本發明屬于醫療器械和合金熱處理領域，具體涉及一種藥品破碎軸的制備方法。

背景技術：

在醫療藥品生產過程中，破碎是非常常規的處理步驟，但是目前的破碎并沒有對破碎部件進行詳盡的研究，通過對現有使用的破碎部件進行詳細研究后發現，現有破碎部件大多都采用的是常規的高硬度鋼，但是由于藥品原料中有很多也具有相當的硬度，因此在破碎這些藥品原料時，很容易對破碎部件進行損壞。也有一些精密的破碎部件采用硬質合金（如wc-co類的），但是這類硬質合金一般價格非常高，使用這樣的硬質合金作為藥品的破碎部件稍顯浪費。因此如何開發出一種成本不是很高，但是破碎效果良好的藥品破碎部件就成為臻待解決的問題了。

技術實現要素：

本發明的提出一種藥品破碎軸的制備方法。

通過如下技術手段實現：

一種藥品破碎軸的制備方法，所述藥品破碎軸包括破碎軸本體、螺旋破碎刀，頂端軸承和底端軸承。

所述頂端軸承和底端軸承分別環設于所述破碎軸本體的兩端，所述破碎軸本體為圓柱形，所述螺旋破碎刀以螺旋向下的方式環繞在所述破碎軸本體上并且與所述破碎軸本體一體成型。

所述螺旋破碎刀靠近頂端軸承一側的面為破碎刀面側（主要工作面），靠近底端軸承的面為破碎刀背側（次要工作面），所述破碎刀面側的弧度小于所述破碎刀背側的弧度；破碎刀中端為兩個側面各自的弧形的弧度變化節點，該破碎刀中端將破碎刀截面分為破碎刀尖端和破碎刀根端，所述破碎刀尖端的弧度大于破碎刀根端的弧度，所述破碎刀根端與所述破碎軸本體相連。

所述破碎軸本體和螺旋破碎刀采用硬質合金鋼通過冶煉后模鑄而一體成型。

在模鑄成型后采用如下步驟的熱處理。

（1）退火，將模鑄成型之后的破碎軸本體和螺旋破碎刀半成品轉運到退火爐中，隨爐加熱至830~860℃，保溫1~2小時，然后隨爐冷卻至室溫。

（2）微深冷：將步驟（1）處理之后的半成品轉運到深冷箱中冷卻至-92~-118℃，持續保溫25~35min，然后出深冷箱恢復至室溫。

（3）局部淬火：將步驟（2）處理之后的半成品轉運到真空感應爐中加熱至1080~1105℃，保溫15~25min，然后對破碎刀面側進行高壓噴水，待整個半成品冷卻至100~150℃后結束噴水，整體置入到淬火油中冷卻至室溫。

（4）回火：將步驟（3）得到的半成品回置到真空感應爐中，隨爐加熱至500~520℃，保溫1~2小時，然后出爐空冷至室溫。

（5）精整：將步驟（4）處理之后的半成品經過切邊、打磨、精整處理后得到破碎軸本體和螺旋破碎刀為一體的成品。

作為優選，破碎刀根端長度與破碎刀尖端長度之間的比例l：l1=（1~1.2）：（0.8~1）。

作為優選，步驟（3）中的高壓噴水中，所噴水的溫度保持在25~35℃。

作為優選，所述硬質合金鋼按質量百分比含量計為：c：0.6~0.9%，si：0.3~0.6%，mn：0.8~1.2%，cr：5~6%，mo：6~8%，w：2~5%，ti：0.3~0.5%，nb：0.1~0.2%，co：0.1~0.2%，p<0.02%，s<0.01%，la：0.05~0.1%，余量為fe和不可避免的雜質，且在其微觀組織中tic和nbc強化相微粒彌散于基體中。

作為優選，所述模鑄的過程中在破碎軸兩端設置有電脈沖處理裝置對模鑄過程中的破碎軸進行電脈沖處理，其中電脈沖頻率為90~260hz，脈寬為20~120μs，峰值電流密度為60~220a·mm^-2，處理時間為澆鑄封口后持續10~25s。

