金产品的表面上由材料折叠形成的微裂缝或缺口以及随之而来的产品中残余应力的产生或增加对其耐腐蚀性具有不利影响。在材料转移的情况下,例如在砂带磨削和/或消光期间,被转移的材料会产生额外的微裂缝并且削弱钝化层。

金属或合金产品的表面处理中的另一个问题是表面变色的发生。这多数归因于硅酸盐沉积物,氧化钛沉积物和水斑。虽然通过简单的对策,例如通过使用完全脱盐的水和/或通过在冲洗后直接干燥,可以防止或除去水斑,但是防止或除去氧化钛沉积物和硅酸盐沉积物相对更为复杂。

氧化钛沉积物和硅酸盐沉积物是化学中性的并因此在卫生方面不成问题。但是,由于其外观,它们一再错误地导致卫生警报。这两种沉积物类型的显而易见的变色都归因于白光在其厚度在纳米范围内的产品层上的反射和干涉。

导致大面积氧化钛沉积物的原因通常是所使用的清洁剂。氧化钛沉积物特别可在光滑的且有光泽的产品表面上看到。

在蒸汽消毒期间,由于溶解在水中的二氧化硅沉积在金属或合金产品的表面上而形成硅酸盐沉积物。由于液滴形状,这种类型的硅酸盐层在无光泽的产品表面上可以被特别明显地看到。这些使光在液滴的边缘处更强烈地反射,随之而来的是良好的可见性。从工艺技术的观点来看,为完全避免硅酸盐沉积物,非常昂贵的水处理将是必需的。

因此,硅酸盐沉积物主要出现在无光泽的表面上,而氧化钛沉积物特别可在光滑的表面上容易看到。

目的与解决方案

本发明的目的在于提供用于表面处理和/或生产金属或合金产品的方法,该方法至少部分地避免了在这种类型的方法中出现的缺点,并且特别地导致在相应处理和/或生产的金属或合金产品中耐腐蚀性的改善以及减少了表面变色的出现。

此外,本发明的目的是提供相应的金属或合金产品。

根据本发明,上述目的通过具有独立权利要求1的特征的方法以及通过权利要求15的金属或合金产品得以实现。该方法的优选的实施方案是从属权利要求以及说明书的主题。所有权利要求的措词在此通过明确引用并入说明书内容中。

根据第一方面,本发明涉及一种用于表面处理和/或生产金属或合金产品的方法。该方法具有以下步骤:

a)金属或合金产品的表面的消光,和

b)金属或合金产品的消光表面的电化学处理。

在本发明意义上,应将表述“金属产品”理解为是指具有金属或由金属组成的产品。优选地,在本发明意义上,应将表述“金属产品”理解为是指由金属组成的产品。

在本发明意义上,应将表述“合金产品”理解为是指具有合金或由合金组成的产品。优选地,在本发明意义上,应将表述“合金产品”理解为是指由合金组成的产品。

在本发明意义上,应将表述“合金”理解为是指由至少两种元素(组分)构成的宏观均匀的金属材料,其中至少一种元素是金属。因此,本发明意义上的表述“合金”可以表示由至少两种不同的金属组成的宏观均匀的金属材料。作为备选方案,本发明意义上的表述“合金”可以表示由至少一种金属和至少一种非金属例如碳组成的宏观均匀的金属材料。

令人惊讶地已经发现,通过消光步骤和电化学处理步骤的组合,可以部分地或甚至完全地避免与金属或合金产品的表面处理相关的现有技术中出现的缺点。因此,根据本发明的消光步骤(步骤a))特别有利地导致产品表面较小的反射性能,由此可以防止使外科医生眼花。通过随后的电化学处理步骤(步骤b)),可以有利地改善金属或合金产品的耐腐蚀性,并且减少沉积物的附着(表面变色)。

在本发明的一个实施方案中,在步骤a)之前进行金属或合金产品的表面的磨削,优选滑动磨削(gleitschleifen)和/或砂带磨削。

对于滑动磨削,将金属或合金产品加入到容器中,优选地与滑动磨削体(gleitschleifkörpern)(其优选地形成为松散材料)一起或者与包含滑动磨削体和任选的添加剂的水溶液一起。任选提供的添加剂可以选自腐蚀保护剂、脱脂剂、酸洗剂、分离剂(trennmittel)(例如直径<1毫米的塑料小球)及其混合物。通过这样的解决方案可以有利地使得由滑动磨削体产生的磨损材料以及产品去除材料(produktabtrag)被吸收并运走。取决于各自使用的添加剂,此外可以实现进一步的效果,例如腐蚀保护,脱脂和防止附着。

容器的振动或旋转运动产生金属或合金产品与滑动磨削体之间的相对运动。由此造成金属或合金产品的材料去除,特别是在其棱边处的材料去除。金属或合金产品的表面外观、粗糙度、材料去除量以及去毛刺性能可以以有利的方式受到用于滑动磨削的机器、滑动磨削体以及受到任选的添加剂的有针对性的影响。

