DE60314440T2

DE60314440T2 - Knochensägeblatt und verfahren zur herstellung eines knochensägeblatts

Info

Publication number: DE60314440T2
Application number: DE60314440T
Authority: DE
Inventors: Nathan K. San Diego MECKEL
Original assignee: Molecular Metallurgy Inc El Cajon; Molecular Metallurgy Inc
Current assignee: Molecular Metallurgy Inc El Cajon; Molecular Metallurgy Inc
Priority date: 2002-04-22
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2008-02-21
Anticipated expiration: 2023-04-22
Also published as: EP1558419B1; US20030199880A1; WO2003089173A3; AU2003243147A8; EP1558419A2; EP1558419A4; AU2003243147A1; CA2483491A1; WO2003089173A2; US6656186B2; CA2483491C; ATE364353T1; DE60314440D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Knochensägeblätter und Verfahren zur Herstellung von Knochensägeblättern. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Knochensägeblätter mit einem harten verschleißfesten Überzug an der Schneidfläche. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, verwendbar für ein Knochensägeblatt mit einem verformbaren Schneidabschnitt, der mit einem verschleißfesten Überzug beschichtet ist und einer harten verschleißfasten Nabe zum Anbringen des Blatts an einem Antriebswerkzeug.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist oftmals notwendig, einen Teil eines Patientenknochens auf chirurgischem Weg herauszuschneiden. Um dies durchzuführen, ist eine Öffnung oder ein Pfad zu dem Knochen notwendig, um den Knochen freizulegen. Um die Größe dieses Pfads zu minimieren, werden bei dem Herausschneidvorgang für gewöhnlich speziell ge stattete Knochensägeblätter verwendet. Genauer gesagt, ein typisches Knochensägeblatt hat eine dünne, flache, langgestreckte Form mit einer Schneidkante an einem Ende. Die dünne flache Ausgestaltung minimiert die Größe des notwendigen Pfads und erlaubt, dass das Blatt während des Schnitts gegen eine Schnittführung gehalten werden kann, um einen genauen geraden Schnitt sicher zu stellen. Die Schneidkante ist für gewöhnlich entlang einer Richtung ausgerichtet, die senkrecht zur Blattlänge ist und enthält eine Mehrzahl von Zähnen. Wenn somit das Blatt in den Pfad eingeführt wird, kann die Schneidkante gegen die Fläche des Knochens gedrückt werden, wo der Schnitt notwendig ist.
Am anderen Ende des Knochensägeblattes enthält das Blatt einen Nabenabschnitt zur Anbringung an einem handbetätigten Antriebswerkzeug. Das Antriebswerkzeug bringt auf das Blatt eine Hin- und Herbewegung auf, was veranlasst, dass die Zähne des Blatts sich entlang einer Schnittlinie, die co-linear mit der Schneidkante ist, vor und zurück bewegen.
Während dieses Vorgangs ist das Blatt verschiedenen Kräften unterworfen. Die Zähne und Abschnitte des Blatts nahe der Zähne unterliegen oftmals stoßartigen Kräften, wenn die oszillierenden Zähne auf den harten Knochen auftreffen. Wenn die Zähne zu hart und bruchempfindlich sind, können die Stoßkräfte Risse in den Zähnen (oder Abschnitten des Blatts nahe den Zähnen) verursachen, die sich ausbreiten und zu Mikrorissen im Blatt führen. Im schlimmsten Fall kann einer oder können mehrere Zähne oder sehr kleine Bruchstücke von dem Blatt abbrechen und in dem Patienten verbleiben, was zu „Metalosis" führen kann.
Zusätzlich zu den stoßartigen Kräften unterliegen die Flächen der Zähne auch abnutzungsartigen Kräften, welche Materialabtrag und Abnutzen der Zähne verursachen können. Diese Vorgänge neigen dazu, ein unerwünschtes Abstumpfen der Zähne und der Schneidkante zu verursachen. Andererseits ist im Gegensatz zu den Kräften, die auf die Zähne an dem Schneidabschnitt einwirken, der dünne Schaft des Blatts (d. h. der Abschnitt des Blatts zwischen dem Schneidabschnitt und dem Nabenabschnitt) üblicherweise Dreh- und Biegekräften während eines Schnitts ausgesetzt, die dazu neigen, die Form des Blatts zu ändern. Um diese Formänderungen zu minimieren, ist der Schaft bevorzugt aus einem relativ starken und festen Material gemacht. Am Nabenabschnitt des Blatts werden Schwingungskräfte von dem Antriebswerkzeug auf das Blatt übertragen. Es versteht sich, dass die Oberfläche des Nabenabschnitts abnutzungsartigen Kräften unterworfen ist, die Materialabtrag und Abnutzung verursachen können. Unglücklicherweise neigen diese Vorgänge dazu, einen losen, nicht mehr passgenauen Sitz zwischen Blatt und Antriebswerkzeug zu verursachen, was zu einem ungenauen Schnitt führt. Zusätzlich ist der Nabenabschnitt ähnlich wie der Schaft oftmals Dreh- und Biegekräften während eines Schnitts ausgesetzt, welche die Form des Blatts verändern können. Somit ist der Nabenabschnitt des Blatts bevorzugt aus einem harten festen Material gemacht, um Oberflächenabnutzung zu verhindern und Verformungen zu minimieren.
Es ist eine wichtige Tatsache, das Festigkeit, Härte und Verformbarkeit vieler technischer Werkstoffe unter Verwendung von Hitzebehandlung, Tempern und Kaltbearbeitungsvorgängen selektiv geändert werden können. Tempern ist eine thermische Behandlung, die oftmals verwendet wird, um die Verformbarkeit und Zähigkeit (auf Kosten der Härte) von Stahl (einschließlich rostfreien Stählen) zu erhöhen. Metallurgisches Tempern umfasst das Aussetzen eines Materials einer erhöhten Temperatur, um Dislokationen, Fehlstellen und andere metastabile Zustände in dem Material zu verringern. Andererseits erhöht eine Kaltbearbeitung von Stahl durch Vorgängen wie Kaltziehen oder Rollen die Dislokationsdichte im Material und erhöht somit die Festigkeit und Härte (auf Kosten der Verformbarkeit) des Materials. Somit ist ein großer Bereich mechanischer Eigenschaften für ein gegebenes Material durch die selektive Verwendung von Kaltbearbeitungs- und Tempervorgängen erhaltbar.
