Výber guličkových ložísk z nehrdzavejúcej ocele s hlbokou drážkou pre nízkomagnetické lekárske a elektronické aplikácie

V presne riadených sektoroch lekárskeho zobrazovania a citlivej elektroniky je výkon mechanických komponentov často sekundárny vzhľadom na ich elektromagnetickú kompatibilitu. Pre inžinierov navrhujúcich MRI prístroje alebo chirurgické roboty sú štandardné oceľové komponenty často nepoužiteľné kvôli ich feromagnetickej povahe. Guľôčkové ložiská z nehrdzavejúcej ocele sú preferovaným riešením, ale výber špecifických tried nehrdzavejúcej ocele – ako napríklad 316 oproti bežnému 440C – môže určiť, či zariadenie funguje bezpečne alebo zlyhá v dôsledku magnetického rušenia. Spoločnosť Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company , priemyselne a obchodne integrovaný podnik s viac ako 25-ročnou odbornosťou, sa špecializuje na poskytovanie nemagnetické ložiská z nehrdzavejúcej ocele pre MRI a iné špecializované medicínske prostredia. Náš technický tím podporovaný spoločnosťou Jiangsu Dahua Bearing Manufacturing Co., Ltd. zaisťuje, že každé ložisko spĺňa prísne normy priepustnosti požadované pre moderné zdravotnícke technológie.

Výber správnej triedy nehrdzavejúcej ocele: 316 vs. 440C

Magnetické vlastnosti guličkové ložiská z nehrdzavejúcej ocele sú určené ich kryštalickou štruktúrou. Väčšina priemyselných nehrdzavejúcich ložísk sa vyrába z martenzitickej nehrdzavejúcej ocele 440C, ktorá je vysoko magnetická vďaka svojej štvoruholníkovej štruktúre sústredenej na telo. Pre medicínske aplikácie vyžadujúce nízke magnetické rušenie je technickým štandardom 316-stupňová austenitická nehrdzavejúca oceľ. Podľa Pokyny Britskej asociácie nehrdzavejúcej ocele (BSSA) pre magnetické vlastnosti nehrdzavejúcej ocele z roku 2024 austenitické triedy ako 316 vykazujú relatívnu magnetickú permeabilitu () blízkou 1,005 v ich žíhanom stave, čo z nich robí "nemagnetické" pre väčšinu praktických účelov. Je však dôležité poznamenať, že ložiská 316 majú v porovnaní s 440C nižšiu nosnosť, keďže sa tepelným spracovaním nedajú vytvrdiť na rovnakú mieru.

Zdroj: BSSA – Normy pre magnetické vlastnosti a priepustnosť nehrdzavejúcich ocelí 2024

Porovnanie výkonu: 316 vs. 440 °C pre citlivé zariadenia

Zatiaľ čo 440C ponúka vynikajúcu tvrdosť pre cykly s vysokým zaťažením, 316 poskytuje kritickú "paramagnetickú" odozvu potrebnú pre nerezové ložiská pre chirurgické roboty a MRI skenery. Rozhodnutie závisí od rovnováhy medzi magnetickou neutralitou a mechanickým zaťažením.

Zabezpečenie magnetickej priepustnosti prostredníctvom certifikácie materiálu

V prípade vysoko presných zdravotníckych pomôcok musí byť „nízky magnetizmus“ skôr merateľnou a certifikovanou hodnotou než všeobecným tvrdením. Spracovanie za studena pri výrobe guličkové ložiská z nehrdzavejúcej ocele — ako je brúsenie alebo tvarovanie rás — môže spôsobiť čiastočnú premenu austenitu na martenzit, čo zvyšuje magnetizmus. Aby sa tomu zabránilo, špecializované ložiská s nízkou priepustnosťou pre zdravotnícke pomôcky musí prejsť procesom rozpúšťacieho žíhania (zahriatie na ~1050 °C s následným rýchlym kalením), aby sa obnovila nemagnetická austenitická štruktúra. Podľa Aktualizácie ISO 2025 pre lekárske elektrické zariadenia (IEC 60601-2-33) Každý komponent použitý vo vývrte systému magnetickej rezonancie musí byť overený na silu magnetického posunu a krútiaci moment, aby sa zaistila bezpečnosť pacienta.