滑动磨削体可以具有选自下述的材料或由选自下述的材料组成:陶瓷、塑料、天然产品如胡桃壳、钢及其组合。

原则上,滑动磨削体可以是规则形状的和/或不规则形状的。

滑动磨削体特别可以没有拐角和/或棱边地形成,例如以椭圆形、环形或球形。

作为备选方案或组合地,滑动磨削体可以具有拐角和/或棱边。特别地,滑动磨削体可以是以多面体形形成的,例如立方体形、长方体形、棱柱形、锥体形或铲形(spatförmig)。此外,滑动磨削体特别地可以形成为直立棱柱和/或倾斜棱柱。

作为备选方案或组合地,滑动磨削体可以是以圆锥形形成的。

此外,可以使用不同形状的滑动磨削体的混合物用于金属或合金产品的滑动磨削。例如,可以使用没有拐角和/或棱边的并且多面体形的滑动磨削体。作为备选方案或组合地,可以使用不同形状的没有拐角和/或棱边的滑动磨削体和/或不同的多面体形的滑动磨削体。关于可能的设计和形状,完全参考前面段落中针对滑动磨削体所描述的设计和形状。

此外,滑动磨削体可以具有在1mm-80mm范围内的至少一个尺寸,特别是至少一个平均尺寸,例如直径,特别是平均直径,和/或高度,特别是平均高度,和/或长度,特别是平均长度。这里,应将本发明意义上的球形形成的滑动磨削体的直径理解为是指单个球形形成的滑动磨削体的半径的两倍。相反,应将本发明意义上的非球形形成的滑动磨削体的直径理解为是指沿单个滑动磨削体的周线可以彼此接受的两个点之间的最大可能距离。本段落中提到的平均尺寸例如可以通过堆积密度测量和/或光学测量来确定。此外,滑动磨削可以作为转鼓滑动磨削(trommelgleitschleifen)、振动滑动磨削(vibrationsgleitschleifen)、沉浸切削(tauchgleitspanen)、阻力磨削(schleppschleifen)、离心力滑动磨削(fliehkraftgleitspanen)或压力流研磨(druckfließläppen)来进行。

对于金属或合金产品的砂带磨削,优选使用砂带。为此,特别可以使用绕着至少两个辊子运行的砂带。砂带优选地具有150至1200的粒度。在此,粒度的数遵循网孔的度量单位,即,每英寸(25.4mm)的网的目数。因此,例如,粒度为150的磨料恰好还通过每英寸150目的筛网。

根据本发明,在进行步骤a)之前,例如可以首先进行滑动磨削,然后进行砂带磨削。特别在金属或合金产品的所谓的阴影区域(abschattungsbereich)的处理方面,和在这样的区域之外,砂带磨削可能是有利的。阴影区域定义了金属或合金产品的这样的区域,在该区域中,特别是由于金属或合金产品的几何形状和/或构造,滑动磨削体对该表面,没有效果或仅具有有限的效果。

作为备选方案,金属或合金产品的表面在进行步骤a)之前只能通过滑动磨削来磨削。由此可以避免在产品表面上形成归因于砂带磨削的缺口和/或隆起,因此可以进一步改善金属或合金产品的耐腐蚀性。

作为备选方案,在进行步骤a)之前,仍然可以仅仅通过砂带磨削对金属或合金产品的表面进行磨削。

在本发明的另一个实施方案中,喷抛处理用研磨剂、特别是延性的(即非脆性的)喷抛处理用研磨剂被用于进行步骤a)。通过使用这种喷抛处理用研磨剂可以特别有利地防止或至少减少缺口和/或微裂缝的产生。由此可以避免或至少减少产品中局部应力峰的出现,并且特别是可以另外改善金属或合金产品的耐腐蚀性。另外,金属或合金产品的耐刮擦性可以通过使用这种喷抛处理用研磨剂而有利地被改善。

原则上,喷抛处理用研磨剂可以具有选自下述的材料或由选自下述的材料组成:金属、金属氧化物、合金、陶瓷、塑料、植物材料、砂及其组合。

金属可以特别地是铝。

金属氧化物可以特别地是氧化铝(al2o3)。

塑料可以特别地是脲树脂、酚醛树脂、聚酯树脂或三聚氰胺树脂。

陶瓷可以特别地是玻璃或混合陶瓷。

合金可以特别地是钢,优选不锈钢。

砂可以特别地是石榴石砂。

在本发明的另一个实施方案中,喷抛处理用研磨剂具有金属或合金或由金属或合金组成。这样的喷抛处理用研磨剂特别地具有以下优点:它不会破碎,因此不会在金属或合金产品的表面造成任何缺口。另外,可以避免材料转移到产品表面上。总体上,可以由此额外提高金属或合金产品的耐腐蚀性以及避免产品中不希望的残余应力的出现。另外,这种喷抛处理用研磨剂特别适合于提高金属或合金产品的耐刮擦性。