Bislang ist eine typische Vorgehensweise bei der Herstellung eines Knochensägeblattes das Stanzen des Blatts aus einer kalt gewalzten Schicht aus rostfreiem Stahl mit einer Härte über 42 auf der Rockwelt-C-Skala (R_c 42). Danach werden, während das Blatt noch hart ist, die Zähne herausgearbeitet. Unglücklicherweise mangelt es in diesem kalt gewalzten Zustand den Zähnen an Verformbarkeit und Zähigkeit. Um im nachfolgenden Gebrauch Mikrorisse in oder nahe den Zähnen zu verhindern, wird das gesamte Blatt typischerweise getempert, was zu einem Blatt mit einer wesentlichen gleichförmigen Härte zwischen beispielsweise annähernd R_c 49 bis R_c 51 führt. Obgleich diese Temperbehandlung den Zähnen eine gewisse Verformbarkeit verleiht, werden die Oberflächen der Zähne des Nabenabschnitts auch weicher, was zu erhöhter Abnutzung führt. Ein anderer Nachteil, der auftritt, wenn das gesamte Blatt getempert wird, ist, dass die Festigkeit des Blattschafts wesentlich verringert wird, was die Neigung des Blatts erhöht, sich im Gebrauch zu verformen.
Angesichts des obigen ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Knochensägeblatt bereit zu stellen, das zusammen mit einem Schneidabschnitt einen starken Nabenabschnitt hat, wobei eine Beschichtung aus hartem verschleißfesten Material vorhanden ist. Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren zur Herstellung eines Knochensägeblatts aus rostfreiem Stahl mit einem Schneidabschnitt mit einer Härte von zwischen annähernd R_c 42 und R_c 58 und ei nem Schaft- und Nabenabschnitt mit einer Härte zwischen annähernd R_c 49 und R_c 63 bereit zu stellen. Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Knochensägeblatts aus rostfreiem Stahl mit einem bruchbeständigen und verformungsbeständigen Schneidabschnitt zusammen mit einem starken verschleißfesten Schaft- und Nabenabschnitt zu schaffen. Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Knochensägeblatt aus rostfreiem Stahl zu schaffen, das sicher im Gebrauch ist, sich nicht ohne weiteres abstumpft und vergleichsweise kosteneffizient ist.
ZUSAMMENFASSUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Knochensägeblatt und ein Verfahren zur Herstellung eines Knochensägeblatts gerichtet. Allgemein gesagt, das Knochensägeblatt enthält einen Blattkörper, der teilweise mit einem harten verschleißfesten Überzug beschichtet ist. Was die Form betrifft, so ist der Blattkörper mit einer ersten im Wesentlichen flachen Oberfläche und einer gegenüberliegenden zweiten im Wesentlichen flachen Oberfläche versehen. Zwischen den flachen Oberflächen kann der Blattkörper als relativ dünn im Querschnitt charakterisiert werden. Folglich kann eine Blattdicke t als die Dicke zwischen den flachen Oberflächen definiert werden. Zusätzlich ist der dünne Blattkörper langgestreckt und definiert in Richtung der Längserstreckung eine Längsachse. Für die vorliegende Erfindung lässt sich der Blattkörper weiterhin dadurch charakterisieren, dass er drei unterscheidbare Abschnitte hat. Insbesondere enthält der Blattkörper an einem Ende des Blattkörpers einen Schneidabschnitt, am gegenüberliegenden Ende des Blattkörpers einen Nabenabschnitt und zwischen dem Schneidabschnitt und dem Nabenabschnitt einen Schaft.
Innerhalb des Nabenabschnitts ist der Blattkörper bevorzugt mit einer oder mehreren Vertiefungen, Löchern oder Schlitzen für einen Eingriff mit einem handbetätigten Antriebswerkzeug versehen. Am anderen Ende des Blattkörpers enthält der Schneidabschnitt eine Mehrzahl von Zähnen, die eine Schneidkante definieren. Bevorzugt erstreckt sich die Schneidkante in eine Richtung, die senkrecht zur Längsachse ist und liegt innerhalb der Ebene des dünnen Knochensägeblatts. Der Schneidabschnitt enthält weiterhin annähernd 3 bis 7 mm des Blatts, welche zwi schen den Zähnen und dem Blattkörper liegen. Wie nachfolgend noch beschrieben wird, ist auf die Oberfläche des Schneidabschnitts ein harter verschleißfester Überzug aufgebracht.
Für die vorliegende Erfindung ist der Blattkörper bevorzugt aus einem rostfreien Stahlmaterial hergestellt, kann jedoch auch unter Verwendung von Titan- und Zirkonlegierungen hergestellt sein. Wesentlich ist, dass das Herstellungsverfahren, das zur Bereitstellung des Blatts verwendet wird, so gesteuert wird, das bestimmte mechanischen Eigenschaften innerhalb der unterschiedlichen Blattkörperabschnitte erzeugt werden. Genauer gesagt, das Blatt wird hergestellt mit einem Schneidabschnitt, der relativ verformbar mit einer Rockwelt-Härte zwischen annähernd R_c 42 und R_c 58 ist. Diese Verformbarkeit erlaubt, dass der Schneidabschnitt einschließlich der Zähne stoßartige Kräfte ohne Brüche aufnehmen kann. Dem gegenüber werden der Schaft- und Nabenabschnitt so hergestellt, dass sie relativ stark und hart mit einer Rockwell-Härte zwischen annähernd R_c 49 und R_c 63 sind. Der starke Schaft verhindert eine unerwünschte Verformung des Blatts während des Schnitts und der harte Nabenabschnitt unterbindet Abnutzung und verhindert, dass die Befestigung zwischen Blatt und Antriebswerkzeug lose und nicht mehr passgenau wird.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird der Blattkörper zunächst mit einer im Wesentlichen gleichförmigen und durchgängigen Rockwell-Härte zwischen annähernd R_c 42 und R_c 63 gebildet. Nachfolgend wird die Oberfläche des Schneidabschnitts mit einem harten verschleißfesten Überzug beschichtet. Bevorzugt ist der Überzug ein Metallnitridüberzug, der auf dem Schneidabschnitt unter Verwendung eines kathodischen Lichtbogenprozesses abgeschieden wird. Während des Abscheidungsprozesses erzeugt das Auftreffen von Ionen auf der Oberfläche des Schneidabschnitts Hitze, welche den Schneidabschnitt tempert. Wie für die vorliegende Erfindung angestrebt, verringert dieses Tempern die Härte des Schneidabschnitts von einer Härte im Bereich zwischen R_c 49 und R_c 63 auf eine Härte in einem Bereich zwischen annähernd R_c 42 und R_c 58, was von den verwendeten Materialien abhängig ist.
