316L 不銹鋼和 321 不銹鋼都可用于醫(yī)療器械制造,但 316L 不銹鋼更適合,原因如下:
耐腐蝕性:
316L 不銹鋼:含鉬元素,在含氯離子等復(fù)雜體內(nèi)環(huán)境中,抗點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕能力強(qiáng),能抵御人體組織液、血液等侵蝕,減少腐蝕產(chǎn)物釋放,降低對人體的潛在危害。
321 不銹鋼:鈦元素主要提升其耐晶間腐蝕能力,在醫(yī)療器械所處的復(fù)雜腐蝕環(huán)境中,綜合耐腐蝕性不如 316L 不銹鋼。
生物相容性:
316L 不銹鋼:碳含量低,析出有害物質(zhì)少,生物相容性好,長期植入人體不易引發(fā)炎癥、過敏等不良反應(yīng)。
321 不銹鋼:生物相容性雖能滿足一定要求,但在某些情況下,其耐腐蝕性不足可能導(dǎo)致金屬離子釋放,影響生物相容性。
加工性能:
316L 不銹鋼:加工硬化性優(yōu),可通過冷加工提高強(qiáng)度,且焊接性能良好,能加工成復(fù)雜形狀的醫(yī)療器械部件,滿足不同醫(yī)療需求。
321 不銹鋼:加工性能良好,但在焊接過程中,對工藝要求相對較高,需控制焊接參數(shù),以焊接質(zhì)量和性能。
應(yīng)用場景:
316L 不銹鋼:廣泛用于制造手術(shù)刀、縫合針、植入物、醫(yī)療器械外殼等,能適應(yīng)各種醫(yī)療環(huán)境和使用要求。
321 不銹鋼:更多應(yīng)用于高溫環(huán)境下的醫(yī)療器械部件,如一些需要在高溫消毒或特殊高溫工藝中使用的部件,但在直接接觸人體組織的常規(guī)醫(yī)療器械中應(yīng)用相對較少。
綜上所述,316L 不銹鋼憑借其的耐腐蝕性、良好的生物相容性和加工性能,在醫(yī)療器械領(lǐng)域應(yīng)用更為廣泛,更適合做醫(yī)療器械。不過,具體選擇還需根據(jù)醫(yī)療器械的具體使用環(huán)境、性能要求和成本等因素綜合考慮。
316L 不銹鋼因其的耐腐蝕性、良好的韌性和焊接性等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,以下是一些常見的應(yīng)用場景:
醫(yī)療領(lǐng)域
醫(yī)療器械:如手術(shù)器械、醫(yī)療設(shè)備的結(jié)構(gòu)部件等。316L 不銹鋼具有良好的生物相容性,不會(huì)對人體產(chǎn)生有害的化學(xué)反應(yīng),同時(shí)其耐腐蝕性能夠器械在頻繁的消毒過程中不被腐蝕損壞。
植入物:如人工關(guān)節(jié)、骨折固定器械等。它能夠長期在人體內(nèi)保持穩(wěn)定的性能,抵抗人體組織液的腐蝕,并且具有足夠的強(qiáng)度和韌性來承受人體的力學(xué)負(fù)荷。
食品加工領(lǐng)域
食品加工設(shè)備:如食品攪拌器、輸送帶、儲(chǔ)存罐等。316L 不銹鋼符合食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),不會(huì)釋放有害物質(zhì)污染食品,同時(shí)其耐腐蝕性能夠抵御食品中的酸堿等物質(zhì)的侵蝕,易于清潔,可確保食品加工過程的安全和衛(wèi)生。
餐飲用具:餐具、廚房設(shè)備等常采用 316L 不銹鋼制造。它不僅美觀耐用,還能抵抗食物中的鹽分、醋等物質(zhì)的腐蝕,不易生銹,便于日常清洗和維護(hù)。
化工領(lǐng)域
反應(yīng)釜:用于化學(xué)反應(yīng)的容器,316L 不銹鋼能夠承受各種化學(xué)物質(zhì)的腐蝕,包括強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等,反應(yīng)過程的安全和穩(wěn)定,同時(shí)其良好的耐高溫性能也能滿足一些高溫反應(yīng)的要求。
管道和閥門:輸送各種化工介質(zhì)的管道和控制流量的閥門通常采用 316L 不銹鋼。它能夠抵抗化工介質(zhì)的侵蝕,防止管道和閥門泄漏,確保化工生產(chǎn)過程的正常運(yùn)行。
海洋領(lǐng)域
船舶制造:船舶的船體結(jié)構(gòu)、海水管路系統(tǒng)、海洋設(shè)備的零部件等常使用 316L 不銹鋼。它能夠抵抗海水的腐蝕,包括氯離子的侵蝕,具有較長的使用壽命,可船舶在海洋環(huán)境中的安全性和可靠性。