Zdroj: IEC 60601-2-33:2025 – Osobitné požiadavky na bezpečnosť zariadení MR

Ako overiť nemagnetickú zhodu

Tímy obstarávania by mali vyžadovať špecifickú dokumentáciu na zabezpečenie nemagnetické ložiská z nehrdzavejúcej ocele pre MRI spĺňať požadovaný bezpečnostný prah. Bežný „materiálový certifikát“ je bez testovania priepustnosti často nepostačujúci.

• Testovanie ASTM A342: Vyžiadajte si skúšobnú správu overujúcu relatívnu magnetickú permeabilitu ().
• Certifikát žíhania roztoku: Uistite sa, že ložiskové krúžky boli riadne tepelne spracované po opracovaní, aby sa eliminoval magnetizmus pri práci za studena.
• Certifikát o skúške mlyna 3.1: Uistite sa, že obsah niklu a dusíka je v hornom rozsahu, aby sa stabilizovala austenitová fáza.

Pokročilé riešenia: Hybridné a špecializované ložiská

Keď aplikácia vyžaduje vysokú nosnosť a nulový magnetizmus, hybridné ložiská s keramickými guľôčkami sú krajným riešením. Kombináciou krúžkov z nehrdzavejúcej ocele 316 s guľôčkami z nitridu kremíka () môžu inžinieri dosiahnuť vyššiu rýchlosť a lepšiu odolnosť ako celooceľové ložiská 316. V Shanghai Yinin integrujeme tieto pokročilé materiály na vytvorenie zákazkové nemagnetické ložiská pre elektroniku ktoré eliminujú straty vírivými prúdmi a zabraňujú elektromagnetickému rušeniu (EMI). Tieto špecializované nerezové ložiská pre chirurgické roboty sú nevyhnutné na udržanie submilimetrovej presnosti vyžadovanej pri moderných minimálne invazívnych zákrokoch.

• Keramicko-hybridné možnosti: Používa nevodivé a nemagnetické guľôčky na zníženie trenia a elimináciu magnetického ťahu.
• Špecializované mazanie: Použitie fluórovaných (PFPE) mazív, ktoré sú kompatibilné s vákuovým a sterilizačným prostredím.
• Presné prispôsobenie: Projekty konverzie high-tech SGR nám umožňujú navrhnúť neštandardné geometrie pre jedinečné lekárske kryty.

Často kladené otázky (FAQ)

1. Je nehrdzavejúca oceľ 304 lepšia ako 316 pre nemagnetické ložiská?

Nerezová oceľ č. 316 má vyšší obsah niklu, ktorý lepšie stabilizuje nemagnetickú fázu austenitu. 304 je po opracovaní za studena náchylnejší na magnetickú v porovnaní s 316.

2. Môžem použiť ložiská 440C v blízkosti prístroja MRI?

Vo všeobecnosti nie. 440C je silne feromagnetický a mohol by sa stať projektilom alebo narušiť kvalitu obrazu. Mali by ste uprednostniť nemagnetické ložiská z nehrdzavejúcej ocele pre MRI vyrobené z triedy 316 alebo keramiky.

3. Ako ovplyvňuje opracovanie za studena magnetizmus ložísk z nehrdzavejúcej ocele?

Procesy obrábania, ako je brúsenie, môžu zmeniť vnútornú štruktúru ocele. Toto je dôvod ložiská s nízkou priepustnosťou pre zdravotnícke pomôcky musia byť po výrobe žíhané alebo demagnetizované, aby sa zabezpečilo, že spĺňajú požiadavky na priepustnosť.

4. Aký je limit zaťaženia pre ložiská z nehrdzavejúcej ocele 316?

Pretože 316 nie je možné vytvrdiť na vysokú úroveň HRC, zvyčajne dokáže vydržať iba 10 % až 20 % nosnosti štandardného 440C. guličkové ložiská z nehrdzavejúcej ocele jednotka. Vždy skontrolujte hodnoty dynamického zaťaženia.

5. Poskytujete certifikáciu magnetickej permeability?

áno. Ako integrovaný výrobca môže Shanghai Yinin poskytnúť certifikáty pre testy priepustnosti ASTM A342, aby sme zaistili naše zákazkové nemagnetické ložiská pre elektroniku spĺňajú vaše špecifické technické limity.