Es ist wichtig, dass bei den Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ein wesentliches Tempern von Schaft- und Nabenabschnitt während des Beschichtungsvorgangs verhindert wird. Insbesondere wird während des Beschichtungsvorgangs eine Mehrzahl von Blattkörpern in einer Befestigung aufeinander gestapelt. Blattrohlinge werden zwischen benachbarten Blattkörpern innerhalb des Stapels angeordnet. Jeder Rohling hat im Wesentlichen die gleiche Form wie die Blattkörper, wobei jeder Rohling etwas größer als die Blattkörper ist. Diese Rohlinge unterscheiden sich auch von den Blättern dahingehend, dass die Rohlinge keinen Schneidabschnitt enthalten. Somit sind die Rohlinge etwas kürzer als die Blätter. Durch Kooperation in diesem Aufbau werden der Schaft- und Nabenabschnitt eines jeden Blatts zwischen einem Paar von Rohlingen in dem Stapel eingeschlossen. Andererseits liegt der Schneidabschnitt eines jeden Blattkörpers frei und ein Spalt (mit einer Dicke gleich der Dicke d eines jeden Rohlings) ist zwischen benachbarten Schneidabschnitten gebildet.
Während der Beschichtung der Schneidabschnitte sind die Blattkörper und die Rohlinge miteinander kombiniert, um eine große Masse zu bilden, welche die Hitze absorbiert, die auf Grund des Ionenauftreffens auf die Schneidabschnitte erzeugt wird. Durch die Gestaltung ist die Masse (aus Blättern und Rohlingen) groß genug, um zu verhindern, dass die Hitze die Masse über die Temperatur bringt, die zum Tempern des Materials des Blattkörpers notwendig ist. Der freiliegende Schneidabschnitt wird jedoch durch die Hitze in einen verformbaren Zustand getempert. Die vorab gebildete Festigkeit von Schaft- und Nabenabschnitten wird jedoch während des Beschichtungsvorgangs beibehalten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die neuen Merkmale dieser Erfindung, sowie die Erfindung selbst sowohl hinsichtlich Aufbau als auch Arbeitsweise lässt sich am Besten aus der beigefügten Zeichnung verstehen, die in Zusammenschau mit der beigefügten Zeichnung zu sehen ist, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile betreffen und in der:
1 eine perspektivische Ansicht eines Knochensägeblatts gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2A eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Teils des Schneidabschnitts des Blatts entlang Linie 2-2 in 1 ist, wobei ein Überzug in Form einer einzelnen Schicht gezeigt ist;
2B eine vergrößerte Schnittdarstellung wie in 2A ist, wobei eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt ist, wo ein Überzug mit zwei Schichten verwendet wird;
2C eine vergrößerte Schnittdarstellung wie 2A ist, wo eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt ist, bei der ein Überzug mit vier Schichten verwendet wird;
2D eine nicht maßstabsgerechte vergrößerte Schnittdarstellung entlang Linie 2-2 in 1 ist, wo ein Zahn gezeigt ist, der beschichtet worden ist, wonach dann ein Teil des Überzugs entfernt wurde, um einen Zahn bereit zu stellen, der selbstschärfend ist;
3 eine perspektivische Ansicht einer Befestigung ist, welche das Blatt von 1 zwischen zwei Blattrohlingen eingeschlossen hält;
4 eine Draufsicht auf das Blatt von 1, positioniert auf einem Blattrohling ist;
5 einen Seitenansicht eines Stapels aus Blättern und Rohlingen, positioniert in einer Beschichtungsbefestigung, ist;
6 eine schematische Draufsicht und ein Steuerdiagramm einer Abscheidungsvorrichtung zur Verwendung bei der Erfindung ist;
7 eine schematische perspektivische Ansicht eines Details der Abscheidungsvorrichtung von 6 ist; und
8 eine schematische Schnittdarstellung einer bevorzugten kathodischen Lichtbogenquelle entlang Linie 8-8 in 7 ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Bezugnehmend auf 1, so ist dort ist ein Knochensägeblatt gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt und insgesamt mit 10 bezeichnet. Wie in 1 gezeigt, hat das Blatt 10 einen Blattkörper 11, der im Wesentlichen flach und bevorzugt relativ dünn im Querschnitt ist. Zusätzlich ist der dünne Blattkörper 11 langgestreckt und definiert in Richtung der Längserstreckung eine Längsachse 12. Für die vorliegende Erfindung gemäß 1 lässt sich der Blattkörper 11 dadurch charakterisieren, dass er drei unterscheidbare Abschnitte hat, nämlich einen Schneidabschnitt 14, einen Nabenabschnitt 16 und einen Schaft 18, der zwischen dem Schneidabschnitt 14 und dem Nabenabschnitt 16 liegt. Wie nachfolgend genauer beschrieben (und in 2A gezeigt) wird, ist ein Überzug 19 auf dem Schneidabschnitt 14 des Blattkörpers 11 abgeschieden.
Weiterhin bezugnehmend auf 1, kann gesehen werden, dass der Nabenabschnitt 16 mit Vertiefungen 21a, 21b für einen Eingriff mit einem handbetätigten Antriebswerkzeug (nicht gezeigt) versehen ist. Der Fachmann auf dem vorliegenden Gebiet erkennt, dass andere Arten von Nabenausgestaltungen, welche verschiedene Schlitze, Löcher oder Vertiefungen enthalten, bei dem Blatt 10 der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Es versteht sich weiterhin, dass das Antriebswerkzeug im Betrieb das Blatt 10 hin- und herzubewegen vermag und dass ein passgenauer Sitz zwischen dem Nabenabschnitt 16 und dem Antriebswerkzeug notwendig ist, um einen genauen Schnitt erreichen zu können.
Weiterhin bezugnehmend auf 1, so kann man sehen, dass der Schneidabschnitt 14 des Blatts 10 eine Mehrzahl von auf einer Linie liegenden oder zueinander versetzten Zähnen 20 enthält, die eine Schneidkante 22 definieren. Wie gezeigt erstreckt sich die Schneidkante 22 bevorzugt in eine Richtung, die senkrecht zur Längsachse 12 ist und innerhalb der Ebene des dünnen Knochensägeblatts 10 liegt. Zusätzlich zu den Zähnen 20 enthält der Schneidabschnitt 14 weiterhin einen Ab schnitt des Blatts 10, der zwischen den Zähnen 20 und dem Schaft 18 liegt. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der Schneidabschnitt 14 die Zähne 20 und einen Abschnitt des Blattkörpers 11, der sich entlang der Achse 12 um annähernd 3 bis 7 mm nach innen in Richtung des Schafts 18 erstreckt.