作為優選，所述高壓噴水為周期性噴水，每間隔0.5~1.2s噴水，噴水時長1~2min。

本發明的效果在于：

1，通過對特定組分含量鋼（尤其其中ti合金元素的添加和含量設定）進行具體熱處理，尤其是對于破碎刀面側進行局部快速冷卻，在高壓噴水過程中，由于破碎刀面側的溫度是急速下降的，但是合金是熱的良導體，其他部分沒有噴水，所以熱量是高于該處的，從而會傳送熱量到該處而再次使得該處的溫度升高，從而實現了該處溫度的快速降低-稍有回升-繼續快速降低-再稍有回升這樣持續周期性變化，從而可以將該面的微觀結構中晶粒更加細化、tic、nbc硬質相彌散更加均勻（如果整體噴水冷卻，雖然也會提高硬度，但是由于沒有存在周期性的溫度變化，從而不會使得硬質相彌散均勻，并且晶粒細化程度也稍有欠缺）。而破碎刀面側是與固體藥品原料主要接觸面，從而使得該面側硬度和耐磨性得到強化。通過檢測，面側的硬度（300℃）hrc>62，最高的能達到69hrc。

2，通過對破碎刀的形狀進行設置，其縱剖面頂端弧度大于根部，從而使得破碎時候不會對整個刀接觸面產生較大的應力集中，并且由于破碎的是塊狀原料，只需要尖部足夠硬即可，并不需要有太大的銳角，從而既保護了刀片也不影響正常工作強度。通過對面側弧度設置為小于背側弧度，使得主要的工作面更加強化的與盡量多的塊狀原料接觸。由于面側是經過強化的，因此更多的接觸反而會進一步的保護整個破碎刀（尤其是背側）。通過對破碎刀尖端和根端的長度進行限定，使得弧度變化盡量發生在靠近尖端的部位，避免了尖端太尖從而發生尖部斷裂問題的產生。

3，通過在模鑄的時候在兩端設置合適參數的電脈沖，使得在鑄造凝固過程中，較大的枝晶部分被電脈沖打碎，從而形成新的形核核心，使得后續熱處理繼續細化晶粒打好了基礎。通過合理設定熱處理，配合上述的模鑄電脈沖工藝，在深冷過程中進一步細化了晶粒，使得鋼整體強度得到了提高，硬度得到了強化，結合局部淬火，使得內部熱量發生了流動，強化了熱處理的效率，從而電脈沖處理和熱處理更好的有機結合，將鋼的強度和硬度大大的提升了。背側的硬度也達到了62hrc（300℃）左右。

附圖說明

圖1為本發明一種藥品破碎軸的結構示意圖。

圖2為本發明破碎軸中破碎刀的局部剖視結構示意圖。

其中：1-破碎軸本體，11-螺旋破碎刀，111-破碎刀根端，112-破碎刀尖端，113-破碎刀中端，114-破碎刀背側，115-破碎刀面側，12-頂端軸承，13-底端軸承，l-破碎刀根端長度，l1-破碎刀尖端長度。

具體實施方式

實施例1

如圖1和圖2所示：

一種藥品破碎軸的制備方法，所述藥品破碎軸包括破碎軸本體、螺旋破碎刀，頂端軸承和底端軸承。

所述頂端軸承和底端軸承分別環設于所述破碎軸本體的兩端，所述破碎軸本體為圓柱形，所述螺旋破碎刀以螺旋向下的方式環繞在所述破碎軸本體上并且與所述破碎軸本體一體成型。

所述螺旋破碎刀靠近頂端軸承一側的面為破碎刀面側（主要工作面），靠近底端軸承的面為破碎刀背側（次要工作面），所述破碎刀面側的弧度小于所述破碎刀背側的弧度；破碎刀中端為兩個側面各自的弧形的弧度變化節點，該破碎刀中端將破碎刀截面分為破碎刀尖端和破碎刀根端，所述破碎刀尖端的弧度大于破碎刀根端的弧度，所述破碎刀根端與所述破碎軸本體相連。

破碎刀根端長度與破碎刀尖端長度之間的比例l：l1=1：0.9。

所述破碎軸本體和螺旋破碎刀采用硬質合金鋼通過冶煉后模鑄而一體成型。

所述硬質合金鋼按質量百分比含量計為：c：0.62%，si：0.38%，mn：0.9%，cr：5.2%，mo：6.1%，w：2.5%，ti：0.32%，nb：0.12%，co：0.13%，p：0.01%，s：0.005%，la：0.062%，余量為fe和不可避免的雜質，且在其成品的微觀組織中tic和nbc強化相微粒彌散于基體中。

