用于研磨难熔金属和难熔金属合金的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于研磨由诸如钨铼合金的难熔金属合金制成的外科针（174）的系统（200），所述系统包括具有研磨表面（170A,170B）的可旋转磨轮（120A,120B）；上覆所述研磨表面（170A,170B）的粘结材料层（128），例如镍粘结材料层；以及嵌入所述粘结材料层（128）内的多个磨料颗粒（126），例如ABN600磨料颗粒。所述磨料颗粒（126）尺寸相似，并且所述粘结材料层（128）的厚度为所述尺寸相似的磨料颗粒（126）的尺寸的约65%。所述系统包括能够将润滑剂施用到介于所述研磨表面（170A,170B）和针坯料（174）的远端（180）之间的界面的润滑装置（230A,230B）和与所述可旋转轮（120A,120B）连接以用于旋转所述研磨表面（170A,170B）的旋转元件（220A,220B,222A,222B）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利申请一般涉及研磨金属，并且更具体地涉及。
技术介绍
外科缝合针通常采用研磨系统制成，该研磨系统具有能够将针坯料的远端研磨成尖头的磨料颗粒。常规的外科缝合针一般由非难熔金属制成的针坯料加工成形。非难熔金属的例子包括不锈钢合金，例如，300系列不锈钢以及420、420F和455不锈钢。近来，为了提高外科针的强度，已采用难熔金属合金代替非难熔的金属。一种优选的难熔金属合金为钨铼合金。遗憾的是，足以研磨非难熔金属的常规研磨系统并不能很好地研磨难熔金属合金。这需要连续地更换磨轮，增加了所生产的最终产品的成本和可变性并且减慢了制造过程。良好研磨系统的一种期望特性包括提供一种具有长研磨寿命的磨轮，通常可用于研磨至少50，000根针。然而，当常规的研磨系统施用于由诸如钨铼合金的难熔金属合金制成的针时，据观察磨轮的寿命极其短暂(例如，500-8，000根针)。磨轮失效可能是由于研磨材料的“胶粘”和/或“封顶”，被研磨的材料涂覆磨料颗粒，从而削弱了磨料颗粒切割工件的能力。已发现在研磨过程中添加润滑剂减少了 “胶粘”和/或“封顶”，这延长了研磨系统的寿命。然而，该方法引入了新的失效模式，通常称为磨料分解或磨料脱离，导致磨轮寿命减少并且是研磨金属时的主要问题。用于将磨料颗粒粘结到磨具(例如，磨轮)的粘结材料的厚度通常为磨料颗粒的平均尺寸的约50%。本领域的 技术人员通常认为，粘结材料层的厚度增加超过磨料颗粒尺寸的50%将减少磨轮的寿命，原因是磨料颗粒间用以容纳针的磨蚀部分的可用空间较少。因此，本领域的技术人员已避免将粘结材料层的厚度增加超过磨料颗粒的平均尺寸的50%。虽然有上述进展，但是仍需要改善的系统、装置和方法以用于更经济且有效地研磨金属物体，例如，由难熔金属和难熔金属合金制成的外科针。
技术实现思路
在一个实施例中，用于有利地研磨由难熔金属合金制成的外科针的磨具包括具有表面的基底、上覆表面的粘结材料层、以及嵌入粘结材料层内的多个磨料颗粒，其中磨料颗粒尺寸相似，并且粘结材料层的厚度为尺寸相似的磨料颗粒的尺寸的约65%。如本文所用，术语“尺寸相似”意指嵌入粘结材料层内的基本上所有的或所有的磨料颗粒具有基本上相同的尺寸。在一个实施例中，磨料颗粒的尺寸优选使用用于测量颗粒尺寸的欧洲磨料生产商联合会(FEPA)和/或美国国家标准协会(ANSI)建立的国际筛分指南而确定。在一个实施例中，可使用阴影图，然后取得根据由每个颗粒形成的阴影所确定的每个单独颗粒的最长尺寸而测得磨料颗粒的尺寸。磨料颗粒优选按尺寸进行分组，使得在磨具上使用的所有颗粒具有相同的尺寸或基本上相同的尺寸。在一个实施例中，基底有利地由诸如不锈钢的金属制成。基底可以是具有外边缘的磨轮，该外边缘包括表面。在一个实施例中，外边缘优选具有V形沟槽，该V形沟槽能够容纳外科针坯料的末端以便将针坯料研磨成尖头。在一个实施例中，磨料颗粒可具有落在约20至44微米范围内的尺寸，然而，在任何单个磨具上使用的所有磨料颗粒为基本上相同的尺寸。例如，在一个实施例中，磨料颗粒具有约44微米的相似尺寸。在一个实施例中，所有的磨料颗粒尺寸相似并且具有约20微米的尺寸。