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《俄研发增强钛合金抗菌作用新技术》

  • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心—领域情报网
  • 编译者： 冯瑞华
  • 发布时间：2021-11-24

  • 俄罗斯国家研究型工艺技术大学与其他俄罗斯学者开发出一种能够使高级手术关键材料之一的钛合金产生抗菌作用的新技术。研究人员称，根据新方法加工的植入物将显著加快和促进创伤的恢复。相关研究成果发表在《胶体和表面B：生物界面》杂志上。

    　　骨骼受损后的机械性能和恢复能力会随着年龄的增长而显著下降，且这种损伤需要长期治疗。使用由未改性金属和合金制成的植入物可能导致并发症，之后可能需要二次外科手术。能够抑制细菌活性的材料有助于体内植入物手术更安全、更可靠，为此俄学者们研究出了为钛合金之一Ti-Zr-Nb喷镀抗菌涂层的方法。

    　　试验表明，按照新方法进行处理能够完全抑制大肠杆菌在植入物表面的生长。在低剂量的出银量下（大约0.037毫克/升），对机体是完全安全的，实现了显著的抗菌效果。研究人员称，对细菌的“打击”是由银离子实施的。科学家们在复杂的酒精溶液中通过化学方法合成了释放它们的纳米粒子，这使其尺寸只有大约10纳米。得益于此，银沉积在材料的孔隙中，深度可达60纳米，大大提高了涂层的耐用度和抗菌效果。

