專利名稱：錸鎢絲、其制造方法及包含其的醫(yī)用針的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及錸鎢絲、制造所述錸鎢絲的方法和使用所述錸鎢絲的醫(yī)用針，具體而言，涉及錸鎢絲、制造所述錸鎢絲的方法以及通過使用所述錸鎢絲而形成的醫(yī)用針，其中所述錸鎢絲具有高強度且即使所述錸鎢絲被制成醫(yī)用針也能導(dǎo)致較少的裂縫形成或斷裂，并且能以高產(chǎn)率制造具有良好可用性的所述醫(yī)用針等。
背景技術(shù)：
常規(guī)地，由不銹鋼制成的針已通常被用于醫(yī)用的縫合針。近年來，為了減輕病人的負(fù)擔(dān)，對更細(xì)的醫(yī)用針的需求有所增加。然而，當(dāng)針被制作得更細(xì)時，針的偏移和彎曲更容易發(fā)生，以致出現(xiàn)在短時間內(nèi)針的可操作性不利地降低的問題。為了防止以上問題，需要比不銹鋼具有更高的強度和剛性的原材料。特別地，由于鎢進入錸的固溶強化作用，錸鎢合金(Re-W合金)是具有高強度和剛性的材料。具體地，在絲徑D(mm)在0. 10至0. 40mm的范圍內(nèi)并且錸鎢合金絲的抗拉強度表示為T(N/mm2)的情況下，T(N/mm2)的最大值在以下公式(3)所示的范圍內(nèi)，其以絲徑D(mm)的函數(shù)的形式表示T < 6314. 6XD2-7869. 3XD+4516. 3......(3)另一方面，例如日本特開平(未經(jīng)審查)第7-204207號公報(專利文獻1)公開了用于外科的醫(yī)用針。該醫(yī)用針由含有30質(zhì)量％或更少量的錸(Re)的鎢合金制成。該專利文獻1報道，可以獲得具有高的抗拉彈性模量和高的拉伸屈服強度的用于外科的醫(yī)用針。引用列表專利文獻專利文獻1 日本特開平第第7-204207號公報然而，構(gòu)成以上現(xiàn)有技術(shù)文獻中公開的醫(yī)用針的常規(guī)錸鎢絲的抗拉強度的最大值在公式C3)表示的范圍內(nèi)。而且，還未獲得抗拉強度超過通過公式C3)計算的值的錸鎢絲， 因此不能得到足夠的性能。而且，在專利文獻1公開的醫(yī)用針中，在制造錸鎢絲的時候容易形成裂縫，在進行從錸鎢絲制備彎曲的縫合針的壓制加工或彎曲加工時容易發(fā)生裂縫和斷裂。結(jié)果，出現(xiàn)所得產(chǎn)品的產(chǎn)率極大降低的問題。就此而言，作為防止彎曲部分處的上述裂縫形成和斷裂的方法，人們通常采用在其中對錸鎢絲進行退火處理的方法。然而，即使對專利文獻1中所述的醫(yī)用針進行退火處理，還是可能會出現(xiàn)致命的問題，使得所述醫(yī)用針的強度極大地降低而不能得到足夠的強度。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上情況和問題，本發(fā)明已取得成功。本發(fā)明的目的是提供錸鎢絲、制造所述錸鎢絲的方法和通過使用所述錸鎢絲而形成的醫(yī)用針，其中抗拉強度提高為常規(guī)錸鎢絲的抗拉強度的1. 2-1. 4倍，所述醫(yī)用針的可用性能可以得到改善，當(dāng)對所述錸鎢絲進行壓制加工或彎曲加工時幾乎不發(fā)生裂縫，在彎曲部分幾乎不發(fā)生斷裂。為了解決上述問題，本發(fā)明提供包含10-30質(zhì)量％錸和余量鎢且絲徑D為 0. 10-0. 40mm的錸鎢絲，其中，所述錸鎢絲的抗拉強度T (N/mm2)在通過公式(1)確定的范圍內(nèi)6314. 6XD2-7869. 3XD+4516. 3 彡 T 彡 5047.4XD2-7206. 4XD+5129. 2......(1)。在本發(fā)明的另一個方面，為了解決上述問題，本發(fā)明提供制造所述錸鎢絲的方法， 所述方法包括混合步驟，其用于將70-90質(zhì)量％平均粒徑D50為25 μ m或更小并且平均粒徑D90為60 μ m或更小的鎢粉末與10-30質(zhì)量％平均粒徑D50為45 μ m或更小的錸粉末混合，由此制備原料粉末混合物；模塑步驟，其用于模塑由此獲得的原料粉末混合物，由此形成模塑體；燒結(jié)步驟，其用于燒結(jié)所述模塑體，由此制備燒結(jié)體；壓延步驟，其用于壓延由此獲得的燒結(jié)體；型鍛步驟，其用于型鍛并加工壓延的燒結(jié)體；再結(jié)晶步驟，其用于使型鍛的燒結(jié)體再結(jié)晶；另外的型鍛和加工步驟，其用于進一步型鍛和加工再結(jié)晶的燒結(jié)體； 拉伸和加工步驟，其用于拉伸和加工型鍛的燒結(jié)體，由此制備金屬絲元件；以及電解拋光步驟，其用于電解拋光所述金屬絲元件的表面。根據(jù)本發(fā)明的錸鎢絲和制備本發(fā)明的錸鎢絲的方法，所述金屬絲元件的抗拉強度可以提高為常規(guī)金屬絲元件的抗拉強度的1. 2-1. 4倍。在通過加工該金屬絲元件來形成醫(yī)用針的情況下，可以改善所述醫(yī)用針的可用性并且可以獲得當(dāng)對金屬絲元件進行壓制加工或彎曲加工時幾乎不發(fā)生裂縫或斷裂的錸鎢絲。因此，當(dāng)使用所述金屬絲元件時，可提供具有優(yōu)良可用性的醫(yī)用針。


