Mae dur di-staen martensitig yn gategori o aloion dur di-staen a nodweddir gan strwythur grisial tetragonal (BCT) sy'n canolbwyntio ar y corff, sy'n rhoi cryfder uchel, caledwch a gwrthiant cyrydiad cymedrol. Mae'r eiddo hyn yn gwneud duroedd di-staen martensitig yn arbennig o addas ar gyfer gweithgynhyrchu rhannau dyfeisiau meddygol, megis offer llawfeddygol, offer deintyddol, a rhai mewnblaniadau orthopedig. Mae technoleg prosesu dur di-staen martensitig ar gyfer cymwysiadau meddygol yn cynnwys cydadwaith cymhleth o feteleg, triniaeth wres, technegau ffurfio, gorffeniad wyneb, a mesurau rheoli ansawdd, i gyd wedi'u teilwra i fodloni safonau biocompatibility, gwydnwch a pherfformiad llym. Mae'r erthygl hon yn archwilio'r technolegau prosesu a ddefnyddir wrth ffugio rhannau dyfeisiau meddygol dur di-staen martensitig, ymchwilio i gyfansoddiadau aloi, dulliau trin gwres, proses beiriannues, driniaeth wynebs, a'u seiliau gwyddonol, wedi'u hategu gan dablau cymharu manwl.

Cyfansoddi a Nodweddion Metelegol

Mae dur di-staen martensitig yn perthyn i'r gyfres 400 o ddur di-staen, fel y'i dynodwyd gan Gymdeithas y Peirianwyr Modurol (SAE). Maent fel arfer yn cynnwys 11.5-18% cromiwm a 0.1-1.2% carbon, gydag ychwanegiadau dewisol o nicel, molybdenwm, neu elfennau eraill i wella priodweddau penodol. Mae'r cynnwys carbon uchel yn galluogi ffurfio martensite - cyfnod caled, brau - trwy oeri cyflym o dymheredd uchel, tra bod cromiwm yn darparu ymwrthedd cyrydiad trwy ffurfio haen cromiwm ocsid goddefol ar yr wyneb. Yn wahanol i ddur di-staen austenitig (ee, SAE 316), sy'n anfagnetig ac yn hynod ffurfadwy, mae graddau martensitig yn ferromagnetig ac yn rhagori mewn cymwysiadau sy'n gofyn am eglurder a gwrthsefyll traul.

Mae'r graddau cyffredin a ddefnyddir mewn dyfeisiau meddygol yn cynnwys SAE 410, SAE 420, SAE 440, ac amrywiadau caledu dyddodiad fel 17-4 PH (SAE 630). Mae math 410, gyda 11.5-13.5% o gromiwm a hyd at 0.15% o garbon, yn aloi pwrpas cyffredinol ar gyfer offerynnau fel gefeiliau a chlampiau. Mae math 420, gyda charbon uwch (0.15-0.40%), yn cael ei ffafrio ar gyfer torri offer fel sgalpelau a sisyrnau oherwydd ei allu i galedu cynyddol. Mae math 440, yn enwedig 440C (0.95-1.20% carbon), yn cynnig caledwch eithriadol (hyd at 60 HRC) ac fe'i defnyddir mewn offer manwl uchel fel driliau deintyddol. Mae'r aloi PH 17-4, sy'n cynnwys 17% cromiwm a 4% nicel, yn cyfuno caledu martensitig â chryfhau dyddodiad, gan ei gwneud yn addas ar gyfer llwyth-dwyn cydrannau fel sgriwiau orthopedig.

Mae ymddygiad metelegol yr aloion hyn yn ystod prosesu yn cael ei reoli gan drawsnewidiadau cyfnod. Pan gaiff ei gynhesu uwchlaw'r tymheredd critigol (950-1050 ° C fel arfer), mae'r dur yn mabwysiadu strwythur austenitig. Mae diffodd cyflym yn trawsnewid hyn yn martensite, gyda'r gyfradd oeri a'r cynnwys carbon yn pennu'r caledwch terfynol a'r lefelau austenit a gedwir. Yna mae tymheru yn addasu'r cydbwysedd rhwng caledwch a chaledwch, sy'n hanfodol ar gyfer cymwysiadau meddygol lle mae'n rhaid lleihau brau.

Tabl 1: Cyfansoddiad Dur Di-staen Martensitig Cyffredin ar gyfer Dyfeisiau Meddygol

Prosesau Triniaeth Gwres

Triniaeth wres yw conglfaen prosesu dur di-staen martensitig, gan alluogi rheolaeth fanwl gywir dros briodweddau mecanyddol. Mae'r broses fel arfer yn cynnwys tri cham: austenitizing, quenching, a thymheru.