喷抛处理用研磨剂优选地具有钢,特别是精炼钢,或者由钢,特别是精炼钢组成。通过这种喷抛处理用研磨剂可以特别强烈地发挥上一段中提到的优点。

原则上,喷抛处理用研磨剂可以规则和/或不规则地形成存在,特别作为规则和/或不规则形成的喷抛处理用研磨剂体(strahlmittelkörper)存在。

在本发明的另一个实施方案中,喷抛处理用研磨剂没有拐角和/或棱边,特别形成为没有拐角和/或棱边的喷抛处理用研磨剂体。由此可以避免在金属或合金产品的表面上产生缺口,并且因此可以改善其耐腐蚀性。

原则上,喷抛处理用研磨剂可以以椭圆形,环形,球形或珠形形成,或者以相应形成的喷抛处理用研磨剂体的形式存在。

喷抛处理用研磨剂优选地是球形和/或珠形的或形成为球形和/或珠形的喷抛处理用研磨剂体。

作为备选方案或组合地,喷抛处理用研磨剂可以具有拐角和/或棱边。特别地,喷抛处理用研磨剂可以是多面体形的,例如立方体形、长方体形、棱柱形、锥体形或铲形,或者作为相应形成的喷抛处理用研磨剂体存在。喷抛处理用研磨剂还可以具有直立棱柱或倾斜棱柱的形状,或者以相应形成的喷抛处理用研磨剂体的形式存在。

作为备选方案或组合地,喷抛处理用研磨剂可以以圆锥形形成或者以圆锥形的喷抛处理用研磨剂体的形式存在。

作为备选方案或组合地,喷抛处理用研磨剂可以以球状形式存在,例如以绕圈的(arrondiert)金属线的形式,或者以相应形成的喷抛处理用研磨剂体的形式存在。

作为备选方案或组合地,喷抛处理用研磨剂可以以破碎的形式存在,特别地以破碎的磨料体的形式存在。

此外,喷抛处理用研磨剂或喷抛处理用研磨剂体可以具有在40μm-2000μm的范围内的至少一个尺寸,特别是至少一个平均尺寸,例如直径,特别是平均直径,和/或高度,特别是平均高度,和/或长度,特别是平均长度。这里,应将本发明意义上的球形形成的喷抛处理用研磨剂或球形形成的喷抛处理用研磨剂体的直径理解为是指球形形成的喷抛处理用研磨剂或单个球形形成的喷抛处理用研磨剂体的半径的两倍。相反,应将本发明意义上的非球形形成的喷抛处理用研磨剂或非球形形成的喷抛处理用研磨剂体的直径理解为是指沿非球形形成的喷抛处理用研磨剂或非球形形成的喷抛处理用研磨剂体的周线可以彼此接受的两个点之间的最大可能距离。本段落中提到的平均尺寸例如可以通过激光散射或者筛分分析来确定。

为了将喷抛处理用研磨剂或喷抛处理用研磨剂体加速到金属或合金产品的表面上,例如可以使用压力喷抛装置,注射器喷抛装置或离心轮装置。如果使用压力喷抛装置或注射器喷抛装置,则可采用1巴至6巴的压力。

在本发明的另一个实施方案中,进行金属或合金产品的消光表面的电抛光,以进行步骤b)。在此,通常在电解质中阳极除去金属或合金产品的表面,即,金属或合金产品在电化学电池中形成阳极。通过电抛光特别地有利地降低了金属或合金产品的表面粗糙度,并因此降低了其易腐蚀性。在由精炼钢构成的产品的情况下,电抛光具有在电抛光过程期间富集铬和镍含量的额外优点,由此可以有利于钝化层的后续形成。

含水电解质通常用于进行所述电抛光。该电解质优选除了水之外还包含无机酸或无机酸混合物。无机酸特别选自磷酸,硫酸及其混合物。已经发现,在此,含磷酸和/或硫酸的含水电解质对于金属或合金产品,特别是精炼钢制成的产品的表面的电抛光是特别有利的。

此外,电抛光可以用含水电解质、特别是老化的含水电解质进行,所述电解质具有45重量%的磷酸比例或35重量%的硫酸比例,在每种情况下基于电解质的总重量。

电解质还可包含添加剂,例如表面活性物质。

可以有利地通过其水的比例有针对性地控制电解质的侵蚀性。

优选地,用2v至10v的直流电压工作,以进行金属或合金产品的消光表面的电抛光。在电抛光期间,直流电压可以保持恒定。作为备选方案,可以在电抛光期间改变直流电压。

为对金属或合金产品的消光表面进行电抛光,优选设定5a/dm2至50a/dm2的电流密度。

此外,电抛光可以在50℃至65℃的温度下进行。

金属或合金产品可以在电抛光之前清洁和/或脱脂。

在本发明的另一个实施方案中,进行金属或合金产品的消光表面的阳极酸洗,以进行步骤b)。在此,从产品表面去除金属或合金原则上类似于上述的电抛光在直流电路中在阳极上通过合适的电解质进行。去除作用基于金属或合金的溶解和/或由所形成的气体,如特别是氧气造成的金属氧化物的剥落。作为电解质,可以使用具有磷酸、硫酸或其混合物的含水电解质。此外,可以如上述电抛光一样,特别在浸浴中进行阳极酸洗。此外,金属或合金去除特别可以通过电流密度和/或时间来控制。