圖1顯示本發(fā)明的實施例和比較實施例的錸鎢絲的絲徑和抗拉強度之間的關(guān)系。圖2的橫斷面視圖說明用于評價本發(fā)明的實施例和比較例的錸鎢絲的彎曲測試方法和測試裝置。
具體實施例方式以下將更詳細(xì)地說明用于實施本發(fā)明的實施方案。本發(fā)明的一個實施方案提供包含10-30質(zhì)量％錸和余量鎢且絲徑D為 0. 10-0. 40mm的錸鎢絲，其中，所述錸鎢絲的抗拉強度T(N/mm2)在由以下公式(1)(其為關(guān)系式)確定的范圍內(nèi)6314. 6XD2-7869. 3XD+4516. 3 彡 T( 5047. 4XD2-7206. 4XD+5129. 2......(1)。注意，絲徑D滿足以下關(guān)系0. IOmm彡D彡0. 40mm。具體地，當(dāng)絲徑D是0. IOmm時，抗拉強度T是3792. 5至4459. 0 (N/mm2)，而當(dāng)絲徑 D是0. 40mm時，抗拉強度T是2378. 9至30 . 2 (N/mm2)。即，本實施方案的錸鎢絲的絲徑D 和抗拉強度T的值在由圖1所示的區(qū)域(A)確定的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的該實施方案的錸鎢絲(Re-W金屬絲元件)中，規(guī)定錸的含量為10至30 質(zhì)量％。然而，24-27質(zhì)量％是更優(yōu)選的。而且，所述Re-W金屬絲元件可以含有來源于原材
4料和工序的各種雜質(zhì)。當(dāng)錸的含量在以上范圍內(nèi)時，可以抑制實施塑性加工或拉伸加工時發(fā)生金屬絲的裂縫或斷裂。即，當(dāng)錸的含量小于10質(zhì)量％時，容易在沿纖維結(jié)構(gòu)(其在對金屬絲元件進行拉伸加工時形成)的部分處產(chǎn)生裂縫。相反，當(dāng)錸的含量超過30質(zhì)量％時，在纖維結(jié)構(gòu)中存在過多量的錸的部分處產(chǎn)生硬σ相，由此，成為在拉伸加工時導(dǎo)致金屬絲的裂縫和斷裂的原因。而且，當(dāng)本發(fā)明的該實施方案的錸鎢絲(Re-W金屬絲元件)的抗拉強度T(N/mm2) 小于由以下關(guān)系式計算的值時，該錸鎢絲的結(jié)構(gòu)強度不夠強，以致不能滿足醫(yī)用針等所需的特性:6314. 6XD2-7869. 3XD+4516. 3。另一方面，在抗拉強度T超過值(5047.4XD2_7206.4XD+5U9. 2)的情況下，金屬絲元件的硬度變得過高，該金屬絲元件在拉伸和加工步驟中的變形阻力變得很大，以致容易發(fā)生在此加工過程中金屬絲的斷裂、表面缺陷和絲徑的分散。而且，拉伸片的磨損(磨耗)和裂縫增加，與金屬絲制造有關(guān)設(shè)備的負(fù)荷變得過度，以致難以保證錸鎢絲的穩(wěn)定的質(zhì)量，因此并非是優(yōu)選的。本發(fā)明的該實施方式的錸鎢絲可以含有總含量為200ppm或更小的作為雜質(zhì)的 Fe、Mo、Si、Mg、Al和Ca。IOOppm或更小的總含量是更優(yōu)選的，70ppm或更小是進一步優(yōu)選的。這些元素由于原材料和制造過程的影響而作為不可避免的雜質(zhì)被包含在金屬絲中。然而，當(dāng)這些雜質(zhì)的總含量被控制在以上范圍內(nèi)時，錸鎢絲的彎曲性質(zhì)得到改善，使得金屬絲元件的彎曲加工和壓制加工能夠容易地進行。制造本發(fā)明的錸鎢絲的方法包括混合步驟，其用于將70-90質(zhì)量％平均粒徑D50為25 μ m或更小并且平均粒徑D90 為60 μ m或更小的鎢粉末與10-30質(zhì)量％平均粒徑D50為45 μ m或更小的錸粉末混合，由此制備原料粉末混合物；模塑步驟，其用于模塑由此獲得的原料粉末混合物，由此形成模塑體；燒結(jié)步驟，其用于燒結(jié)模塑體，由此制備燒結(jié)體；壓延步驟，其用于壓延由此獲得的燒結(jié)體；型鍛步驟，其用于型鍛并加工壓延的燒結(jié)體；再結(jié)晶步驟，其用于使型鍛的燒結(jié)體再結(jié)晶；另外的型鍛和加工步驟，其用于進一步型鍛和加工再結(jié)晶的燒結(jié)體；拉伸和加工步驟，其用于拉伸和加工型鍛的燒結(jié)體，由此制備金屬絲元件；以及電解拋光步驟，其用于電解拋光金屬絲元件的表面。本發(fā)明的實施方案的錸鎢絲的制造方法包括例如，混合步驟，其用于將具有預(yù)先確定的粒徑的鎢粉末與作為具有預(yù)先確定的粒徑的原料粉末的錸粉末混合，由此制備原料粉末混合物；模塑步驟，其用于模塑由此獲得的原料粉末混合物，由此形成模塑體；煅燒步驟，其用于煅燒模塑體，由此制備煅燒體；主燒結(jié)步驟，其用于主燒結(jié)煅燒體，由此制備燒結(jié)體；第一型鍛步驟，其用于型鍛燒結(jié)體；退火步驟，其用于對型鍛燒結(jié)體進行熱處理(退火)；