Gemeinsam bezugnehmend auf die 1 und 2A erkennt man, dass ein Überzug 19 auf der Oberfläche 26 des Schneidabschnitts 14 abgeschieden ist (d.h. ein Überzug 19 ist auf der Oberfläche der Zähne 20 abgeschieden und auf dem oben beschriebenen Abschnitt des Blattkörpers 11, der zwischen den Zähnen 20 und dem Schaft 18 liegt). Wie nachfolgend noch genauer erläutert, ist der Überzug 19 bevorzugt unter Verwendung einer kathodischen Lichtbogenquelle abgeschieden, er kann aber auch unter Verwendung einer thermischen Verdampfung oder durch Magnatron-Sputtern abgeschieden sein. Wie gezeigt enthält der Überzug 19 eine Schicht 28, die bevorzugt aus einem Metallnitridmaterial ist. Beispiele von Metallnitriden, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen Nitride von Vanadium, Chrom, Zirkon, Titan, Niob, Molybdän, Hafnium, Tantal und Wolfram. In bevorzugteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden Metallnitride von Chrom, Zirkon, Titan oder Hafnium verwendet. Kohlenstoff kann hinzugefügt werden, um Kohlenstoffnitride der gleichen Metalle zu bilden.
Wie in 2B gezeigt, kann in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein mehrschichtiger Überzug 19' auf der Oberfläche 26 des Schneidabschnitts 14 abgeschieden werden. Wie weiterhin gezeigt, kann der mehrschichtige Überzug 19' eine Metallschicht 30 und eine Schicht 28 enthalten, die bevorzugt ein Metallnitridmaterial wie oben beschrieben ist. Beispiele von Metallen, die in der Metallschicht 30 der für die vorliegende Erfindung verwendet werden können, enthalten Vanadium, Chrom, Zirkon, Titan, Niob, Molybdän, Hafnium, Tantal und Wolfram. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Metallschicht 30 verwendet, um eine Anhaftung zwischen der Metallnitridschicht 28 und der Oberfläche 26 des Schneidabschnitts 14 zu fördern.
Bezugnehmend auf 2C, so ist dort eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, wo der Überzug 19'' einander abwechselnde Schichten aus Metall 30a, b (wie oben beschrieben) und Metallnitrid 28a, b (wie oben beschrieben) auf der Oberfläche 26 des Schneidabschnitts 14 enthält. Obgleich in der 2C vier Schichten gezeigt sind, versteht sich, dass ein Überzug 19'' mit jeder Anzahl von Metallschichten 30a, b und jeder Anzahl von Schichten aus Metallnitrid 28a, b gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Falls gewünscht kann der Überzug 19 von einer Oberfläche 31 entfernt werden, wie in 2D gezeigt. Funktionell schafft das Entfernen des Überzugs 19 von einer Oberfläche 31 eines jeden Zahns 20 eine Klinge 10, die selbstschärfend ist. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Entfernung des Überzugs durch einen Schleifvorgang.
Zurückkehrend zu 1, kann erkannt worden, dass der Blattkörper 11, der den Schneidabschnitt 14, den Schaft 18 und Nabenabschnitt 16 enthält, bevorzugt einstückig ausgebildet ist. Für die vorliegende Erfindung ist der Blattkörper 11 bevorzugt aus einem Stahlmaterial. In bevorzugteren Ausführungsformen ist der Blattkörper 11 aus rostfreiem Stahl wie 716, 440, 420, 410, 301, 302, 316 oder anderen, wobei rostfreie Nicht-Stahlmaterialien wie Titan- und Zirkonlegierungen enthalten seien. Dies sind bevorzugte Materialien auf Grund ihrer Korrosionsfestigkeit und Biokompatibilität. Es ist wichtig, dass das Herstellungsverfahren, das zur Herstellung des Blatts 10 verwendet wird, so ausgelegt ist, dass bestimmte mechanische Eigenschaften innerhalb der unterschiedlichen Abschnitte des Blattkörpers 11 (d. h. des Schneidabschnitts 14, des Schafts 18 und des Nabenabschnitts 16) erzeugt werden. Genauer gesagt, das Blatt 10 wird hergestellt mit einem Schneidabschnitt 14, der relativ verformbar mit einer Rockwelt-Härte zwischen annähernd R_c 42 und R_c 58 ist. Andererseits werden der Schaft 18 und der Nabenabschnitt 16 relativ fest und hart mit einer Rockwelt-Härte zwischen annähernd R_c 42 und R_c 63 hergestellt.
Gemäß den Verfahren der vorliegenden Erfindung wird der Körper 11 des Blatts 10 zunächst mit einer im Wesentlichen gleichförmigen durchgängigen Rockwell-Härte zwischen annähernd R_c 49 und R_c 63 gestellt. Beispielsweise wird der Körper 11 aus einer Schicht eines Materials mit gleichförmiger Härte gestanzt oder der Blattkörper 11 kann unter Verwendung von Techniken, die im relevanten Stand der Technik bekannt sind, geschmiedet werden. Sobald die allgemeine Form des Körpers 11 erreicht worden ist, können Einzelheiten wie die Zähne 20 herausgearbeitet werden.
Mit dem Körper 11 mit gleichförmiger Härte zwischen annähernd R_c 49 und R_c 63 ist der nächste Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, den Schneidabschnitt 14 mit einem harten verschleißfesten Überzug 19 zu beschichten (s. 2A). Wie nachfolgend beschrieben wird, wird bevorzugt ein kathodischer Lichtbogenprozess verwendet, um den Überzug 19 abzuscheiden. Bei diesem Vorgang wird auf Grund eines Ionenauftreffens Hitze erzeugt, welche den Schneidabschnitt 14 tempert. Es ist wichtig, dass gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ein herkömmliches Tempern des Schafts 18 und des Nabenabschnittes 16 während des Beschichtungsprozesses verhindert wird. Genauer gesagt, eine Befestigung wird verwendet, um die Temperatur des Schafts 18 und des Nabenabschnitts 16 während des Beschichtens des Schneidabschnittes 14 zu steuern, um ein wesentliches Tempern des Schafts 18 und Nabenabschnitts 16 zu verhindern.
Bezugnehmend auf 3, so ist dort eine Befestigung 32 zur Verwendung während des Beschichtungsschritts der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie gezeigt hat die Befestigung 32 eine Basis 34 und Stäbe 36a, b, die sich von der Basis 34 aus erstrecken. Wie weiterhin gezeigt ist eine Mehrzahl von Blattrohlingen 38a, b auf den Stäben 36a, b angeordnet. Bezugnehmend auf 4, so kann gesehen werden, dass jeder Rohling 38 im Wesentlichen die gleiche Form wie der Blattkörper hat, mit der Ausnahme, dass der Rohling 38 etwas breiter als der Blattkörper 11 ist und der Rohling 38 keinen Schneidabschnitt 14 enthält. Somit ist jeder Rohling 38 etwas kürzer als der Blattkörper 11. Bezugnehmend auf die 3 und 4 kann gesehen werden, dass der Schaft 18 und der Nabenabschnitt 16 eines jeden Blattkörpers 11 zwischen einem Paar von Rohlingen 38a, b eingeschlossen ist. Wenn der Schaft 18 und der Nabenabschnitt 16 zwischen den Rohlingen 38a, b eingeschlossen ist, bleibt der Schneidabschnitt 14 eines jeden Blattkörpers 11 freiliegend, um den Überzug 19 aufzunehmen (s. 2A).
