[发明专利]一种外径小于等于1mm的420不锈钢活体取样钳及其MIM制备工艺

说明书

本发明涉及一种外径小于等于1mm的420不锈钢活体取样钳及其MIM制备工艺；属于医疗设备设计制备技术领域。所述活体取样钳的外径小于等于1mm；所述活体取样钳由含Nb的420不锈钢组成或由420不锈钢组成；所述含Nb的420不锈钢中，Nb的质量百分含量为1.0‑4.0％。其制备工艺为：采用特殊的、以POM为主要成分的塑基多聚合物粘结剂体系，利用MIM制备出注射坯，然后结合适当的脱脂、烧结以及热处理工艺，得到成品。本发明所设计和制备的外径1mm的取样钳，它是现有重量最轻、体积最小、精度高的小尺寸取样钳，它对人体的创伤更小。

技术领域

本发明涉及一种外径小于等于1mm的420不锈钢活体取样钳及其MIM制备工艺；属于医疗设备设计制备技术领域。

背景技术

活体取样钳广泛应用于各种内窥镜手术，包括腹腔镜、胸腔镜、椎间盘镜、关节镜、十二指肠镜、胃镜、结肠镜、胆道镜、膀肤镜、鼻窦镜、宫腔镜手术等。取样钳钳头是其中最为关键的工作零部件。钳头有以下几个特点:该零件重量仅为0.02-0.04克，有切槽、横孔、盲孔、多螺纹和凹台，尤其是工作刃厚不足0.2mm；由于操作空间的限制，钳头的尺寸必须控制在3mm尺寸范围以下，为了满足不同手术的要求，其三维几何形状各种各样，但都非常复杂，所以需要采用MIM注射成型法进行制备。

另外手术用取样钳既要求耐蚀性能好、又要求有较高力学性能，普通的奥氏体不锈钢不能满足其性能。目前普遍沉淀硬化马氏体不锈钢17-4PH在取样钳MIM法制备中得到了广泛应用，其具备一定的硬度和耐腐蚀性能。420不锈钢是一种马氏体型不锈钢，这种钢在经过淬火、回火处理后能够获得更高的硬度和强度(420热处理后HV达到450，17-4PH热处理后HV不到400)，同时具有一定耐磨性及抗腐蚀性，因此其具备比17-4PH更好的力学性能，在刀具、涡轮叶片以及外科医疗器械等领域有着非常好的前景，但是420不锈钢材质的高硬度以及取样钳体积小且形状复杂，采用MIM金属注射成型制备像取样钳这样外径小于3mm的工件时候容易产生变形。因为MIM生产中既存在因脱脂不彻底引起的增碳，同时又有烧结过程中碳/氧、碳/氢反应引起的脱碳现象，碳含量波动会导致密度不稳定，还有可能引起取样钳变形，尺寸精度达不到要求。

目前一次性活体取样钳外径的规格常见的有1.8mm和2.3mm两种，它们是配合胃肠道镜使用的，由于技术上的限制一直未有更小的取样钳面世。取样钳的外径越小，相应的镜子也可以减小，在创伤面的伤害更小，所以外科手术中一直希望有更小规格的取样钳问世。虽然已经有MIM制备的外径1.8mm、2.3mm规格的17-4PH及420材质取样钳，但是还没有采用MIM制备外径1mm的取样钳。本发明通过优化MIM工艺制备出外径1mm的420材质取样钳，它是现有重量最轻、体积最小、精度高的小尺寸取样钳，它对人体的创伤更小。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种外径小于等于1mm的420不锈钢活体取样钳及其MIM制备工艺。

本发明一种外径小于等于1mm的420不锈钢活体取样钳；所述活体取样钳的外径小于等于1mm；所述活体取样钳由含Nb的420不锈钢组成或由420不锈钢组成；所述含Nb的420不锈钢中，Nb的质量百分含量为1.0-4.0％。

作为优选方案，本发明一种外径小于等于1mm的420不锈钢活体取样钳；所述活体取样钳由含Nb的420不锈钢组成；所述含Nb的420不锈钢中，Nb的质量百分含量为1.0-4.0％、优选为2-3％、进一步优选为2.3-2.7％、更进一步优选为2.5％。

本发明一种外径小于等于1mm的420不锈钢活体取样钳的MIM制备工艺；包括下述步骤：

步骤一

按质量比，不锈钢粉末：粘接剂＝85-95：15-5，配取420不锈钢粉末或含Nb的420不锈钢粉末和粘接剂，将配取的粉末进行混炼，得到喂料；所述粘接剂含有POM和微晶蜡；其中聚甲醛热塑性结晶聚合物(POM)的质量百分含量为70-80％，微晶蜡的质量百分含量为2-6％；