壓延步驟，其用于壓延由此獲得的退火的燒結(jié)體；第二型鍛和加工步驟，其用于型鍛和加工壓延的燒結(jié)體；再結(jié)晶步驟，其用于使型鍛的燒結(jié)體再結(jié)晶；另外的型鍛和加工步驟，其用于進一步型鍛和加工再結(jié)晶的燒結(jié)體；第三型鍛步驟，其用于進一步型鍛和加工再結(jié)晶的燒結(jié)體。拉伸步驟，其用于拉伸和加工型鍛的燒結(jié)體，由此制備金屬絲元件；以及電解拋光步驟，其用于電解拋光金屬絲元件的表面。用于形成本發(fā)明的實施方案的錸鎢絲的原料粉末的混合步驟的特征在于，使 70-90質(zhì)量％平均粒徑D50為25 μ m或更小并且平均粒徑D90為60 μ m或更小的鎢粉末與 10-30質(zhì)量％平均粒徑D50為45 μ m或更小的錸粉末混合。當(dāng)鎢粉末的平均粒徑D50規(guī)定為25 μ m或更小并且鎢粉末的平均粒徑D90規(guī)定為 60 μ m或更小時，充分增進了鎢粉末和錸粉末的均勻混合，使得可以減少錸鎢絲中錸濃度的分散。鎢粉末的平均粒徑D50更優(yōu)選地設(shè)定為10 μ m-20 μ m的范圍，并且平均粒徑D90 更優(yōu)選地設(shè)定為50 μ m或更小。在鎢粉末的平均粒徑D50超過25 μ m或平均粒徑D90超過 60 μ m的情況下，錸的分散狀態(tài)變得不均勻并且擴散狀態(tài)變壞，以致不能獲得具有均勻強度的金屬絲元件。另一方面，當(dāng)錸粉末的平均粒徑D50設(shè)定為45 μ m或更小時，錸鎢絲的延性增加。 因此，即使在為了由錸鎢絲制造二次產(chǎn)品諸如醫(yī)藥針等而實施壓制加工或彎曲加工的情況下，仍可以有效地減少錸鎢絲中發(fā)生的裂縫或斷裂(破裂)。錸粉末的平均粒徑D50更優(yōu)選地設(shè)定為10 μ m至20 μ m的范圍。就此而言，當(dāng)錸粉末的平均粒徑D50超過45 μ m時，錸鎢絲的延性降低。因此，當(dāng)為了制造二次產(chǎn)品而實施壓制加工或彎曲加工時，恐怕會出現(xiàn)錸鎢絲中發(fā)生裂縫或斷裂的現(xiàn)象。此外，鎢粉末中包含的除了錸以外的雜質(zhì)的含量優(yōu)選地設(shè)定為200ppm或更小，更優(yōu)選地設(shè)定為IOOppm或更小。當(dāng)上述雜質(zhì)含量超過200ppm時，錸鎢絲的延性降低。因此， 當(dāng)為了由錸鎢絲制造二次產(chǎn)品而實施壓制加工或彎曲加工時，恐怕也會出現(xiàn)錸鎢絲發(fā)生裂縫或斷裂的現(xiàn)象。作為鎢粉末中包含的雜質(zhì)含量，當(dāng)鐵(Fe)含量小于50ppm、鉬(Mo)含量小于 30ppm、氧(0)含量小于0. 2重量％并且鉀(K)含量小于5ppm時，錸鎢絲的延性增加。因此， 即使在為了由錸鎢絲制造二次產(chǎn)品而實施壓制加工或彎曲加工的情況下，也可以有效地減少錸鎢絲中將發(fā)生的裂縫或斷裂(破裂)。此外，在用于模塑各自具有預(yù)先確定的平均粒徑的鎢粉末和錸粉末的原料粉末混合物的以上模塑方法(步驟)中，通過使用模壓模塑機等對混合步驟中制備的原料粉末混合物施加壓緊力，由此獲得棒狀模塑體。在該模塑步驟中，優(yōu)選實施壓實操作，使得所述模塑體的相對密度被控制在45-50%的范圍內(nèi)。接著，對于模塑步驟中獲得的模塑體，可以先實施煅燒步驟(臨時燒結(jié)步驟)以便在主燒結(jié)步驟(其是模塑步驟的后續(xù)步驟)中易于操作模塑體。在所述煅燒步驟中，將模塑體加熱并使其通過溫度控制在1300至1400°C的連續(xù)氫氣爐。所述通過爐和加熱操作在例如模塑體的進料速度設(shè)定為4. 5至5. Ocm/分(加熱時間為20分鐘至1小時)的條件下實施。隨后，對于煅燒體(臨時燒結(jié)體)，通過利用例如通電燒結(jié)法(電加熱和燒結(jié)法) 實施主燒結(jié)步驟以獲得實際燒結(jié)體。在所述通電燒結(jié)步驟中，在鐘形燒結(jié)爐(其中有氫氣等流過)中對煅燒體進行通電燒結(jié)操作。作為通電燒結(jié)操作的燒結(jié)條件，優(yōu)選將燒結(jié)溫度設(shè)定為觀00至3100°C的范圍內(nèi)，將燒結(jié)時間設(shè)定為60至90分鐘。在這種情況下，燒結(jié)電流應(yīng)設(shè)定為3700至4000A。在燒結(jié)電流小于3700A的情況下，燒結(jié)溫度低，使得錸不發(fā)生擴散，由此不能獲得均勻的固溶狀態(tài)，因此不是優(yōu)選的。在完成上述主燒結(jié)步驟后，實際燒結(jié)體的相對密度優(yōu)選為95%或更大，更優(yōu)選 98%或更大。例如，在錸的含量為沈質(zhì)量％的情況下，所述燒結(jié)體的密度優(yōu)選地為19. 