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß 5 wird ein Stapel 40 mit einer Mehrzahl von Blattkörpern, wie den Blattkörpern 11a bis c und einer Mehrzahl von Rohlingen, wie 38c bis f auf der Befestigung 32 für den Beschichtungsschritt angeordnet. Für die vorliegende Erfindung kann zwischen einem und Hundert oder mehr Blattkörpern 11 in jedem Stapel 40 angeordnet werden. Wie in 5 gezeigt hat jeder Blattkörper 11 eine Dicke t und jeder Rohling 38 hat eine Dicke d. Somit sind benachbarte Blattkörper 11 innerhalb des Stapels 40 um einen Spalt voneinander getrennt, der eine Dicke gleich der Dicke d eines jeden Rohlings 38 hat.
Funktionell sind die Blattkörper 11 und Rohlinge 38 im Stapel 40 kombiniert, um eine relativ große Masse zu bilden. Auf Grund dieser relativ großen Masse ist die auf Grund von Ionenauftreffen während des Beschichtens der Schneidabschnitte 14 erzeugte Hitze unzureichend, den Schaft 18 und den Nabenabschnitt 16 eines jeden Blattkörpers 11 über die Tempertemperatur des Blattmaterials (z. B. rostfreien Stahls) zu erhitzen. Somit wird nur der freiliegende Schneidabschnitt 14 während des Beschichtens in einen verformbaren Zustand getempert. Das beschichtete Blatt 10, das sich ergibt, hat einen Schneidabschnitt 14, der relativ formbar mit einer Rockwell-Härte zwischen annähernd R_c 42 und R_c 58 ist und einem Schaft 18 und Nabenabschnitt 16, die relativ fest und hart mit einer Rockwelt-Härte zwischen annähernd R_c 49 und R_c 63 sind.
Verschiedene Faktoren werden bei der Auswahl der Dicke d der Blattrohlinge 38 berücksichtigt. Eine erste Berücksichtigung ist, wie oben ausgeführt, die Masse, die notwendig ist, um ein Tempern des Schafts 18 und des Nabenabschnitts 16 eines jeden Blattkörpers 11 zu verhindern. Werden andere Faktoren konstant gehalten, erkennt man, dass eine Erhöhung der Dicke d der Rohlinge 38 effektiv die Masse des Stapels 40 erhöht. Eine andere Berücksichtigung ist der Betrag des Ionenauftreffens, der im Schneidabschnitt 14 erfolgt. Für progressiv dickere Blattkörper 11 sind zunehmende Pegel an Ionenauftreffung notwendig, um den dickeren Schneidabschnitt 14 zu tempern. Diese erhöhten Pegel an Ionenauftreffung lassen sich erhalten, in dem der Abstand zwischen benachbarten Schneidabschnitten 14 im Stapel 40 erhöht wird, was erreicht werden kann, wenn dickere Blattrohlinge 38 verwendet werden. Somit fördert die Dicke t des Blattkörpers 11 die Dicke d der Blattrohlinge 38, die notwendig ist, um sowohl sicher zu stellen, dass der Schneidabschnitt 14 passend getempert wird, als auch zu verhindern, dass der Schaft 18 und der Nabenabschnitt 16 eines jeden Blattkörpers 11 getempert werden.
Die 6 und 7 zeigen eine bevorzugte Abscheidungsvorrichtung 50 zum Beschichten der Blattkörper 11, obgleich andere betreibbare Abscheidungsvorrichtungen verwendet werden können.
Die Abscheidungsvorrichtung 50 enthält eine Kammer 52 mit einem Körper 54 und einer Tür 56, die für einen Zugang in das Innere der Kammer 52 geöffnet werden kann und die hermetisch den Körper 54 verschließt, wenn die Kammer 52 in Betrieb ist. Das Innere der Kammer 52 ist durch eine Vakuumpumpe 58 über ein Rückschlagventil 60 gesteuert evakuierbar. Die Vakuumpumpe 58 enthält eine mechanische Pumpe und eine Diffusionspumpe, die auf übliche Weise zusammenwirken. Das Innere der Kammer 52 kann steuerbar mit einem bestimmten Gas von einer Gasquelle 62 über ein Füllventil 64 auf Partialdruck zurückbefüllt werden. Die Gasquelle 62 enthält typischerweise verschiedene separat betätigbare Gasquellen. Die Gasquelle 62 enthält für gewöhnlich eine Quelle 62a eines in Inertgases wie Argon, eine Quelle 62b von Stickstoffgas und eine Quelle 62c eines kohlenstoffhaltigen Gases wie Acetylen, wobei jedes Gas selektiv und unabhängig über ein entsprechendes Wahlventil 65a, 65b oder 65c zuführbar ist. Andere Gasarten können bei Wunsch ebenfalls bereit gestellt werden.
Der Druck innerhalb der Kammer 52 wird durch ein Unterdruckmeter 66 überwacht, dessen Ausgangssignal einer Drucksteuerung 68 zugeführt wird. Die Drucksteuerung 68 steuert die Einstellungen des Rückschlagventils 60 und des Füllventils 64 (und optional der Wahlventile 65), was einen Ausgleich aus Abpumpen und Rückfüllgasfluss hervorruft, womit ein gewünschter Druck in der Kammer 52 und somit Druckwert am Unterdruckmeter 66 erzeugt. Somit ist die gasförmige Rückflussatmosphäre innerhalb der Kammer 52 bevorzugt eine strömende oder dynamische Atmosphäre.
Wenigstens zwei und bevorzugt (wie gezeigt) vier lineare Abscheidungsquellen 70 sind im Inneren der Kammer 52 in einer umfangsseitig beabstandeten Weise angeordnet. In 6 sind die vier Abscheidungsquellen als voneinander getrennte Quellen 70a, 70b, 70c und 70d bezeichnet und sie werden individuell in der nachfolgenden Beschreibung angesprochen. Die vier Abscheidungsquellen 70 sind im Wesentlichen rechteckförmige Körper deren größte rechteckförmige Abmessung parallel/langgestreckt zu einer Quellenachse 72 ist. Diese Art von Abscheidungsquelle unterscheidet sich von entweder einer ortsfesten Punktquelle oder einer Punktquelle die sich entlang der Länge des Substrats während der Abscheidungsvorgänge bewegt.