海上石油平臺(tái):海上石油平臺(tái)的結(jié)構(gòu)部件、管道系統(tǒng)、海水處理設(shè)備等也大量采用 316L 不銹鋼。它能夠承受海洋環(huán)境中的惡劣條件,如潮濕、鹽霧、海浪沖擊等,確保石油平臺(tái)的穩(wěn)定運(yùn)行和長期使用。
建筑裝飾領(lǐng)域
建筑幕墻:316L 不銹鋼具有良好的耐腐蝕性和美觀性,可用于建筑幕墻的框架和裝飾線條。它能夠抵抗酸雨、空氣污染等環(huán)境因素的侵蝕,保持建筑外觀的整潔和美觀。
裝飾五金:如門把手、拉手、合頁等裝飾五金件常采用 316L 不銹鋼制造。它不僅具有良好的耐磨性和耐腐蝕性,還能通過表面處理工藝獲得各種美觀的外觀效果,提升建筑裝飾的品質(zhì)和檔次。
316L 不銹鋼是一種奧氏體不銹鋼,具有以下加工性能特點(diǎn):
切削加工
加工難度:316L 不銹鋼的硬度相對較高,加工硬化傾向明顯,因此切削加工難度較大。在切削過程中,材料容易產(chǎn)生加工硬化層,導(dǎo)致刀具磨損較快,影響加工效率和質(zhì)量。
刀具選擇:一般建議使用硬質(zhì)合金刀具,如含鈷高速鋼刀具或涂層刀具。這些刀具具有較高的硬度、耐磨性和耐熱性,能夠較好地應(yīng)對 316L 不銹鋼的切削加工。例如,采用涂層硬質(zhì)合金刀具可以有效提高刀具的切削性能和使用壽命,降低加工成本。
切削參數(shù):為了減少刀具磨損和加工硬化現(xiàn)象,切削速度不宜過高,通常在 50 - 100m/min 之間。進(jìn)給量和切削深度也應(yīng)根據(jù)具體情況適當(dāng)調(diào)整,一般進(jìn)給量在 0.1 - 0.3mm/r 之間,切削深度在 0.5 - 2mm 之間。同時(shí),應(yīng)注意選擇合適的切削液,以起到冷卻和潤滑的作用,降低切削溫度,減少刀具與工件之間的摩擦。
成型加工
冷成型:316L 不銹鋼具有良好的韌性和延展性,適合進(jìn)行冷成型加工,如彎曲、沖壓、拉伸等。在冷成型過程中,材料能夠承受較大的變形而不破裂。然而,由于其加工硬化傾向,隨著冷變形量的增加,材料的硬度和強(qiáng)度會(huì)逐漸提高,韌性和塑性則會(huì)下降。因此,對于較大變形量的冷成型加工,可能需要進(jìn)行中間退火處理,以恢復(fù)材料的塑性和韌性,便于后續(xù)加工。
熱成型:在高溫下,316L 不銹鋼的塑性更好,易于進(jìn)行熱成型加工。熱成型加工可以降低加工力,提高成型效率和質(zhì)量。但熱成型加工需要嚴(yán)格控制加熱溫度和冷卻速度,以避免材料組織發(fā)生不良變化,影響其性能。一般熱成型溫度在 950 - 1100℃之間,成型后應(yīng)根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?,如固溶處理,以獲得良好的組織和性能。
焊接加工
焊接性:316L 不銹鋼的焊接性能良好,可采用多種焊接方法,如手工電弧焊、鎢極氬弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊等。由于其含碳量較低,具有較好的抗晶間腐蝕性能,在焊接過程中不易產(chǎn)生晶間腐蝕傾向。
焊接材料:焊接 316L 不銹鋼時(shí),應(yīng)選擇與母材成分相匹配的焊接材料,以焊接接頭的性能。一般采用 316L 或 317L 系列的焊條或焊絲。例如,對于手工電弧焊,可選用 E316L - 16 或 E316L - 17 等型號的焊條;對于鎢極氬弧焊,可選用 ER316L 焊絲。
焊接工藝:為了防止焊接過程中產(chǎn)生過熱、變形和裂紋等缺陷,需要控制焊接參數(shù),如焊接電流、電壓、焊接速度等。焊接電流不宜過大,以避免焊縫金屬過熱,導(dǎo)致晶粒粗大,降低焊接接頭的性能。同時(shí),應(yīng)采取適當(dāng)?shù)暮附禹樞蚝屠鋮s措施,減少焊接應(yīng)力和變形。對于厚板焊接,可能需要進(jìn)行預(yù)熱和后熱處理,以改善焊接接頭的組織和性能。
表面處理
酸洗鈍化:316L 不銹鋼在加工后通常需要進(jìn)行酸洗鈍化處理,以去除表面的氧化皮、油污和雜質(zhì)等,同時(shí)在表面形成一層致密的鈍化膜,提高其耐腐蝕性。酸洗鈍化處理一般采用硝酸和氫氟酸的混合酸液,處理時(shí)間和溫度根據(jù)具體情況而定。
電解拋光:電解拋光是一種常用的表面精加工方法,可用于提高 316L 不銹鋼的表面光潔度和耐腐蝕性。通過電解拋光,可以去除不銹鋼表面的微觀凸起和毛刺,使表面更加平整光滑,同時(shí)改善鈍化膜的質(zhì)量和均勻性。
316L 不銹鋼在加工過程中需要根據(jù)其特點(diǎn),合理選擇加工工藝和參數(shù),以加工質(zhì)量和效率,充分發(fā)揮其優(yōu)良的性能。