1至 19. 6g/cm3，對應(yīng)于96. 86至99. 39%的相對密度。在實際燒結(jié)體的相對密度在上述范圍內(nèi)的情況下，可以減少型鍛步驟(其是主燒結(jié)步驟的后續(xù)步驟)中發(fā)生的裂縫、碎裂或斷裂。對主燒結(jié)步驟中獲得的錸鎢燒結(jié)體(坯料)實施第一型鍛和加工處理，由此獲得棒狀錸鎢元件。優(yōu)選在1300至1500°C的加熱狀態(tài)下實施所述第一型鍛和加工處理。然后，對所述型鍛和加工步驟中獲得的錸鎢元件實施退火步驟。所述退火步驟可以根據(jù)例如通電退火處理來實施，在所述通電退火處理中，在1500至1600°C的溫度下，在氫氣氣氛中處理錸鎢元件，并且處理時間是1至5分鐘。此通電處理中的電流為例如2700 至 3100A。然后，對所述退火步驟中獲得的錸鎢元件實施壓延步驟。優(yōu)選在1350至1550°C 的加熱條件下實施所述壓延步驟。然后，對于接受壓延步驟的錸鎢元件實施第二型鍛步驟。 優(yōu)選在1300至1500°C下在加熱狀態(tài)下實施所述第二型鍛步驟。然后，對于接受第二型鍛步驟的錸鎢元件，通過實施預(yù)先確定的熱處理而實施再結(jié)晶處理?？梢酝ㄟ^使用例如高頻感應(yīng)加熱設(shè)備實施高頻感應(yīng)加熱來進行所述再結(jié)晶處理。處理溫度是2300至，更優(yōu)選的溫度范圍是MOO至2500°C。實施所述再結(jié)晶處理直到在特定的橫截面上晶體粒徑落在10至100 μ m的范圍內(nèi)。上述橫截面通過沿垂直于錸鎢元件的縱向的方向切割錸鎢元件而獲得。晶體粒徑的大小優(yōu)選地設(shè)定為10至50 μ m,更優(yōu)選20至50 μ m。當(dāng)錸鎢元件的晶體粒徑在上述范圍內(nèi)時，可以適當(dāng)?shù)乇３皱n鎢元件的抗拉強度。此外，在錸鎢元件的結(jié)構(gòu)中幾乎不出現(xiàn)微小的裂縫，使得可以抑制在產(chǎn)品的壓制加工或元件的彎曲加工時錸鎢元件中的斷裂或裂縫形成。在另一方面，當(dāng)晶體粒徑小于10 μ m時，完成再結(jié)晶處理后難以對金屬絲元件實施拉伸加工(步驟)，因此不是優(yōu)選的。為了控制完成再結(jié)晶處理后錸鎢絲的晶體粒徑以使得晶體粒徑落在優(yōu)選的范圍內(nèi)，優(yōu)選地，實施再結(jié)晶處理時絲徑為4至8mm，更優(yōu)選5至7mm。在絲徑小于4mm時實施再結(jié)晶處理的情況下，晶體內(nèi)引起的殘余應(yīng)力大，使得晶體粒徑變粗，由此造成金屬絲元件的強度不利地降低，因此不是優(yōu)選的。另一方面，在金屬絲元件的絲徑超過8mm的情況下實施再結(jié)晶處理的情況下，需要許多加工步驟以將絲徑控制在本發(fā)明期望的0. 10至0. 40mm,因此，鑒于制造效率，這不是優(yōu)選的。隨后，對經(jīng)歷再結(jié)晶處理(再結(jié)晶步驟)的錸鎢元件實施第三型鍛步驟，之后實施拉伸和加工步驟。就此而言，優(yōu)選地，在包括該第三型鍛步驟和拉伸步驟的加工步驟中的總收縮率Rd(% )落在通過下式(2)表示的范圍內(nèi)Rd 彡-0. 04 X D2+2 X 1(Γ13 XD+1......(2)其中D滿足關(guān)系式0. IOmm ^ D ^ 0. 40mm, Rd表示總收縮率(％ )，D表示金屬絲元件的直徑(mm)。例如，當(dāng)D為0. IOmm時，總收縮率Rd優(yōu)選地設(shè)定為99. 96%或更大。相反，當(dāng)D為 0. 40mm時，總收縮率Rd優(yōu)選地設(shè)定為99. 36%或更大。優(yōu)選地，在溫度為1300至1500°C的加熱狀態(tài)下實施所述第三型鍛步驟，并且將每次加工的收縮率控制在12至18%。然后，對經(jīng)過第三型鍛步驟的錸鎢元件實施拉伸和加工步驟。優(yōu)選地，實施該拉伸和加工步驟直到總收縮率為95%或更大?？偸湛s率表示拉伸步驟之后錸鎢元件的橫截面面積與開始拉伸步驟之前錸鎢元件的橫截面面積的比率。此外，該總收縮率優(yōu)選地設(shè)定為 97%或更大。就此而言，收縮率表示該加工步驟之前和之后減小原材料的橫截面面積的比率。 例如，當(dāng)拉伸和加工步驟之前原材料的橫截面面積是100而拉伸和加工步驟之后橫截面面積是25時，收縮率經(jīng)計算為75%?？偸湛s率表示所有拉伸和加工步驟之前和之后減小原材料的橫截面面積的比率。在所述拉伸和加工步驟中，根據(jù)總收縮率的程度來控制每次加工的收縮率。在型鍛步驟的總收縮率為0%或更大并小于86%的階段，將每次加工的收縮率控制在觀％至 37%。另一方面，在型鍛步驟之后實施的拉伸步驟中的總收縮率為86%或更大并小于97% 的階段，將每次加工的收縮率控制在20%至30%。此外，在總收縮率為97%或更大的階段， 將每次加工的收縮率控制在17%至25%。