Ein Substratträger 74 ist in der Kammer 52 angeordnet. Der Substratträger 74 erzeugt eine zusammengesetzte Drehbewegung eines hierauf angeordneten Substrats. Ein bevorzugter Substratträger 74 enthält einen Drehträger 76, der um eine Drehachse 78 unter Antrieb eines Antriebsmotors 80 unterhalb des Drehträgers 76 dreht. Auf dem Drehträger 76 befindet sich wenigstens eine und bevorzugt (wie gezeigt) sechs Planetenträger 82. Die Planententräger 82 werden um eine Drehachse 84 durch einen Planetenantriebsmotor 86 unterhalb der Planetenträger 82 angetrieben. Die Drehzahlen des Drehantriebsmotors 80 und Planetenantriebsmotor 86 werden durch eine Drehsteuerung 88 gesteuert. Die Drehsteuerung 88 dreht den Drehträger 76 bevorzugt mit ungefähr einer Umdrehung pro Minute (rpm).
Weiterhin bezugnehmend auf die 6 und 7 sind zur Abscheidungsbearbeitung einer oder mehrere Stapel, beispielsweise Stapel 40a, b mit den Blattkörpern 11 und den Rohlingen 38 (s. 5) an Befestigungen 32a, b angeordnet, wie oben beschrieben und die Befestigungen 32a, b sind wie gezeigt auf dem Planetenträger 82 angeordnet. Für übliche Vorgänge sind typischerweise zwei Stapel 40 mit Blattkörpern 11 auf jedem Planetenträger 82 in beschriebener Weise angeordnet und wie für einen der Planetenträger 82 in 7 gezeigt.
Die Temperatur in der Kammer 52 während der Abscheidung wird unter Verwendung einer Heizung 92 gesteuert, die sich parallel zu den Abscheidungsquellen 70 an einer Seite im Inneren der Kammer 52 erstreckt. Die Heizung 92 ist bevorzugt ein Strahlungsheizer, der mit elektrischen Widerstandselementen arbeitet. Die Temperatur der Heizungsanordnung wird durch einen Temperatursensor 94, beispielsweise einen Infrarotsensor überwacht, der in das Innere der Kammer 52 blickt. Die vom Sensor 94 gemessene Temperatur wird einem Temperatursteuerschaltkreis 96 geliefert, der den Leistungsausgang an den Heizer 92 liefert. Derart rückkoppelnd arbeitend erlaubt die Temperatursteuer 96, dass die Temperatur in der Heizanordnung eingestellt wird. Bei einer bevorzugten Bearbeitung wird die Heizanordnung auf eine Temperatur von ungefähr 205°C bis ungefähr 900°C (ungefähr 400°F bis ungefähr 1650°F) erhitzt.
8 zeigt eine kathodische Lichtbogenquelle 100, die in der bevorzugten Form der Abscheidungsquelle 70 verwendet wird. Die kathodische Lichtbogenquelle 100 enthält einen kanalförmigen Körper 102 und ein Abscheidungstarget 104. Das Abscheidungstarget 104 ist in Form einer Platte, die unter Verwendung eines O-Rings 106 hermetisch an den Körper 102 angedichtet ist und einen wasserdichten und gasdichten hohlen Innenraum 108 bildet. Der Innenraum 108 wird mit Kühlwasser, das von einem Wassereinlass 110 ein- und über einen Wasserauslass 112 abfließt, gekühlt. Zwei spiralförmige Permanentmagneten 114 (nur Abschnitte der Spirale sind in 8 zu sehen) verlaufen parallel zur Quellenachse 72. Oberhalb des Abscheidungstargets 104 außerhalb des Körpers 102 ist eine Gegenelektrode 118. Eine Spannung V_ARC wird zwischen der Gegenelektrode 118 und dem Abscheidungstarget 104 durch eine Lichtbogenenergieversorgung 120 angelegt. V_ARC liegt bevorzugt zwischen ungefähr 10 und ungefähr 50 V.
Das metallische Material, das anfänglich das Abscheidungstarget 104 bildet, wird auf dem Schneidabschnitt 14 des Blattkörpers 11 zusammen mit Gasatomen (falls gewünscht) abgeschieden, die gasförmige Stoffe aus der Atmosphäre der Kammer 52 erzeugen. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Abscheidungstarget 104 aus Zirkon (Zr) oder Titan (Ti). Andere metallische Arten, die als Abscheidungstargetmaterial funktionieren, enthalten Metalle in den Gruppen IV-VI des Periodensystems, einschließlich, jedoch nicht ausschließlich Vanadium, Chrom, Niob, Molybdän, Hafnium, Tantal und Wolfram. Andere Metalle wie Aluminium können verwendet werden. Das Abscheidungstarget 104 kann auch aus Legierungen oder zwischenmetallischen Verbindungen sein wie beispielsweise Ti-6Al-4V, Ti₃Al, TiAl oder AlTi.
Um die Abscheidung durchzuführen, wird ein Lichtbogen zwischen der Gegenelektrode 118 und dem Abscheidungstarget 104 geschlagen, der das Abscheidungstarget 104 örtlich erhitzt und veranlasst, dass Zirkon- oder Titanatome und/oder Ionen von dem Abscheidungstarget 104 ausgestoßen werden. (Das Abscheidungstarget 104 wird daher mit fortlaufender Abscheidung allmählich verdünnt.) Der Auftreffpunkt des Lichtbogens auf dem Abscheidungstarget 104 bewegt sich auf einem Kurs entlang der Länge des Abscheidungstargets 104. Eine negative Vorspannung V_BIAS wird zwischen das Abscheidungstarget 104 und dem Blattkörper 11 durch eine Vorspannungsquelle 122 angelegt, so dass jegliche positiv geladene Ionen in Richtung des Substrats beschleunigt werden.
V_BIAS liegt bevorzugt zwischen ungefähr –30 und ungefähr –600 V. Der für V_BIAS gewählte Wert bestimmt die Energie des Ionenauftreffens an der Oberfläche der Substrate, ein Phänomen, das Ionenhämmern bezeichnet wird. In einem typischen Fall wird V_BIAS anfänglich auf eine relativ große negative Spannung gesetzt, um gute Anhaftung der ersten Metallschicht am Substrat zu erreichen. V_BIAS wird nachfolgend verringert (weniger negativ gemacht), wenn darüberliegende harte Schichten abgeschieden werden, um eine gleichförmige feine Mikrostruktur in den Schichten zu erreichen. Die Werte von V_BIAS werden wünschenswerterweise so niedrig wie möglich bei Erhalt einer anhaftenden Beschichtung 19 gehalten. V_BIAS ist positiver als –600 V und besonders bevorzugt positiver als –400 V. Wenn V_BIAS zu negativ ist, kann an bestimmten Bereichen des Schneidabschnitts 14 des Blattkörpers 11 ein Coronaeffekt und ein Rück-Sputtern auftreten. Obwohl somit höhere Spannungen V_BIAS unter manchen Umständen verwendet werden können, ist es für gewöhnlich bevorzugt, dass V_BIAS positiver als –600 V ist. Die kathodische Lichtbogenquelle 100 ist bevorzugt, jedoch andere Quellentypen wie Sputter-Quellen können auch verwendet werden.