所述模鑄的過程中在破碎軸兩端設置有電脈沖處理裝置對模鑄過程中的破碎軸進行電脈沖處理，其中電脈沖頻率為120hz，脈寬為30μs，峰值電流密度為80a·mm^-2，處理時間為澆鑄封口后持續15s。

在模鑄成型后采用如下步驟的熱處理。

（1）退火，將模鑄成型之后的破碎軸本體和螺旋破碎刀半成品轉運到退火爐中，隨爐加熱至838℃，保溫1.2小時，然后隨爐冷卻至室溫。

（2）微深冷：將步驟（1）處理之后的半成品轉運到深冷箱中冷卻至-98℃，持續保溫28min，然后出深冷箱恢復至室溫。

（3）局部淬火：將步驟（2）處理之后的半成品轉運到真空感應爐中加熱至1092℃，保溫18min，然后對破碎刀面側進行高壓噴水，待整個半成品冷卻至115℃后結束噴水，整體置入到淬火油中冷卻至室溫。

其中高壓噴水中，所噴水的溫度保持在28℃。

所述高壓噴水為周期性噴水，每間隔1s噴水一次，噴水時長1.5min。

（4）回火：將步驟（3）得到的半成品回置到真空感應爐中，隨爐加熱至508℃，保溫1.5小時，然后出爐空冷至室溫。

（5）精整：將步驟（4）處理之后的半成品經過切邊、打磨、精整處理后得到破碎軸本體和螺旋破碎刀為一體的成品。

對比例1

本對比例將電脈沖取消，且淬火設置為整體淬火，得到最終產品與實施例1進行對比，經過20小時碰撞試驗后，得到本對比例破碎刀磨損和破壞尺寸是實施例1的1.5倍，損壞率是實施例1的1.3倍。

實施例2

如圖1和圖2所示：

一種藥品破碎軸的制備方法，所述藥品破碎軸包括破碎軸本體、螺旋破碎刀，頂端軸承和底端軸承。

所述頂端軸承和底端軸承分別環設于所述破碎軸本體的兩端，所述破碎軸本體為圓柱形，所述螺旋破碎刀以螺旋向下的方式環繞在所述破碎軸本體上并且與所述破碎軸本體一體成型。

所述螺旋破碎刀靠近頂端軸承一側的面為破碎刀面側（主要工作面），靠近底端軸承的面為破碎刀背側（次要工作面），所述破碎刀面側的弧度小于所述破碎刀背側的弧度；破碎刀中端為兩個側面各自的弧形的弧度變化節點，該破碎刀中端將破碎刀截面分為破碎刀尖端和破碎刀根端，所述破碎刀尖端的弧度大于破碎刀根端的弧度，所述破碎刀根端與所述破碎軸本體相連。

破碎刀根端長度與破碎刀尖端長度之間的比例l：l1=1.1：0.85。

所述破碎軸本體和螺旋破碎刀采用硬質合金鋼通過冶煉后模鑄而一體成型。

所述硬質合金鋼按質量百分比含量計為：c：0.8%，si：0.52%，mn：1.1%，cr：5.8%，mo：6.9%，w：3.8%，ti：0.36%，nb：0.18%，co：0.19%，p：0.012%，s：0.001%，la：0.09%，余量為fe和不可避免的雜質，且在其微觀組織中tic和nbc強化相微粒彌散于基體中。

所述模鑄的過程中在破碎軸兩端設置有電脈沖處理裝置對模鑄過程中的破碎軸進行電脈沖處理，其中電脈沖頻率為220hz，脈寬為100μs，峰值電流密度為210a·mm^-2，處理時間為澆鑄封口后持續22s。