優(yōu)選地在800至1100°C的溫度范圍內(nèi)的加熱條件下實施所述拉伸步驟。之后，對在經(jīng)過拉伸步驟之后經(jīng)過張緊器加工的錸鎢絲實施電解拋光，以除去在拉伸步驟中附著在金屬絲表面的潤滑劑或除去金屬絲表面形成的氧化物層。例如通過在濃度為7至15質(zhì)量％的氫氧化鈉水溶液中電化學(xué)拋光金屬絲元件的表面來實施該電解拋光加工。本發(fā)明的實施方案的錸鎢絲能將金屬絲的抗拉強度提高為常規(guī)金屬絲的抗拉強度的1. 2至1. 4倍。此外，可以大大減少壓制加工或彎曲加工所述金屬絲時產(chǎn)生的裂縫或破裂。因此，還可以實施彎曲金屬絲的加工以高產(chǎn)率地提供彎曲的形狀，使得所述金屬絲可以被優(yōu)選地用于被加工成具有彎曲的形狀的二次加工產(chǎn)品諸如醫(yī)用針等?？梢酝ㄟ^使用圖2中所示的彎曲測試裝置20評價如上所述制造的錸鎢絲的彎曲性質(zhì)。該彎曲測試裝置20經(jīng)設(shè)計以包括一對第一夾持元件21和第二夾持元件22，用于夾緊錸鎢絲11。具體的評價方法如下。即，所述評價方法包括第一步Si，其中通過第一夾持元件21和第二夾持元件22將直徑為0. 10至0. 40mm的錸鎢絲11夾緊并固定，沿著曲率半徑為0. 3mm的彎曲表面部分23以幾乎90度的彎曲角彎曲被夾持的筆直的錸鎢絲11 ；和第二步S2，其中使彎曲狀態(tài)的金屬絲回到上述筆直的狀態(tài)；交替地重復(fù)上述第一步Sl和第二步 S2。包括所述第一步Sl和所述第二步S2的一次往復(fù)記為一次彎曲。通過計數(shù)直到錸鎢絲 11產(chǎn)生裂縫或斷裂的總彎曲次數(shù)來進行評價。
當(dāng)對通過以上方法(步驟)制造的錸鎢絲進行張緊器加工、切割加工和邊緣切割加工時，可以制造醫(yī)用針。而且，可以有除以上方法外再增加壓制加工或熔融加工的情況。當(dāng)切割并加工本發(fā)明的該實施方案的錸鎢絲時，該加工的金屬絲可以用作醫(yī)用針。本發(fā)明的錸鎢絲具有高抗拉強度和良好的彎曲性質(zhì)，該錸鎢絲優(yōu)選地用作醫(yī)用針。該醫(yī)用針的橫截面形狀可以加工為不僅是圓形，還可以是橢圓形、三角形、梯形、 矩形、六邊形等，以滿足相應(yīng)的用途?？梢约庸ろ敹艘蕴峁┘?xì)的形狀、圓形、具有通過邊緣切割方式形成的尖銳部分的形狀。根據(jù)不同的用途選擇這些形狀。選擇所述針的形狀以根據(jù)不同的用途提供筆直的形狀或彎曲的形狀等。然而，通常優(yōu)選采用彎曲的形狀。具體地，針部(頂端部分)與圓周長度(總長度)的長度比率為約1/4至3/4。此外，所述針還可以經(jīng)設(shè)計以包括在與所述針的頂端相對的一側(cè)處的用于接合縫合線的工具。接著，將在下面說明本發(fā)明的實施例。然而，本發(fā)明不應(yīng)被解釋為僅限于此。實施例(實施例1)通過球磨機將74重量份平均粒徑D50為20 μ m并且平均粒徑D90為50 μ m的鎢粉末與沈重量份平均粒徑D50為20 μ m的錸粉末混合，由此制備原料粉末混合物。所述鎢粉末的雜質(zhì)含量如下。即，1 的含量小于50ppm，Mo小于20ppm，0小于0. 1重量％，K小于 δρρ ο然后通過使用模壓模塑機模塑該原料粉末混合物，由此形成模塑密度為9. 3g/ cm3(相對密度為47. 16% )的模塑體。接著，在處理溫度為1350°C且模塑體的進料速度為4. 5至5. Ocm/分的處理條件下，通過使用連續(xù)氫氣爐對由此獲得的模塑體進行煅燒處理。接著，在燒結(jié)電流為3950A并且燒結(jié)時間為75分鐘的條件下，在有氫氣流過的鐘形燒結(jié)爐中對由此獲得的煅燒體進行通電燒結(jié)處理(電加熱和燒結(jié)處理)，由此獲得密度為19. lg/cm3 (相對密度為96. 86% )的錸鎢坯料。在1400°C的溫度下對該錸鎢坯料進行型鍛加工，由此形成直徑為12. Omm的棒狀元件。之后，在電流為2900A并且通電時間為2分鐘的條件下，在氫氣氣氛中對該棒狀元件進行通電退火處理。此外，在1400°C的溫度下完成壓延加工后，在1400°C的溫度下重復(fù)型鍛加工，由此形成直徑為6. Omm的錸鎢棒狀元件。對于該錸鎢棒狀元件，通過使用高頻感應(yīng)加熱裝置將所述棒狀元件加熱至M00°C 的溫度，從而實施再結(jié)晶處理，由此獲得晶體粒徑為20至50 μ m范圍內(nèi)的錸鎢棒狀元件。在將每次加工的收縮率設(shè)定為12至18%的條件下，在1400°C的溫度下對該經(jīng)歷再結(jié)晶處理的錸鎢棒狀元件實施型鍛加工(步驟)，由此獲得直徑為2. 2mm的錸鎢棒狀元件。在800至900°C的溫度下對該錸鎢棒狀元件進行若干次拉伸加工，直到總收縮率變?yōu)?8. 7 %，由此獲得直徑為0. 22mm的錸鎢絲。就此而言，在上述拉伸加工中，在其中相對于開始拉伸加工時的橫截面面積的總收縮率為0%或更大并小于86%的階段，將每次拉伸加工的收縮率控制在至37%。