Die zusammenwirkende Wahl aus Material des Abscheidungstargets 104 und Gasen, die in die Abscheidungskammer 52 von der Gasquelle 62 eingebracht wer den, erlaubt, dass eine Vielzahl von Beschichtungen 19 auf dem Schneidabschnitt 14 des Blattkörpers 11 innerhalb der voranstehend erläuternden Beschränkungen abgeschieden werden kann. In allen Fällen beträgt die Gesamtdicke der Beschichtung 19 bevorzugt zwischen ungefähr 1 bis ungefähr 10 Mikrometer. Wenn die Beschichtungsdicke weniger als ungefähr ein Mikrometer ist, sind die physikalischen Eigenschaften der Beschichtung 19 unzureichend, um die gewünschten Ergebnisse zu erzeugen. Wenn die Beschichtungsdicke "mehr als ungefähr 10 Mikrometer beträgt, hat die Beschichtung 19 eine hohe interne Spannung, die dazu führt, dass die Beschichtung 19 zur Rissbildung und zum Abschälen von dem Substrat während der Abscheidung oder während des Betriebs neigt.
Diese allgemeinen Prinzipien werden bei der Herstellung bei der Beschichtungen 19, welche interessieren, angewendet, wie voranstehend unter Bezugnahme auf die 2A bis C beschrieben. Die Beschichtung 19 von 2A enthält eine Schicht 28 aus Metallnitrid, die abgeschieden wird durch Rückfüllen der Abscheidungskammer 52 mit einem kleinen Partialdruck von ungefähr 5 Mikron von strömendem Stickstoff (mit einer Flussrate von ungefähr 150 bis 500 in einer Vorrichtung der Erfinder) und dann durch Abscheiden eines Metalls wie Titan oder Zirkon von dem Abscheidungstarget 104 mit V_BIAS von ungefähr –50 V. Das Metall kombiniert mit dem Stickstoff, um die Metallnitridbeschichtung 19 in der Schicht 28 zu erzeugen.
Die Beschichtung 19' von 2B enthält eine Metallschicht 30, beispielsweise metallisches Zirkon oder metallisches Titan, welche die Oberfläche 26 des Schneidabschnitts 14 kontaktiert. Die Metallschicht 30 unterstützt die Anhaftung der darüber liegenden Schicht oder darüberliegenden Schichten an der Oberfläche des Substrats. Die Metallschicht 30 ist bevorzugt ziemlich dünn und liegt in der Größenordnung von ungefähr 100 Angström bis 1000 Angström Dicke. Die Metallschicht 30 wird abgeschieden durch Rückfüllen der Abscheidungskammer 52 mit einem kleinen Partialdruck von ungefähr 5 Mikron eines Inertgases, beispielsweise strömenden Argon (mit einer Flussrate von ungefähr 200 bis 450 Standartkubikzentimeter pro Minute (sccm) in der von den Erfindern verwendeten Vorrichtung) und dann durch Abscheidung eines Metalls wie Zirkon oder Titan von dem Abscheidungstarget 104 mit V_BIAS von ungefähr –400 V. Da das Argon nicht chemisch mit dem Metall reagiert, wird eine Metallschicht 30 abgeschieden. Wie in 2B gezeigt, überdeckt eine Schicht 28, die Metallnitrid ist, die Metallschicht 30. Die Schicht 38 wird abgeschieden durch Rückfüllen der Abscheidungskammer 52 mit einem geringen Partialdruck von ungefähr 500 Mikron strömenden Stickstoffs (mit einer Flussrate von ungefähr 150 bis 500 in der Vorrichtung der Erfinder) und dann durch Abscheiden von Metall wie Zirkon oder Titan von dem Abscheidungstarget 104 mit V_BIAS von ungefähr –50 V. Das Metall kombiniert mit dem Stickstoff, um die Metallnitridbeschichtung 19 in der Schicht 28 zu bilden. Die Schicht 28 hat bevorzugt eine Dicke derart, dass die Gesamtdicke des Überzugs 19 zwischen ungefähr 1 bis ungefähr 10 Mikrometer beträgt.
Dieses Muster kann fortgeführt werden, wobei eine dritte Schicht, die Metall aufweist, abgeschieden wird und dann eine vierte Schicht, die Metallnitrid aufweist, abgeschieden wird, wie in 2C gezeigt. Die oberste Schicht ist in allen Fällen ein Metallnitrid. In diesem Fall werden die Dicken der einzelnen Schichten so gewählt, dass die Gesamtdicke des Überzugs 19 zwischen ungefähr 1 bis ungefähr 10 Mikrometer liegt. Verschiedene andere Zusammensetzungen können genauso gut eine oder mehrere dieser Schichten ersetzen.
Wenn eine einzelne Metallart in dem Überzug 19 abgeschieden werden soll, wie in den Ausführungsformen der 2A bis 2C, verwenden alle Abscheidungsquellen 70A, 70B, 70C und 70D Abscheidungstargets 104 aus diesen Arten. Wenn zwei Metallarten wie Titan oder Aluminium abzuscheiden sind, verwenden einige der Abscheidungsquellen 70 Titan und/oder Aluminiumabscheidungstargets 104 und einige der Abscheidungsquellen 70 können Legierungsabscheidungstargets 104 wie TiAl-Abscheidungstargets verwenden. Beispielsweise könnten die Abscheidungsquellen 70A und 70C mit Titanabscheidungstargets 104 gemacht sein und die Abscheidungsquellen 706 und 70D können mit Titan-Aluminium-Abscheidungstargets 104 gemacht sein. Alle Abscheidungsquellen 70 würden während der Abscheidung der Titanschicht (mit Erdgas in der Kammer 52) betrieben werden und nur die Abscheidungsquellen 70 TiAl-Targets würden verwendet werden, um eine (TiAl) N-Schicht (mit Stickstoffgas in der Kammer 52) abzuscheiden.
Obgleich das bestimmte Knochensägeblatt, wie es hier gezeigt und im Detail beschrieben worden ist, vollständig in der Lage ist, die Aufgaben zu lösen und die voranstehend genannten Vorteile zu schaffen, versteht sich, dass es rein illustrativ für die momentan bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist und das keine Einschränkungen hinsichtlich der Details in Aufbau oder in Gestaltung beabsichtigt sind, wie hier gezeigt oder in den beigefügten Ansprüchen beschrieben.