在一个实施例中，第一磨具具有约44微米尺寸的尺寸相似的磨料颗粒，而第二磨具具有约20微米尺寸的尺寸相似的磨料颗粒。磨料颗粒可以是ABN600磨料颗粒,诸如由伊利诺斯州惠灵的英格斯公司(Engis Corporation of Wheeling, (Illinois))出售的那些，或由爱尔兰克莱尔郡的元素六公司(Element Six Ltd., County Clare, (Ireland))出售的那些。粘结材料层有利地为电镀到磨具基底表面上的镍合金，并且磨料颗粒嵌入镍合金层中使得其从镍合金层突出。在一个实施例中，用于研磨由难熔金属合金制成的外科针的可旋转磨轮优选包括具有研磨表面的可旋转轮、上覆研磨表面的镍粘结层以及嵌入镍粘结层内的多个磨料颗粒。有利地，磨料颗粒尺寸相似，并且镍粘结层的厚度为尺寸相似的磨料颗粒的尺寸的约65%。研磨表面可具有围绕可旋转轮的外边缘延伸的V形沟槽。外科针可由钨铼合金制成。镍粘结层优选包含镍合金，并且磨料颗粒可具有优选落在约20至44微米范围内的尺寸，并且在任何磨具上的所有磨料颗粒具有大约相同的尺寸(例如，所有磨料颗粒具有44微米的厚度)。在一个实施例中，磨轮优选包括与可旋转轮连接以用于以每分钟约10，000表面英尺旋转研磨表面的旋转元件。该磨轮有利地具有能够在研磨表面和与研磨表面邻接的外科针的末端之间的界面处分配诸如Azolla ZS46油的润滑剂的润滑器。 在一个实施例中，用于研磨由难熔金属合金制成的外科针的系统优选具有包括研磨表面的可旋转轮、上覆研磨表面的粘结材料层、以及嵌入粘结材料层内的多个磨料颗粒，其中磨料颗粒尺寸相似，并且粘结材料层的厚度为尺寸相似的磨料颗粒的尺寸的约65%。该系统优选包括能够将润滑剂施用到研磨表面的润滑装置和与可旋转轮连接以用于旋转研磨表面的旋转元件。在一个实施例中，磨料颗粒包括ABN600磨料颗粒，其具有落在约20至44微米范围内的平均尺寸，并且粘结材料层包括镍合金。在一个实施例中，镍合金粘结材料层被电镀到研磨表面上，并且磨料颗粒从粘结材料层突出。硬度是磨料的关键物理特性。ABN600磨料颗粒是称为立方氮化硼磨料的一类磨料颗粒中的一种。ABN600磨料颗粒是具有良好热稳定性的黑色块状高强度磨料颗粒。ABN600磨料颗粒优选用于烧结型和电镀型金属结合剂中，其中磨料颗粒上的冲击负载较高，并且也用于需要具有相对负前角的坚固块状颗粒的某些其它应用中。ABN600磨料颗粒在使用期间保持了锋利的切口，同时表现出高硬度、耐磨性、强度和耐热和耐化学分解性。在一个实施例中，润滑装置能够将润滑剂朝介于研磨表面和外科针的远端之间的界面导引。该润滑剂可以是Azolla ZS46油。在一个实施例中，旋转元件能够以每分钟约10，000表面英尺旋转可旋转轮的研磨表面。在一个优选的实施例中，磨轮具有尺寸相似的ABN600磨料颗粒，该磨料颗粒由镍合金粘结层固定到磨轮的研磨表面，其中粘结层的厚度为尺寸相似的磨料颗粒的尺寸的约65%。在研磨操作期间，研磨表面以每分钟10，000表面英尺旋转，并且钨铼针坯料的远端与研磨表面邻接以在该远端处形成尖头。将润滑剂朝介于研磨表面和针坯料的远端之间的界面导引。在一个实施例中,研磨系统包括具有相应磨轮的两个或更多个研磨工位,所述相应磨轮具有在前面段落中所述的结构。在第一研磨工位处，第一磨轮具有约44微米尺寸的尺寸相似的磨料颗粒，并且粘结材料层的厚度为28.6微米或为磨料颗粒的厚度的65%。在第二研磨工位处，第二磨轮具有约20微米尺寸的尺寸相似的磨料颗粒，并且粘结材料层的厚度为13.0微米或为磨料颗粒的厚度的65%。以下将更详细地描述本专利技术的这些和其它优选实施例。附图说明图1为示出了当常规的磨轮用于研磨由难熔金属合金制成的外科针时所获得结果的图表。图2A示出了磨轮的研磨表面上的磨料颗粒。图2B示出了一些磨料颗粒从粘结材料层脱离后的图2A的磨轮。 图3示出了常规磨轮的表面的截面图，该常规磨轮包括具有平均尺寸的磨料颗粒和厚度为磨料颗粒的平均尺寸的50%的粘结材料层。图4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：ML哈米顿，
申请(专利权)人：伊西康公司，
类型：
国别省市：