在本发明的另一个实施方案中,进行步骤b)多次,特别是两次。由此可以均匀地处理金属或合金产品的几何特殊性,例如金属或合金产品的端部,而不会形成相关的阴影。金属或合金产品的末端可以在两个位置进行处理,由此仅形成微小的阴影。作为备选方案,可以优选在进行步骤b)的期间使金属或合金产品缓慢地接合(artikuliert)。

在本发明的另一个实施方案中,步骤b)每次进行30秒至120秒,特别地45秒至90秒,优选地60秒的时间。上一段中提到的优点相应地适用。

在本发明的另一个实施方案中,在步骤b)之后进行金属或合金产品的经电化学处理的,特别是经电抛光或阳极酸洗的表面的钝化的步骤c)。由此可以有针对性地在金属或合金产品的经电化学处理的,特别是经电抛光或阳极酸洗的表面上产生钝化层或被动层,即保护层。由此可以额外改善金属或合金产品的耐腐蚀性。在钢产品的情况中,特别是不生锈的钢产品的情况下,可以通过步骤c)在产品表面上形成例如增强的氧化铬层。

在本发明的另一个实施方案中,将所谓的钝化溶液,即含酸的水溶液,用于进行步骤c)。含有柠檬酸、硝酸或柠檬酸与硝酸的混合物的钝化水溶液优选用于进行步骤c)。例如,稀柠檬酸水溶液,特别是柠檬酸比例为5重量%至60重量%的,基于稀柠檬酸水溶液的总重量,可以被用作钝化溶液。作为备选方案,稀硝酸水溶液,特别是硝酸比例为5重量%至60重量%的,基于稀硝酸水溶液的总重量,可以被用作钝化溶液。

从健康和职业安全的角度来看,相对于使用硝酸,使用柠檬酸具有优点。另外,在含精炼钢或由不生锈的钢组成的产品的情况中可以通过柠檬酸比使用硝酸时的情况实现更厚的氧化铬层,因为在精炼钢的情况中后者还降低了其他合金成分的比例。

为了进行步骤c),例如可以将金属或合金产品浸入钝化溶液中。作为备选方案,可以将钝化溶液喷雾或倾倒在金属或合金产品的表面上。

此外,步骤c)可以进行2分钟至2小时,特别地5分钟至60分钟,优选10分钟至30分钟的时间。

此外,步骤c)可以在20℃至80℃,特别是30℃至65℃,优选50℃至60℃的温度范围内进行。

此外,可以在步骤b)与步骤c)之间进行步骤bc)金属或合金产品的清洁和/或脱脂,特别是金属或合金产品的经电化学处理的表面,特别是经电抛光或阳极酸洗的表面的清洁和/或脱脂。

此外,可以在步骤c)之后进行步骤d)金属或合金产品的包装和/或标记,特别是贴标签。

此外,可以在步骤c)和步骤d)之间进行步骤cd)金属或合金产品的消毒,特别是蒸汽消毒。作为备选方案,可以在步骤d)之后进行步骤e)金属或合金产品的消毒,特别是蒸汽消毒。

在本发明的另一个实施方案中,金属或合金产品具有钢,特别是精炼钢或不生锈的钢,或由钢,特别是精炼钢或不生锈的钢组成。

在本发明意义中(根据en10020),应将表述“精炼钢”理解为是指一种具有特定纯度的合金钢或非合金钢,例如具有≤0.025%,特别地<0.025%的硫和/或磷的质量比例。

钢优选地是不生锈的或者耐腐蚀的钢;特别是不生锈的或者耐腐蚀的精炼钢。

所述钢可以特别地是铁素体钢、马氏体钢、奥氏体-铁素体钢或奥氏体钢。

所述钢优选是马氏体的耐腐蚀的钢,特别是所谓的碳马氏体,即具有铬和碳作为主要合金成分的耐腐蚀的钢,或是所谓的镍马氏体,即具有镍作为主要合金组分的耐腐蚀的钢,根据iso7153-1。