Claims

Ein Knochensägeblatt zur Verwendung mit einem Antriebswerkzeug, aufweisend: einen langgestreckten Schaft (18) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei der Schaft (18) eine erste Härte hat; eine Nabe (16), die sich vom ersten Ende des Schafts (18) für einen Eingriff mit in dem Antriebswerkzeug aus erstreckt, wobei die Nabe (16) im wesentlichen die gleiche erste Härte hat; einen Schneidabschnitt (14), der mit einer Schneidkante (22) ausgebildet ist und sich vom zweiten Ende des Schafts (18) aus erstreckt, wobei der Schneidabschnitt (14) eine zweite Härte hat; und einen Überzug (19) auf dem Schneidabschnitt (14), wobei der Überzug (19) eine dritte Härte hat und wobei die dritte Härte größer als die erste Härte und die erste Härte größer als die zweite Härte ist.
Ein Knochensägeblatt nach Anspruch 1, wobei der Überzug (19) eine Schicht aus einem Metallnitrid aufweist.
Ein Knochensägeblatt nach Anspruch 2, wobei das Metallnitrid ein Nitrid eines Metalls, ausgewählt aus der Gruppe von Metallen bestehend aus Titan, Zirkon, Hafnium und Chrom ist.
Ein Knochensägeblatt nach Anspruch 1, wobei der Überzug (19) wenigstens eine Schicht aus Metall und wenigstens eine Schicht aus einem Metallnitrid aufweist.
Ein Knochensägeblatt nach Anspruch 1, wobei der Überzug (19) wenigstens eine Schicht aus metallischem Titan und wenigstens eine Schicht aus Titannitrid aufweist.
Ein Knochensägeblatt nach Anspruch 1, wobei der Schaft, die Nabe (16) und das Schneidelement aus Stahl sind und die erste Härte zwischen annähernd R_c 49 und annähernd R_c 63 liegt und die zweite Härte zwischen annähernd R_c 42 und annähernd R_c 58 liegt.
Ein Knochensägeblatt nach Anspruch 1, wobei der Stahl ein rostfreier Stahl ist.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Knochensägeblatts (10), wobei das Verfahren die Schritte aufweist von: Bereitstellen eines Klingenkörpers (11) aus rostfreiem Stahl, wobei der Klingenkörper (11) im wesentlichen gleichförmige Härte hat, wobei die Härte zwischen annähernd R_c 49 und annähernd R_c 63 liegt, wobei der Klingenkörper (11) mit einer Nabe (16) und einem Schneidabschnitt (14) mit einer Oberfläche ausgebildet ist; und Auftreffenlassen von Ionen auf die Oberfläche des Schneidabschnitts (14), um den Schneidabschnitt (14) zu tempern und einen Überzug (19) auf der Oberfläche abzuscheiden, wobei die Nabe (16) während des Schritts des Auftreffenlassens bei einer Härte zwischen annähernd R_c 49 und annähernd R_c 63 aufrechterhalten wird.
Ein Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schneidabschnitt (14) mit einer Mehrzahl von Zähnen ausgebildet ist und wobei das Verfahren weiterhin den Schritten des Entfernens des Überzugs (19) von einem Abschnitt zumindest eines der Zähne aufweist, um ein Knochensägeblatt (10) zu bilden, das selbstschärfend ist.
Ein Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Entfernens des Überzugs (19) von einem Abschnitt wenigstens eines der Zähne durch Schleifen durchgeführt wird.
Ein Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Aufrechterhaltens bewerkstelligt wird durch Anordnen der Nabe (16) zwischen einem Paar von Rohlingen.
Ein Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Auftreffenlassens den Schneidabschnitt (14) auf eine Härte zwischen annähernd R_c 42 und annähernd R_c 58 tempert.
Ein Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Überzug (19) eine Schicht aus Metallnitrid aufweist.
Ein Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Metallnitrid ein Nitrid eines Metalls, ausgewählt aus der Gruppe von Metallen bestehend aus Titan, Zirkon, Hafnium und Chrom ist.
Ein Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Überzug (19) wenigstens eine Schicht aus einem Metall und wenigstens eine Schicht eines Metallnitrids aufweist.
Ein Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Überzug (19) wenigstens eine Schicht aus metallischem Titan und wenigstens eine Schicht aus Titannitrid aufweist.
Ein Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Überzug eine chemische Kombination eines ersten Metalls, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Vanadium, Chrom, Zirkon, Titan, Niob, Molybdän, Hafnium, Tantal und Wolfram und Kombinationen hiervon und eines nichtmetallischen Wirkstoffs mit dem ersten Metall aufweist, um ein Überzugsmaterial zu bilden, wobei das Nichtmetall ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Stickstoff und Kohlenstoff und Kombinationen hiervon, wobei der Schritt des Auftreffenlassens die Schritte aufweist von: Bereitstellen einer Abscheidungsvorrichtung, die aufweist: wenigstens zwei lineare Abscheidungsquellen, wobei jede der Abscheidungsquellen parallel zu einer Quellenachse liegt und jede der Abscheidungsquellen eine Quelle des ersten Metalls ist; eine Quelle des Nichtmetalls; und eine Befestigung, welche eine Drehbewegung um die Quellenachse durchzuführen vermag; Anordnen der Klinge in der Befestigung und Drehen des Substratträgers um die Quellenachse; und Betreiben der Abscheidungsquellen, um das entsprechende Überzugsmaterial auf der Oberfläche des Schneidabschnitts (14) abzuscheiden, wobei die Schritte des Drehens und Betreibens gleichzeitig erfolgen.
Ein Verfahren nach Anspruch 8, wobei jede der Abscheidungsquellen eine kathodische Lichtbogenquelle ist.
Ein Knochensägeblatt nach Anspruch 1, wobei der erste Abschnitt aus Stahl ist und eine Härte zwischen annähernd R_c c 49 und annähernd R_c c 63 hat; wobei ein zweiter Abschnitt mit einer Oberfläche ausgebildet ist und wenigstens eine angeschärfte Kante zum Schneiden hat, wobei der zweite Abschnitt aus einem Stahl gemacht ist und eine Härte zwischen annähernd R_c 42 und annähernd R_c 58 hat; und ein Überzug (19) den zweiten Abschnitt abdeckt, wobei der Überzug (19) wenigstens eine Schicht aus einem Metallnitridmaterial aufweist.
Ein Knochensägeblatt nach Anspruch 19, wobei das Metallnitrid ein Nitrid eines Metalls ist, ausgewählt aus der Gruppe von Metallen bestehend aus Titan, Zirkon, Hafnium und Chrom.