此外，在總收縮率為86%或更大并小于97%的階段，將每次拉伸加工的收縮率控制在20%至30%。此外，在總收縮率為97%或更大的階段，將每次拉伸加工的收縮率控制在17%至 25%。接著，對由此獲得的錸鎢絲實施張緊器加工。之后，在濃度為7至15質(zhì)量％的氫氧化鈉水溶液中對該金屬絲的表面進行電解拋光處理，以除去附著在金屬絲表面上的潤滑劑和金屬絲表面形成的氧化物層，由此獲得直徑為0. 2mm的錸鎢絲。完成上述電解拋光加工后，確認(rèn)該錸鎢絲具有3510N/mm2的抗拉強度，其比常規(guī)金屬絲元件的抗拉強度高約1. 28倍。實施例1的錸鎢絲的抗拉強度屬于圖1中所示實施例的區(qū)域(A)，圖1顯示各種錸鎢絲的絲徑D和抗拉強度T之間的關(guān)系。此外，對由此獲得的經(jīng)歷電解拋光處理的錸鎢絲實施圖2中所示的彎曲試驗。結(jié)果，直到產(chǎn)生裂縫的彎曲次數(shù)如下。即，平均彎曲次數(shù)是15. 4，最小彎曲次數(shù)是13，最大彎曲次數(shù)是19，因此各錸鎢絲都顯示出良好的彎曲性質(zhì)(耐久性)。接著，為了評價本發(fā)明的醫(yī)用針的性質(zhì)，使用本實施例中制備的錸鎢絲，對錸鎢絲進行張緊器加工、切割加工和使用機械研磨(磨光)的邊緣加工，由此制造各自具有筆直的形狀的針。通過使用旋轉(zhuǎn)式張緊器加工機實施所述張緊器加工，根據(jù)圓弧/弦法將每IOOmm 長度的錸鎢絲的弦高設(shè)定在IOmm或更小的范圍內(nèi)。通過使用磨石切割機實施切割加工，以提供50mm的長度。以使得針的頂端部分以45°角緊挨著旋轉(zhuǎn)式磨石的方式實施所述機械研磨(磨光)加工，使得該頂端部分被加工成錐形并具有45°的開角。之后，將如此制造的針的IOmm長的上部夾持并固定于裝置上。在此狀態(tài)下，用針穿刺入豬肉塊中50次，刺入深度為30mm。完成50次穿刺操作后，測定針的彎曲量(彎曲偏移量)。針的彎曲量以針的最大位移量的形式測定。分別對10根針中的每一根都實施上述穿刺試驗。結(jié)果，從針的頂端部至離針頂端部40mm的范圍內(nèi)的部分的平均彎曲量是1. 8mm。(實施例2)重復(fù)與實施例1相同的制造方法，但將錸粉末的混合比率設(shè)定為10重量份，由此制造絲徑D為0. 2mm的實施例2的錸鎢絲。對由此獲得的錸鎢絲進行與實施例1相同的評價。評價結(jié)果示于表1中。結(jié)果， 確認(rèn)實施例2的錸鎢絲的抗拉強度T落在圖1顯示的區(qū)域(A)內(nèi)并且其抗拉強度高于常規(guī)金屬絲元件的抗拉強度，從而減少裂縫形成。(實施例3)重復(fù)與實施例1相同的制造方法，但將錸粉末的混合比率設(shè)定為30重量份，由此制造絲徑D為0. 2mm的實施例3的錸鎢絲。對由此獲得的錸鎢絲進行與實施例1相同的評價。評價結(jié)果示于表1中。結(jié)果， 確認(rèn)實施例3的錸鎢絲的抗拉強度高于常規(guī)金屬絲元件的抗拉強度，從而減少裂縫形成。(實施例4)重復(fù)與實施例1相同的制造方法，但使用平均粒徑D50為50 μ m的錸粉末，由此制造絲徑D為0. 2mm的實施例4的錸鎢絲。對由此獲得的錸鎢絲進行與實施例1相同的評價。評價結(jié)果示于表1中。通過實施例4制造的錸鎢絲具有良好的抗拉強度。然而，局部發(fā)生金屬絲斷裂，從而出現(xiàn)可加工性差的問題。(實施例5)重復(fù)與實施例1相同的制造方法，但使用含有500ppm或更大的總雜質(zhì)量的鎢粉末，由此制造絲徑D為0. 2mm的實施例5的錸鎢絲。對由此獲得的錸鎢絲進行與實施例1相同的評價。評價結(jié)果示于表1中。通過實施例5制造的錸鎢絲的抗拉強度落在圖1顯示的優(yōu)選的區(qū)域(A)內(nèi)。然而，導(dǎo)致抗拉強度的數(shù)據(jù)值分散。(實施例6)重復(fù)與實施例1相同的制造方法，但將待進行高頻退火處理的錸鎢棒狀元件的直徑設(shè)定為7. Omm,由此制造絲徑D為0. Imm的實施例6的錸鎢絲。對由此獲得的錸鎢絲進行與實施例1相同的評價。評價結(jié)果示于表1中。結(jié)果， 確認(rèn)通過實施例6制造的錸鎢絲的抗拉強度落在圖1顯示的區(qū)域(A)內(nèi)并且其抗拉強度高于常規(guī)金屬絲元件的抗拉強度，從而減少裂縫形成。(實施例7)重復(fù)與實施例1相同的制造方法，但將待進行高頻退火處理的錸鎢棒狀元件的直徑設(shè)定為5. Imm,由此制造絲徑D為0. Imm的實施例7的錸鎢絲。對由此獲得的錸鎢絲進行與實施例1相同的評價。評價結(jié)果示于表1中。結(jié)果， 確認(rèn)通過實施例7制造的錸鎢絲的抗拉強度落在圖1顯示的區(qū)域(A)內(nèi)并且其抗拉強度高于常規(guī)金屬絲元件的抗拉強度，從而可以減少裂縫形成。