在模鑄成型后采用如下步驟的熱處理。

（1）退火，將模鑄成型之后的破碎軸本體和螺旋破碎刀半成品轉運到退火爐中，隨爐加熱至852℃，保溫1.3小時，然后隨爐冷卻至室溫。

（2）微深冷：將步驟（1）處理之后的半成品轉運到深冷箱中冷卻至-105℃，持續保溫32min，然后出深冷箱恢復至室溫。

（3）局部淬火：將步驟（2）處理之后的半成品轉運到真空感應爐中加熱至1100℃，保溫22min，然后對破碎刀面側進行高壓噴水，待整個半成品冷卻至138℃后結束噴水，整體置入到淬火油中冷卻至室溫。

其中高壓噴水中，所噴水的溫度保持在32℃。

所述高壓噴水為周期性噴水，每間隔0.8s噴水，噴水時長1.5min。

（4）回火：將步驟（3）得到的半成品回置到真空感應爐中，隨爐加熱至512℃，保溫1.8小時，然后出爐空冷至室溫。

（5）精整：將步驟（4）處理之后的半成品經過切邊、打磨、精整處理后得到破碎軸本體和螺旋破碎刀為一體的成品。

對比例2

本對比例其它部分和實施例2相同，不同之處在于硬質合金鋼中沒有添加ti，且熱處理中沒有深冷處理（微深冷），得到成品后經過20小時碰撞試驗后，得到本對比例破碎刀磨損尺寸是實施例1的1.2倍，損壞率是實施例1的1.5倍。

實施例3

如圖1和圖2所示：

一種藥品破碎軸的制備方法，所述藥品破碎軸包括破碎軸本體、螺旋破碎刀，頂端軸承和底端軸承。

所述頂端軸承和底端軸承分別環設于所述破碎軸本體的兩端，所述破碎軸本體為圓柱形，所述螺旋破碎刀以螺旋向下的方式環繞在所述破碎軸本體上并且與所述破碎軸本體一體成型。

所述螺旋破碎刀靠近頂端軸承一側的面為破碎刀面側（主要工作面），靠近底端軸承的面為破碎刀背側（次要工作面），所述破碎刀面側的弧度小于所述破碎刀背側的弧度；破碎刀中端為兩個側面各自的弧形的弧度變化節點，該破碎刀中端將破碎刀截面分為破碎刀尖端和破碎刀根端，所述破碎刀尖端的弧度大于破碎刀根端的弧度，所述破碎刀根端與所述破碎軸本體相連。破碎刀根端長度與破碎刀尖端長度之間的比例l：l1=1.1：1。

所述破碎軸本體和螺旋破碎刀采用硬質合金鋼通過冶煉后模鑄而一體成型。

所述硬質合金鋼按質量百分比含量計為：c：0.85%，si：0.56%，mn：1.0%，cr：5.5%，mo：6.6%，w：3.2%，ti：0.35%，nb：0.15%，co：0.13%，p：0.008%，s：0.005%，la：0.08%，余量為fe和不可避免的雜質，且在其微觀組織中tic和nbc強化相微粒彌散于基體中。

所述模鑄的過程中在破碎軸兩端設置有電脈沖處理裝置對模鑄過程中的破碎軸進行電脈沖處理，其中電脈沖頻率為120hz，脈寬為90μs，峰值電流密度為120a·mm^-2，處理時間為澆鑄封口后持續20。

在模鑄成型后采用如下步驟的熱處理。

（1）退火，將模鑄成型之后的破碎軸本體和螺旋破碎刀半成品轉運到退火爐中，隨爐加熱至850℃，保溫1.5小時，然后隨爐冷卻至室溫。

（2）微深冷：將步驟（1）處理之后的半成品轉運到深冷箱中冷卻至-102℃，持續保溫20min，然后出深冷箱恢復至室溫。

（3）局部淬火：將步驟（2）處理之后的半成品轉運到真空感應爐中加熱至1092℃，保溫20min，然后對破碎刀面側進行高壓噴水，待整個半成品冷卻至130℃后結束噴水，整體置入到淬火油中冷卻至室溫。

其中高壓噴水中，所噴水的溫度保持在20℃。

（4）回火：將步驟（3）得到的半成品回置到真空感應爐中，隨爐加熱至511℃，保溫1.5小時，然后出爐空冷至室溫。

（5）精整：將步驟（4）處理之后的半成品經過切邊、打磨、精整處理后得到破碎軸本體和螺旋破碎刀為一體的成品。