例如,所述钢可以是具有材料缩写x12cr13(材料号1.4006)的钢。这是具有0.08%至0.15%的碳质量比例,11.5%至13.5%的铬质量比例和≤0.75%的镍质量比例的马氏体钢。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x12crs13(材料号1.4005)的马氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有0.08%至0.15%的碳质量比例,12.0%至14.0%的铬质量比例和≤0.60%的钼质量比例和任选地0.15%至0.35%的硫质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x20cr13(材料号:1.4021)的马氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有0.16%至0.25%的碳质量比例和12.0%至14.0%的铬质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x15cr13(材料号:1.4024)的马氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有0.12%至0.17%的碳质量比例和12.0%至14.0%的铬质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x30cr13(材料号:1.4028)的马氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有0.26%至0.35%的碳质量比例和12.0%至14.0%的铬质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x46cr13(材料号:1.4034)的马氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有0.43%至0.50%的碳质量比例和12.5%至14.5%的铬质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x50crmov15(材料号:1.4116)的马氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有0.45%至0.55%的碳质量比例,14.0%至15.0%的铬质量比例,0.50%至0.80%的钼质量比例和0.10%至0.20%的钒质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x17crni16-2(材料号:1.4057)的马氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有0.12%至0.22%的碳质量比例,15.0%至17.0%的铬质量比例和1.5%至2.5%的镍质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x39crmo17-1(材料号:1.4122)的马氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有0.33%至0.45%的碳质量比例,15.5%至17.5%的铬质量比例,0.8%至1.3%的钼质量比例和≤1.0%的镍质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x14crmos17(材料号:1.4104)的马氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有0.10%至0.17%的碳质量比例,15.5%至17.5%的铬质量比例,0.20%至0.60%的钼质量比例和0.15%至0.35%的硫质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x3crnimo13-4(材料号:1.4313)的马氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.05%的碳质量比例,12.0%至14.0%的铬质量比例,0.3%至0.7%的钼质量比例和3.5%至4.5%的镍质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x4crnimo16-5-1(材料号:1.4418)的马氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.06%的碳质量比例,15.0%至17.0%的铬质量比例,0.80%至1.50%的钼质量比例和4.0%至6.0%的镍质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x65cr13的马氏体钢。此钢具有0.58%至0.70%的碳质量比例,12.5%至14.5%的铬质量比例,≤1.00%的锰质量比例,≤1.00%的硅质量比例,0.04%的磷质量比例和0.015%的硫质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x30crmon15-1(材料号:1.4108)的马氏体钢。此钢具有0.25%至0.35%的碳质量比例,14.0%至16.0%的铬质量比例,0.85%至1.10%的钼质量比例,0.50%的镍质量比例,1.00%的锰质量比例,1.00%的硅质量比例和0.03%至0.50%的氮质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x70crmo15(材料号:1.4109)的马氏体钢。此钢具有0.60%至0.75%的碳质量比例,14.0%至16.0%的铬质量比例,0.40%至0.80%的钼质量比例,≤1.00%的锰质量比例,≤0.70%的硅质量比例,0.04%的磷质量比例和0.015%的硫质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x90crmov18(材料号:1.4112)的马氏体钢。此钢具有0.90%的碳质量比例,17%至19%的铬质量比例和0.90%的钼质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x38crmov15(材料号:1.4117)的马氏体钢。此钢具有0.38%的碳质量比例,14%至15%的铬质量比例和0.50%的钼质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x150crmo17(材料号:1.4125)的马氏体钢。此钢具有1.10%的碳质量比例,17%的铬质量比例和0.60%的钼质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x22crmonis13-1(材料号:1.4121)的马氏体钢。此钢具有0.20%至0.25%的碳质量比例,12.0%至14.0%的铬质量比例,1.00%至1.50%的钼质量比例,0.80%至1.20%的镍质量比例,1.00%至1.50%的锰质量比例,≤1.00%的硅质量比例,0.045%的磷质量比例和0.15%至0.25%的硫质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x40crmovn16-2(材料号:1.4123)的马氏体钢。此钢具有0.35%至0.50%的碳质量比例,14.0%至16.0%的铬质量比例,1.00%至2.50%的钼质量比例,0.5%的镍质量比例,≤1.00%的锰质量比例,≤1.00%的硅质量比例,0.04%的磷质量比例和0.015%的硫质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x105crmo17(材料号:1.4125)的马氏体钢。此钢具有0.95%至1.20%的碳质量比例,16.0%至18.0%的铬质量比例,0.04%至0.80%的钼质量比例,最大1.00%的锰质量比例,最大1.00%的硅质量比例,最大0.040%的磷质量比例和最大0.015%的硫质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x5crnicunb16-4(材料号:1.4542)的沉淀硬化耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.07%的碳质量比例,15.0%至17.0%的铬质量比例,≤0.60%的钼质量比例,3.0%至5.0%的镍质量比例,3.0%至5.0%的铜质量比例和最大0.45%的铌质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x7crnial17-7(材料号:1.4568)的沉淀硬化耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.09%的碳质量比例,16.0%至18.0%的铬质量比例,6.5%至7.8%的镍质量比例和0.70%至1.50%的铝质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x5crnimocunb14-5(材料号:1.4594)的沉淀硬化耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