Austenitizing

Mae austenitizing yn golygu gwresogi'r dur i 950-1050 ° C, yn dibynnu ar yr aloi, i hydoddi carbidau a ffurfio strwythur austenitig homogenaidd. Ar gyfer SAE 420, mae tymheredd o 980-1030 ° C yn gyffredin, a gedwir am 30-60 munud fesul modfedd o drwch i sicrhau trawsnewidiad unffurf. Mae gorgynhesu yn peryglu tyfiant grawn, gan leihau caledwch, tra bod gwres annigonol yn gadael carbidau heb hydoddi, gan gyfyngu ar galedwch.

quenching

Mae diffodd yn gyflym yn oeri'r dur i dymheredd ystafell neu'n is, gan drawsnewid austenite yn martensite. Mae diffodd olew yn safonol ar gyfer aloion gradd feddygol fel SAE 420, gan gyflawni cyfraddau oeri o 50-100 ° C/s i leihau afluniad tra'n cynyddu caledwch. Ar gyfer graddau carbon uchel fel 440C, gall diffodd aer fod yn ddigon, er ei fod mewn perygl o gadw austenite os yw'r oeri yn rhy araf. Weithiau defnyddir triniaeth cryogenig (ee, -80 ° C mewn nitrogen hylifol) ar ôl diffodd i drawsnewid austenite gweddilliol yn martensite, gan wella sefydlogrwydd dimensiwn - ffactor hanfodol ar gyfer offer manwl gywir.

Tymer

Mae tymheru yn lleihau brau trwy ailgynhesu'r dur wedi'i ddiffodd i 150-650 ° C, gan ganiatáu trylediad carbon a lleddfu straen. Mae tymeru tymheredd isel (150-200 ° C) yn cadw caledwch uchel (ee, 55-58 HRC ar gyfer 420), yn ddelfrydol ar gyfer torri ymylon, tra bod tymereddau uwch (400-600 ° C) yn gwella caledwch cydrannau strwythurol. Ar gyfer 17-4 PH, mae caledu dyddodiad ar 480-620 ° C yn gwaddodi cyfnodau cyfoethog o gopr, gan gynyddu cryfder i 1300-1500 MPa.

Tabl 2: Paramedrau Triniaeth Gwres ar gyfer Dur Di-staen Martensitig

Technegau Ffurfio a Pheiriannu

Mae gwneud rhannau dyfeisiau meddygol o ddur di-staen martensitig yn gofyn am brosesau ffurfio a pheiriannu wedi'u teilwra i galedwch a brau yr aloi, yn enwedig triniaeth ôl-wres.

Ffurfio

Yn y cyflwr anelio, mae duroedd di-staen martensitig yn arddangos hydwythedd cymedrol, gan ganiatáu ffurfio trwy rolio, creu, neu stampio. Er enghraifft, gellir rholio SAE 410 yn oer i ddalennau tenau ar gyfer hambyrddau neu eu ffugio'n siapiau garw ar gyfer dolenni offer. Poeth creu ar 900–1100°C yn gyffredin ar gyfer geometries cymhleth, ac yna anelio i leddfu straen. Mae ffurfio ôl-galedu yn brin oherwydd brau, er bod 17-4 PH yn cadw rhywfaint o ffurfadwyedd yn y cyflwr anelio hydoddiant.

peiriannu

Mae peiriannu yn heriol oherwydd caledwch yr aloion, yn enwedig ar ôl diffodd. Defnyddir melino a throi rheolaeth rifiadol gyfrifiadurol (CNC) yn eang, gan ddefnyddio carbid neu offer ceramig i wrthsefyll traul. Ar gyfer llafnau llawfeddygol SAE 420, mae malu ag olwynion diemwnt yn cyflawni ymylon miniog (ee, radiws 10-20 μm). Mae peiriannu cyflym gydag oerydd yn lleihau difrod thermol, gan gadw cyfanrwydd arwyneb. Mae peiriannu electro-ollwng (EDM) yn ddewis arall ar gyfer siapiau cymhleth, gan ddefnyddio gwreichion trydanol i erydu deunydd heb straen mecanyddol.

Gorffen a Chaenu Arwyneb

Mae ansawdd wyneb yn hollbwysig ar gyfer dyfeisiau meddygol, gan effeithio ar fio-gydnawsedd, ymwrthedd cyrydiad, a sterilizability. Martensitig rhannau dur gwrthstaen mynd trwy sawl cam gorffen.

Malu a sgleinio

Mae malu cychwynnol yn dileu marciau peiriannu, ac yna caboli mecanyddol gyda sgraffinyddion (ee, alwmina neu bast diemwnt) i gyflawni gorffeniadau drych (Ra < 0.1 μm). Mae electropolishing, proses electrocemegol, yn llyfnhau arwynebau ymhellach trwy hydoddi pwyntiau uchel yn ddetholus, gan wella ymwrthedd cyrydiad a lleihau adlyniad bacteriol.