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  • 《攻钛合金的提示》
    • 来源专题：数控机床与工业机器人
    • 编译者：icad
    • 发布时间：2021-05-26
    • 在钛合金上创建螺纹孔需要基于对这些材料的特性和攻丝工艺特殊性的理解选用适当技术。 Emuge美国总部展厅中的Hermle C 30 U五轴机床等现代CNC机床在攻钛时可产生最佳效果。 攻丝诸如6Al4V钛这样的钛合金比攻丝大多数合金材料更困难，但肯定可以通过适当的攻丝和技术来攻丝。钛既坚固又轻巧，因此非常适合在航空航天，医疗和其他行业中使用。但是，钛的非凡性能使其对计划对该材料中的零件进行加工工艺的制造工程师具有挑战性。 例如，钛不能很好地导热。加工钛时，热量往往会积聚在切削工具的表面和边缘上，而不是通过零件和机器结构散发。当攻丝时尤其如此，因为孔的内表面与丝锥之间的接触比工件与钻头，立铣刀或其他工具之间的接触更多。残留的热量会导致切削刃碎裂并降低丝锥寿命。同样，钛的弹性模量很低，使其具有“弹性”，因此工件往往会“封闭”在丝锥上。这种效果会导致线的磨损和撕裂。它还会增加分接头上的扭矩并缩短其寿命。 为了获得最佳的攻丝效果，请使用高质量的丝锥，将其安装在现代化的丝锥支架上，并在具有良好进给控制的机器上施加适当的速度。 使用适当的速度 攻丝速度对于切割钛合金中的螺纹至关重要。速度不足或过大都会导致抽头故障和/或缩短抽头寿命。我们建议攻入和退出螺纹孔的攻丝速度为10到13 sfpm。虽然比攻丝其他大多数材料的攻丝速度要慢，但该范围已被证明可以提供最一致的攻丝寿命和最高的生产率。 使用正确的自来水 窃听流体（冷却剂/润滑剂）会影响水龙头寿命。尽管攻丝可以选择使用与钛其他操作相同的流体，但是这种流体不一定能产生所需的螺纹质量和丝锥寿命。我们建议使用高百分比的机油，或者更好的是自攻油的优质乳液。在攻丝中，流体的润滑性能通常比冷却更重要，因为攻丝以相对较慢的速度运行并且不会去除大量的物料。润滑性有助于延长丝锥寿命并保护螺纹的表面光洁度。 攻丝极难加工的钛合金可能需要带有极压添加剂的攻丝膏。尽管在工具/工件界面中产生了很高的机械加工力，但这些添加剂的设计仍能粘附在切削表面上。攻丝膏的缺点是必须手动施加，而不能通过机器的冷却剂系统自动施加。 使用现代化的数控机床 尽管任何能够切割钛合金的机器都应该能够有效地攻丝这些材料，但是现代CNC机床最适合攻丝钛。通常，这些较新的机器提供刚性（同步）攻丝循环。 较旧的CNC单元通常缺少此功能。但是，可以使用带有较旧控件的机器来攻丝钛，但是必须使用拉力/压缩式攻丝架，而不是刚性的筒夹型攻丝架。张力/压力保持器可补偿丝锥进给中的变化，这是因为在这些较旧的控件上，轴控制效果不佳。 使用最好的水龙头 许多水龙头制造商都有专门为钛或其他硬质合金设计的产品线。这些产品通常使用螺旋形凹槽，因为它们倾向于将切屑向上提起并从孔中取出，从而防止切屑堆积在切屑上。切屑堆积是丝锥故障和螺纹质量问题的主要原因。各种供应商提供的其他设计功能均为专有。 Emuge有两种丝锥设计，用于切削钛合金中的螺纹。Rekord C-Ti系列丝锥需要通孔应用。该系列的丝锥具有一个8到10度的左旋螺旋槽，专为右侧切入通孔而设计。除了用于切削坚硬的合金材料的端面前角和后刀特性外，它还结合了四到五螺纹倒角。盲孔应用需要Rekord D-Ti系列。该系列的丝锥具有一个10到15度的右旋长笛，专为右旋螺纹而设计。结合了两到三螺纹倒角以及适当的前倾角和后刀角特征。请注意，盲孔攻丝被设计为从孔的顶部提取切屑，而通孔攻丝被设计为将切屑推入孔的底部。 使用现代水龙头架 丝锥特别容易受到振动的影响，振动会降低螺纹质量并缩短丝锥寿命。因此，应使用高性能的丝锥支架来提供牢固的安装。我们建议使用Softsynchro夹头型丝锥支架进行刚性/同步攻丝循环。在现代CNC加工中心上，可以进行刚性/同步攻丝循环，因为主轴的旋转可以在顺时针和逆时针方向上与攻丝进给轴精确同步。这种能力使生产螺纹时无需在丝锥中进行长度补偿成为可能。由Emuge开发并由许多供应商提供的Softsynchro型刀柄，旨在补偿即使是最好的CNC设备也可能发生的轻微同步误差。 对于没有刚性攻丝循环的CNC机床，请使用具有初始硬启动功能的高质量攻丝架。这种设计采用了张紧机构，该张紧机构使丝锥仅在产生一定的轴向压力后才能切割。本质上，分接头会暂时“停滞”，直到可以克服内置电阻为止。硬启动功能可确保丝锥每次都在相同位置开始切割。如果没有此功能，水龙??头变钝时，水龙头在固定器内的压缩就会增加。丝锥的过度压缩会阻止其将螺纹切削到最大深度。由于钛的韧性使任何切削刀具都更快变钝，因此，如果没有丝锥固定器的硬起动功能，产生不良螺纹的风险就会更大。 同样，请确保对CNC进行编程，以使其以最佳的表面速度攻丝，以进行正确的进给。还建议将具有硬启动功能的刀柄用于在手动机器上攻丝。 坚持你的工作 为了获得最高的准确性和可重复性，请检查您的夹紧应用程序，以确保您的夹具系统可以充分地固定在零件上。该建议对于小批量的车间和大批量的汽车生产厂尤为重要，因为它们比以往任何时候都更有可能遇到涉及钛工件的工作。这些工件中的许多工件将具有薄的壁和复杂的特征，从而有利于振动。在这些应用中，刚性设置有益于包括攻丝在内的所有加工操作。由于这些原因，我们建议您与工作解决方案提供商紧密合作，以便他们了解您的特殊挑战。这样做将有助于避免沟通不畅，并降低总体项目成本。 提前规划水龙头设备 要求 丝锥的寿命取决于许多因素，包括机器的性能，进给控制的精度，丝锥支架的质量，钛合金的特定等级，冷却液或润滑剂的类型等。优化所有这些因素将确保攻丝操作既经济又高效。 攻钛时，一个很好的经验法则是：对于一个孔，其深度是其直径的两倍，每次攻丝可预期有250-500个孔。保留良好的记录以监控水龙头寿命。（当然，无论使用哪种丝锥，用新的丝锥开始新的工作总是很重要的。）丝锥寿命的意外变化可能表示必须调整键变量。敲击操作的问题还可能表明存在对其他操作产生负面影响的状况。 最后的评论 由于钛制工件通常很昂贵，既代表了对原材料的大量投资，又代表了可观的增值加工，因此非常值得进行攻丝加工。
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  • 《俄开发出抗菌纺织品》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心—领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2022-03-24
    • 俄罗斯国立研究型技术大学MISIS研究人员与其他大学的同事们合作开发出一种新技术，使非织造布材料具有抗菌性能。该技术的基础是通过在低压下使用射频气体放电等离子体对材料进行改性。相关研究结果发表在《材料快报》上。 　　这项欲使非织造布材料具有抗菌性能的研究是在新冠大流行开始时启动的。众所周知，新冠重症患者的免疫力低下，导致他们易发生继发性细菌感染。因此，科学家们为自己设定了任务：研制具有抑菌效果的材料，以用于制造一次性医用服装、床单、尿布和其他产品。使用这种材料将有助于遏制病原菌在医院环境中的传播。 　　该研究的作者之一、国立研究型技术大学生物材料科学研究人员伊利亚·拉林称，为了使非织造布材料具有抗菌性能，首先将其置于两个电极之间的封闭系统中，空气被抽空到中度真空，同时将氩气注入系统。当电磁场产生时，它从阴极加速到阳极，并“轰击”产品，从而破坏聚合物的分子键。然后将功能化的表面浸入到装有浓缩银纳米粒子胶体悬浮液的罐子中，用抗菌剂浸渍。之后用甲烷—氩气混合气体处理具有抗菌性能的材料。甲烷是许多聚合物中的单体，被用作非织造布材料表面的构建块，将抗菌剂结合到表面。然后将得到的产品在高压灭菌器中灭菌消毒。
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