.07%的碳质量比例,13.0%至15.0%的铬质量比例,1.20%至2.00%的钼质量比例,5.0%至6.0%的镍质量比例,1.20%至2.00%的铜质量比例和0.15%至0.60%的铌质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x3crnitimb12-9(材料号:1.4543)的沉淀硬化耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.03%的碳质量比例,11.0%至12.5%的铬质量比例,≤0.50%的钼质量比例,3.00%至5.00%的镍质量比例,≤0.90%至1.40%的钛质量比例,1.50%至2.50%的铜质量比例,0.10%至0.50%的铌质量比例,0.50%的锰质量比例,0.50%的硅质量比例,≤0.02%的磷质量比例和≤0.015%的硫质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x2crni12(材料号:1.4003)的铁素体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.03%的碳质量比例,10.5%至12.5%的铬质量比例,0.3%至1.00%的镍质量比例和≤0.03%的氮比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x2crni12(材料号:1.4512)的铁素体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.03%的碳质量比例,10.5%至12.5%的铬质量比例和最大0.65%的钛质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x6cr17(材料号:1.4016)的铁素体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.08%的碳质量比例和16.0%至18.0%的铬质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x3crti17(材料号:1.4510)的铁素体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.05%的碳质量比例,16.0%至18.0%的铬质量比例和最大0.80%的钛质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x6crmos17(材料号:1.4105)的铁素体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.08%的碳质量比例,16.0%至18.0%的铬质量比例,0.20%至0.60%的钼质量比例和0.15%至0.35%的硫质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x3crnb17(材料号:1.4511)的铁素体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.05%的碳质量比例,16.0%至18.0%的铬质量比例和最大1.00%的铌比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x2crtinb18(材料号:1.4509)的铁素体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.03%的碳质量比例,17.5%至18.5%的铬质量比例,最大1.00%的铌质量比例和0.10%至0.60%的钛质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x6crmo17-1(材料号:1.4113)的铁素体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.08%的碳质量比例,16.0%至18.0%的铬质量比例和0.90%至1.40%的钼质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x2crmoti18-2(材料号:1.4521)的铁素体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.025%的碳质量比例,17.0%至20.0%的铬质量比例,1.80%至2.50%的钼质量比例和最大0.80%的钛质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x2crni22-2(材料号:1.4062)的奥氏体-铁素体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.03%的碳质量比例,21.5%至24.0%的铬质量比例,≤0.45%的钼质量比例,1.00%至2.90%的镍质量比例和0.16%至0.28%的氮质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x2crmnnin21-5-1(材料号:1.4162)的奥氏体-铁素体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.04%的碳质量比例,21.0%至22.0%的铬质量比例,0.10%至0.80%的钼质量比例,1.35%至1.70%的镍质量比例,4.0%至6.0%的锰质量比例,0.20%至0.25%的氮质量比例和0.10%至0.80%的铜质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x2crnin23-4(材料号:1.4362)的奥氏体-铁素体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.03%的碳质量比例,22.0%至24.0%的铬质量比例,0.10%至0.60%的钼质量比例,3.5%至5.5%的镍质量比例和0.10%至0.60%的铜质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x2crnimon22-5-3(材料号:1.4462)的奥氏体-铁素体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.03%的碳质量比例,21.0%至23.0%的铬质量比例,2.5%至3.5%的钼质量比例,4.5%至6.5%的镍质量比例和0.10%至0.22%的氮质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x2crnimnmocun24-4-3-2(材料号:1.4662)的奥氏体-铁素体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.03%的碳质量比例,23.0%至25.0%的铬质量比例,1.00%至2.00%的钼质量比例,3.0%至4.5%的镍质量比例,2.5%至4.0%的锰质量比例和0.10%至0.80%的铜质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x2crnimon25-7-4(材料号:1.4410)的奥氏体-铁素体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.03%的碳质量比例,24.0%至26.0%的铬质量比例,3.0%至4.5%的钼质量比例,6.0%至8.0%的镍质量比例和0.24%至0.35%的氮质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x2crnimocuwn25-7-4(材料号:1.4501)的奥氏体-铁素体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.03%的碳质量比例,24.0%至26.0%的铬质量比例,3.0%至4.0%的钼质量比例,6.0%至8.0%的镍质量比例,0.50%至1.00%的铜质量比例,0.50%至1.00%的钨质量比例和0.20%至0.30%的氮质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x2crnimo18-15-3(材料号:1.4441)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有最大0.030%的碳质量比例,17.0%至19.0%的铬质量比例,2.70%至3.0%的钼质量比例,13.0%至15.0%的镍质量比例,最大2.00%的锰质量比例,最大0.50%的铜质量比例,最大0.75%的硅质量比例,最大0.025%的磷质量比例,最大0.003%的硫质量比例和最大0.10%的氮质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x5crni18-10(材料号:1.4301)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.07%的碳质量比例,17.5%至19.5%的铬质量比例,8.0%至10.5%的镍质量比例和≤0.11%的氮质