(實施例8)重復(fù)與實施例1相同的制造方法，但將待進行高頻退火處理的錸鎢棒狀元件的直徑設(shè)定為7. Omm,由此制造絲徑D為0. 4mm的實施例8的錸鎢絲。對由此獲得的錸鎢絲進行與實施例1相同的評價。評價結(jié)果示于表1中。結(jié)果， 確認(rèn)通過實施例8制造的錸鎢絲的抗拉強度落在圖1顯示的區(qū)域(A)內(nèi)并且其抗拉強度高于常規(guī)金屬絲元件的抗拉強度，從而可以減少裂縫形成。(實施例9)重復(fù)與實施例1相同的制造方法，但將待進行高頻退火處理的錸鎢棒狀元件的直徑設(shè)定為5. Imm,由此制造絲徑D為0. 4mm的實施例9的錸鎢絲。對由此獲得的錸鎢絲進行與實施例1相同的評價。評價結(jié)果示于表1中。結(jié)果， 確認(rèn)通過實施例9制造的錸鎢絲的抗拉強度落在圖1顯示的區(qū)域(A)內(nèi)并且其抗拉強度高于常規(guī)金屬絲元件的抗拉強度，從而可以減少裂縫形成。(實施例10)重復(fù)與實施例1相同的制造方法，但所述高頻退火處理在2300°C的溫度下進行， 由此制造絲徑D為0. 2mm的實施例10的錸鎢絲。對由此獲得的錸鎢絲進行與實施例1相同的評價。評價結(jié)果示于表1中。結(jié)果， 確認(rèn)通過實施例10制造的錸鎢絲的抗拉強度落在圖1顯示的區(qū)域(A)內(nèi)并且其抗拉強度高于常規(guī)金屬絲元件的抗拉強度，從而可以減少裂縫形成。(實施例11)
重復(fù)與實施例1相同的制造方法，但所述高頻退火處理在的溫度下進行， 由此制造絲徑D為0. 2mm的實施例11的錸鎢絲。對由此獲得的錸鎢絲進行與實施例1相同的評價。評價結(jié)果示于表1中。結(jié)果， 確認(rèn)通過實施例11制造的錸鎢絲的抗拉強度落在圖1顯示的區(qū)域(A)內(nèi)并且其抗拉強度高于常規(guī)金屬絲元件的抗拉強度，從而可以減少裂縫形成。(比較例1)重復(fù)與實施例1相同的制造方法，但將錸粉末的混合比率設(shè)定為3重量份的過小量，由此制造絲徑D為0. 2mm的比較例1的錸鎢絲。對由此獲得的錸鎢絲進行與實施例1相同的評價。評價結(jié)果示于表1中。已確認(rèn)該比較例1的錸鎢絲的抗拉強度為3070N/mm2。該錸鎢絲的抗拉強度屬于圖1 (其是顯示各種錸鎢絲的絲徑D和抗拉強度T之間的關(guān)系的圖)中所示的常規(guī)例的區(qū)域⑶。(比較例2)重復(fù)與實施例1相同的制造方法，但將錸粉末的混合比率設(shè)定為35重量份的過大量，由此制造絲徑D為0. 2mm的比較例2的錸鎢絲。對由此獲得的錸鎢絲進行與實施例1相同的評價。評價結(jié)果示于表1中。在該比較例2的錸鎢絲中形成異常的結(jié)構(gòu)，由此造成金屬絲的斷裂，從而不能進一步實施對該金屬絲的后續(xù)加工。(比較例3)通過球磨機將74重量份平均粒徑D50為30 μ m并且平均粒徑D90為50 μ m的鎢粉末與沈重量份平均粒徑D50為20 μ m的錸粉末混合，由此制備原料粉末混合物。所述鎢粉末的雜質(zhì)含量如下。即，1 的含量小于50ppm，Mo小于20ppm，0小于0. 1重量％，并且K 小于5ppm。然后通過使用模壓模塑機模塑該原料粉末混合物，由此形成模塑密度為9. 3g/cm3 的模塑體。接著，在處理溫度為1350°C且模塑體的進料速度為4. 5至5. Ocm/分鐘的條件下， 通過使用連續(xù)氫氣爐對由此獲得的模塑體進行煅燒處理。接著，在燒結(jié)電流為3650A并且燒結(jié)時間為50分鐘的條件下，在有氫氣流過的鐘形燒結(jié)爐中對由此獲得的煅燒體進行通電燒結(jié)處理(電加熱和燒結(jié)處理)，由此獲得密度為19. lg/cm3的錸鎢坯料。在1400°C的溫度下對該錸鎢坯料進行型鍛加工，由此形成直徑為12. Omm的棒狀元件。之后，在電流為2900A并且通電時間為2分鐘的條件下，在氫氣氣氛中對該棒狀元件進行通電退火處理。此外，在1400°C的溫度下完成壓延加工后，在1400°C的溫度下重復(fù)型鍛加工，由此形成直徑為4. Omm的錸鎢棒狀元件。對于該錸鎢棒狀元件，通過使用高頻感應(yīng)加熱裝置將該棒狀元件加熱至^KKTC的溫度，從而實施再結(jié)晶處理，由此獲得晶體粒徑為40至80 μ m的范圍內(nèi)的錸鎢棒狀元件。對經(jīng)過再結(jié)晶處理的該錸鎢棒狀元件實施與實施例1相同的加工方法(步驟)，由此獲得絲徑為0. 2mm的錸鎢絲。對由此獲得的錸鎢絲進行與實施例1相同的評價。該比較例3的錸鎢絲的抗拉強度為2740N/mm2。該錸鎢絲的該抗拉強度值屬于圖 1 (其為顯示各種錸鎢絲的絲徑D和抗拉強度T之間的關(guān)系的圖)中所示的常規(guī)例的區(qū)域⑶。對該錸鎢絲實施圖2中所示的彎曲測試。結(jié)果，直到產(chǎn)生裂縫的彎曲次數(shù)如下。 即，平均彎曲次數(shù)是10. 4，最小彎曲次數(shù)是7，最大彎曲次數(shù)是13。