Passivation

Mae goddefgarwch mewn hydoddiannau asid nitrig neu sitrig yn tewhau'r haen cromiwm ocsid, gan wella ymwrthedd cyrydiad mewn amgylcheddau halwynog fel hylifau corfforol. Ar gyfer SAE 420, mae baddon asid nitrig 20-30% ar 50 ° C am 30 munud yn nodweddiadol, yn unol â safonau ASTM A967.

Haenau

Mae haenau dewisol fel titaniwm nitrid (TiN) neu garbon tebyg i ddiamwnt (DLC) yn gwella ymwrthedd traul ac yn lleihau ffrithiant. Mae dyddodiad anwedd corfforol (PVD) yn cymhwyso'r haenau hyn, gan gynnal biocompatibility wrth ymestyn oes offer - sy'n hanfodol ar gyfer offer y gellir eu hailddefnyddio.

Tabl 3: Cymhariaeth Technegau Gorffen Arwyneb

Rheoli Ansawdd a Safonau

Rhaid i rannau dyfeisiau meddygol gydymffurfio â safonau fel ISO 13485 (rheoli ansawdd) ac ASTM F899 (deunyddiau offer llawfeddygol). Mae profion annistrywiol, megis archwilio gronynnau magnetig, yn canfod diffygion arwyneb mewn dur martensitig ferromagnetig. Mae profion caledwch (Rockwell neu Vickers) yn gwirio effeithiolrwydd triniaeth wres, tra bod profion cyrydiad (ee, chwistrell halen fesul ASTM B117) yn sicrhau gwydnwch. Cadarnheir cywirdeb dimensiwn trwy beiriannau mesur cydlynu (CMM), sy'n hanfodol ar gyfer offer manwl gywir.

Cymwysiadau mewn Dyfeisiau Meddygol

Mae dur di-staen martensitig yn rhagori mewn cymwysiadau sy'n gofyn am galedwch a chadw ymyl. Mae sgalpelau SAE 420 yn cynnal eglurder trwy gylchoedd sterileiddio dro ar ôl tro, tra bod driliau deintyddol 440C yn gwrthsefyll traul yn ystod gweithrediad cyflym. Mae cryfder yr aloi PH 17-4 yn gweddu i sgriwiau orthopedig, gan gydbwyso'r gallu i gynnal llwyth â gwrthiant cyrydiad. Mae'r eiddo hyn yn deillio o brosesu wedi'i optimeiddio, gan alinio microstrwythur â gofynion swyddogaethol.

Heriau a Chyfeiriadau'r Dyfodol

Mae heriau prosesu yn cynnwys cracio diffodd mewn graddau carbon uchel a breuo hydrogen yn ystod piclo neu blatio. Mae datblygiadau mewn caledu ymsefydlu a thriniaeth wres â laser yn cynnig rheolaeth fanwl gywir, gan leihau afluniad. Nod ymchwil i aloion martensitig carbon isel yw gwella caledwch heb aberthu cryfder, gan ehangu cymwysiadau mewnblaniadau o bosibl. Mae gweithgynhyrchu ychwanegion (ee, toddi laser dethol) yn dod i'r amlwg, gan alluogi geometregau cymhleth gydag eiddo wedi'u teilwra, er bod ôl-brosesu yn parhau i fod yn hollbwysig.

Datganiad Ailargraffu: Os nad oes cyfarwyddiadau arbennig, mae'r holl erthyglau ar y wefan hon yn wreiddiol. Nodwch y ffynhonnell ar gyfer ailargraffu: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

Cywirdeb 3, 4 a 5-echel Peiriannu CNC gwasanaethau ar gyfer peiriannu alwminiwm, beryllium, dur carbon, magnesiwm, peiriannu titaniwm, Inconel, platinwm, superalloy, asetal, polycarbonad, gwydr ffibr, graffit a phren. Yn gallu peiriannu rhannau hyd at 98 yn Aberystwyth gan droi dia. a +/- 0.001 yn goddefgarwch sythrwydd. Ymhlith y prosesau mae melino, troi, drilio, diflasu, edafu, tapio, ffurfio, marchogaeth, gwrth-fridio, gwrth-feddwl, ail-wneud a torri laser. Gwasanaethau eilaidd fel cydosod, malu di-ganol, trin gwres, platio a weldio. Cynhyrchu prototeip a chyfaint isel i gyfaint uchel gyda 50,000 o unedau ar y mwyaf. Yn addas ar gyfer pŵer hylif, niwmateg, hydroleg a falf ceisiadau. Yn gwasanaethu'r diwydiannau awyrofod, awyrennau, milwrol, meddygol ac amddiffyn. ByddTJ yn strategol gyda chi i ddarparu'r gwasanaethau mwyaf cost-effeithiol i'ch helpu chi i gyrraedd eich targed, Croeso i Gysylltu â ni ( sales@pintejin.com ) yn uniongyrchol ar gyfer eich prosiect newydd.