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x4crni18-12(材料号:1.4303)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.06%的碳质量比例,17.0%至19.0%的铬质量比例,11.0%至13.0%的镍质量比例和≤0.11%的氮质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x8crnis18-9(材料号:1.4305)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.10%的碳质量比例,17.0%至19.0%的铬质量比例,8.0%至10.0%的镍质量比例,0.15%至0.35%的硫质量比例和≤1.00%的铜质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x2crni19-11(材料号:1.4306)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.030%的碳质量比例,18.0%至20.0%的铬质量比例,10.0%至12.0%的镍质量比例和≤0.11%的氮质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x2crni18-9(材料号:1.4307)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.030%的碳质量比例,17.5%至19.5%的铬质量比例,8.0%至10.5%的镍质量比例和≤0.11%的氮质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x2crni18-10(材料号:1.4311)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.030%的碳质量比例,17.5%至19.5%的铬质量比例,8.5%至11.5%的镍质量比例和0.12%至0.22%的氮质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x6crniti18-10(材料号:1.4541)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.08%的碳质量比例,17.0%至19.0%的铬质量比例,9.0%至12.0%的镍质量比例和最大0.70%的钛质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x6crninb18-10(材料号:1.4550)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.08%的碳质量比例,17.0%至19.0%的铬质量比例,9.0%至12.0%的镍质量比例和最大1.00%的铌质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x3crnicu18-9-4(材料号:1.4567)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.04%的碳质量比例,17.0%至19.0%的铬质量比例,8.5%至10.5%的镍质量比例和3.0%至4.0%的铜质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x10crni18-8(材料号:1.4310)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有0.05%至0.15%的碳质量比例,16.0%至19.0%的铬质量比例,≤0.80%的钼质量比例和6.0%至9.5%的镍质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x5crnimo17-12-2(材料号:1.4401)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.07%的碳质量比例,16.5%至18.5%的铬质量比例,2.00%至2.50%的钼质量比例,10.0%至13.0%的镍质量比例和≤0.10%的氮质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x2crnimo17-12-2(材料号:1.4404)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.030%的碳质量比例,16.5%至18.5%的铬质量比例,2.00%至2.50%的钼质量比例,10.0%至13.0%的镍质量比例和≤0.10%的氮质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x6crnimoti17-12-2(材料号:1.4571)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.08%的碳质量比例,16.5%至18.5%的铬质量比例,2.00%至2.50%的钼质量比例,10.5%至13.5%的镍质量比例和最大0.70%的钛质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x2crnimon17-13-3(材料号:1.4429)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.030%的碳质量比例,16.5%至18.5%的铬质量比例,2.5%至3.0%的钼质量比例,11.0%至14.0%的镍质量比例和0.12%至0.22%的氮质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x2crnimo18-14-3(材料号:1.4435)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.030%的碳质量比例,17.0%至19.0%的铬质量比例,2.5%至3.0%的钼质量比例,12.5%至15.0%的镍质量比例和≤0.10%的氮质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x3crnimo17-13-3(材料号:1.4436)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.05%的碳质量比例,16.5%至18.5%的铬质量比例,2.5%至3.0%的钼质量比例,10.5%至13.0%的镍质量比例和≤0.10%的氮质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x2crnimon17-13-5(材料号:1.4439)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.030%的碳质量比例,16.5%至18.5%的铬质量比例,4.0%至5.0%的钼质量比例,12.5%至14.5%的镍质量比例和0.12%至0.22%的氮质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x1nicrmocu25-20-5(材料号:1.4539)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.020%的碳质量比例,19.0%至21.0%的铬质量比例,4.0%至5.0%的钼质量比例,24.0%至26.0%的镍质量比例,1.20%至2.00%的铜质量比例和≤0.15%的氮质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x2crnimnmonbn25-18-5-4(材料号:1.4565)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.030%的碳质量比例,24.0%至26.0%的铬质量比例,4.0%至5.0%的钼质量比例,16.0%至19.0%的镍质量比例,5.0%至7.0%的锰质量比例,0.30%至0.60%的氮质量比例和≤0.15%的铌质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x1nicrmocun25-20-7(材料号:1.4529)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.020%的碳质量比例,19.0%至21.0%的铬质量比例,6.0%至7.0%的钼质量比例,24.0%至26.0%的镍质量比例,0.50%至1.50%的铜质量比例和0.15%至0.25%的氮质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x1crnimocun20-18-7(材料号:1.4547)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.020%的碳质量比例,19.5%至20.5%的铬质量比例,6.0%至7.0%的钼质量比例,17.5%至18.5%的镍质量比例,0.50%至1.00%的铜质量比例和0.18%至0.25%的氮质量比例。