此外，在當(dāng)將所述錸鎢絲制成針形時的彎曲測試(穿刺測試)中，彎曲量的平均值是5. 7mm。評價結(jié)果示于表1中。(比較例4)重復(fù)與實施例1相同的制造方法，但將待進行高頻退火處理的錸鎢棒狀元件的直徑設(shè)定為4. 0，由此制造絲徑D為0. Imm的比較例4的錸鎢絲。對由此獲得的錸鎢絲進行與實施例1相同的評價。評價結(jié)果示于表1中。(比較例5)重復(fù)與實施例1相同的制造方法，但將待進行高頻退火處理的錸鎢棒狀元件的直徑設(shè)定為4. Omm,由此制造絲徑D為0. 4mm的比較例5的錸鎢絲。對由此獲得的錸鎢絲進行與實施例1相同的評價。評價結(jié)果示于表1中。(比較例6)重復(fù)與實施例1相同的制造方法，但所述高頻退火處理在2700°C的溫度下進行， 由此制造絲徑D為0. 2mm的比較例6的錸鎢絲。對由此獲得的錸鎢絲進行與實施例1相同的評價。評價結(jié)果示于表1中。(比較例7)進行與實施例1相同的制造方法，由此制造絲徑D為0. 05mm的比較例7的錸鎢絲。 對由此獲得的錸鎢絲進行與實施例1相同的評價。評價結(jié)果示于表1中。(比較例8)進行與實施例1相同的制造方法，由此制造絲徑D為0. 45mm的比較例8的錸鎢絲。 對由此獲得的錸鎢絲進行與實施例1相同的評價。評價結(jié)果示于表1中。相對于上述實施例1至11的錸鎢絲的各絲徑D的抗拉強度T可被確認(rèn)存在于由圖1所示的圖中的區(qū)域(A)中。另一方面，還可以確認(rèn)，相對于比較例1、3_5和8的錸鎢絲的各絲徑D的抗拉強度 T存在于由圖1所示的圖中指示常規(guī)例的區(qū)域(B)中。上述實施例和比較例的錸鎢絲的制造條件和特性集中示于下表1中。表1
1權(quán)利要求
1.錸鎢絲，其包含10-30質(zhì)量％的錸和余量的鎢并且絲徑D為0.10-0. 40mm, 其中，所述錸鎢絲的抗拉強度T(N/mm2)在通過公式(1)確定的范圍內(nèi) 6314. 6XD2-7869. 3XD+4516. 3 彡 T 彡 5047. 4XD2-7206. 4XD+5129. 2......(1)
2.如權(quán)利要求1所述的錸鎢絲，其中，作為雜質(zhì)的Fe、Mo、Si、Mg、Al和Ca的總含量為 200ppm或更小。
3.如權(quán)利要求1或2所述的錸鎢絲，其中，所述錸鎢絲是用于構(gòu)成醫(yī)用針的元件。
4.制造錸鎢絲的方法，所述方法包括混合步驟，其用于將70-90質(zhì)量％平均粒徑D50為25 μ m或更小并且平均粒徑D90為 60 μ m或更小的鎢粉末與10-30質(zhì)量％平均粒徑D50為45 μ m或更小的錸粉末混合，由此制備原料粉末混合物；模塑步驟，其用于模塑由此獲得的原料粉末混合物，由此形成模塑體；燒結(jié)步驟，其用于燒結(jié)所述模塑體，由此制備燒結(jié)體；壓延步驟，其用于壓延由此獲得的燒結(jié)體；型鍛步驟，其用于型鍛并加工所述壓延的燒結(jié)體；再結(jié)晶步驟，其用于使所述型鍛的燒結(jié)體再結(jié)晶；型鍛和加工步驟，其用于進一步型鍛和加工所述再結(jié)晶的燒結(jié)體；拉伸和加工步驟，其用于拉伸和加工所述型鍛的燒結(jié)體，由此制備金屬絲元件；以及電解拋光步驟，其用于電解拋光所述金屬絲元件的表面。
5.如權(quán)利要求4所述的制造錸鎢絲的方法，其中，將包含在所述鎢粉末和所述錸粉末中的雜質(zhì)的總含量控制在200ppm或更小。
6.如權(quán)利要求4所述的制造錸鎢絲的方法，其中，所述再結(jié)晶步驟在2300至^KKTC的溫度下實施，并且待在所述再結(jié)晶步驟之后實施的所述型鍛步驟和所述拉伸和加工步驟中的總收縮率Rd(% )由公式(2)表示Rd 彡-0. 04 X D2+2 X 1(Γ13 XD+1......(2)其中，Rd表示總收縮率(％ )而D(mm)表示絲徑，并且D滿足關(guān)系式 0. IOmm 彡 D 彡 0. 40mm。
7.通過加工如權(quán)利要求1至3之一所述的錸鎢絲而制造的醫(yī)用針。
全文摘要
本發(fā)明公開了包含10-30質(zhì)量％的錸和余量的鎢的錸鎢絲。所述錸鎢絲的絲徑(D)為0.10-0.40mm，且抗拉強度(T)(N/mm2)在通過以下公式(1)確定的范圍內(nèi)6314.6×D2-7869.3×D+4516.3≤T≤5047.4×D2-7206.4×D+5129.2…(1)。在由所述錸鎢絲制造醫(yī)用針的情況下，在壓制加工或彎曲加工期間幾乎不出現(xiàn)裂縫和斷裂，使得所得產(chǎn)品的產(chǎn)率和耐久性大大提高。
文檔編號C22C1/04GK102341515SQ20098015782
公開日2012年2月1日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月2日
發(fā)明者江崎元昭 申請人:東芝高新材料公司, 株式會社東芝