作为备选方案,所述钢可以是具有材料缩写x1crnimocun24-22-8(材料号:1.4652)的奥氏体的耐腐蚀的钢。此钢具有≤0.020%的碳质量比例,23.0%至25.0%的铬质量比例,7.0%至8.0%的钼质量比例,21.0%至23.0%的镍质量比例,2.0%至4.0%的锰质量比例和0.45%至0.55%的氮质量比例。

金属或合金产品优选地通常具有钢,特别是耐腐蚀的钢,其具有10%至25%的铬质量比例,或者由这种钢,特别是这种耐腐蚀的钢组成。

在本发明的另一个实施方案中,金属或合金产品是医疗产品或医疗技术产品,或是医疗产品或医疗技术产品,特别是医疗器械,优选手术器械的前体,特别是半制品、毛坯或半成品,或者是医疗产品或医疗技术产品,特别是医疗器械,优选手术器械的组件,例如,螺钉、铆钉、导销、空心柄、手柄或弹簧。

所述医疗或医疗技术产品优选地是医疗器械,特别是手术器械。

所述手术器械特别可以选自扩张器械,抓握器械,夹持器械,切割器械,缝合器具,内窥镜和组合器械。

扩张器械可以是例如创口拉钩,牵开器,创口扩张器,胸骨扩张器,创口闭合器,窥器或套针套筒。

抓握器械可以是例如镊子,夹持器,持针器或持物钳。

夹持器械可以是例如软夹持器,特别是用于临时夹持肠和细血管的,或者是剥离钳。

切割器械例如可以是解剖刀,小刀,剪刀,分支钳,骨碎片钳,环钳,电刀,鼻甲刀,烧灼器或超声刀。

缝合器具特别地可以是创夹缝合器具(吻合器)或创夹拆除器。

组合器械可以是内吻合器(endostapler)或创夹缝合器具,其例如夹紧并同时精确地切割中空器官。此外,组合器械可以是组合的持针器,其可以作为通用缝合器具既抓握也切割。

此外,手术器械可以是锤子。

此外,手术器械可以是凿子,特别是扁平或空心凿子,如骨腔凿,或是刮匙,特别是骨刮匙。

此外,手术器械可以是探针。

此外,手术器械可以是钻骨器。

此外,手术器械可以是起子/牙挺或骨膜起子或骨膜剥离器。

根据第二方面,本发明涉及金属或合金产品。

该金属或合金产品优选通过根据本发明第一方面的方法来生产或能够通过根据本发明第一方面的方法来生产。

该金属或合金产品能够具有100毫伏至1200毫伏,特别地200毫伏至800毫伏,优选地300毫伏至…600毫伏的点蚀电位(相对于标准氢电极测量)。

作为备选方案或组合地,该金属或合金产品可以具有60°至140°,特别地65°至120°,优选地70°至100°的接触角。接触角的测量可以根据astmd7334-08进行。作为备选方案,可以使用dataphysics的接触角测量仪(contactanglesystemoca15plus)并且使用0.9%的氯化钠溶液(b.braun)进行接触角的测量,其中液滴体积为1微升。为了测量接触角,在这种情况下可以在常规制造工艺中洗涤样品,并在测量前在超声波浴中在完全脱盐水中清洁5分钟,其中在测量前立即将样品用完全脱盐水洗净并用无油的压缩空气吹干。

本发明的进一步的特征和优点从权利要求书和以下基于实施例的优选实施方式的描述中得出。在此,本发明的特征各自可以单独地或彼此组合地实现。如下描述的实施方案用于进一步说明本发明而不是对其进行限制。

实施例

1、手术器械或其代表性试样的根据本发明方法的表面处理

所使用的试样是由与手术器械(例如,具有硬质合金的夹子、持针器、剪刀等)相同的材料并且使用相同的制造步骤生产的。

在腐蚀样品和器械上进行sem/edx分析(外来材料和材料折叠)。

首先仅对试样进行电位动力学测试(点蚀电位)。为分析基准并且为对比,在试样上测量的测量值是否能够与器械相关,在实验室中对器械进行测量。试样的结果在此得到证实。

接触角测量(接触角)部分地在器械上进行(没有阴影的平坦面),但优选地在样板上进行,因为此处波动较不显著。

手术器械(夹子bh110r),腐蚀试样和样板首先在四小时的时间期间通过滑动磨削来处理。此后,在一个小时的时间期间使手术器械和试样发亮。器械和试样均由相同的材料制成。

然后通过喷抛(strahlen)处理手术器械和试样。作为喷抛处理用研磨剂,使用具有200微米至400微米的平均珠直径的精炼钢珠(铸造精炼钢cr-shotbeta30)。使用注射器喷抛装置用于喷抛。所述喷抛在4巴的压力下进行。

随后对手术器械和试样的表面进行电抛光。为此在4.5伏的直流电压下工作。在80℃的温度下在45秒的时间期间进行电抛光。

随后对手术器械和试样的表面进行钝化。为此,将手术器械和试样浸入33%的硝酸中。在30℃的温度下在30分钟的时间期间进行钝化。

在手术器械和试样的表面处理结束后,能够发现没有材料折叠或材料重叠以及没有外来材料转移。腐蚀试样具有550mv的点蚀电位。样板具有86.0°的接触角。

2、手术器械的根据通用方法的表面处理

手术器械(夹子bh110r),腐蚀试样和样板首先在四小时的时间期间通过滑动磨削来处理。此后,在一个小时的时间期间使手术器械和试样发亮。

然后通过喷抛(strahlen)处理手术器械和试样。为此,使用具有40微米至70微米的平均直径的玻璃珠。在注射器喷抛装置中在4巴的压力下进行喷抛。

随后将手术器械和试样进行钝化。为此,使用10%的柠檬酸溶液。在55℃的温度下在10分钟的时间期间进行钝化。

在手术器械和试样的表面处理结束后,能够发现大量的材料折叠或材料重叠。另外,可以检测到1.4%的外来材料转移。腐蚀试样的点蚀电位为386毫伏。另外,样板具有74.4°的接触角。

3、结论

上述的根据本发明的方法和通用方法的比较表明,根据本发明的方法产生更耐蚀且特别是更耐刮擦的产品。此外,相对于通用方法,根据本发明的方法适合于降低出现表面变色的风险。此外,根据本发明的方法产生了可以更容易清洁的产品(参见所测量的接触角)。

再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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