Odabir kugličnih ležajeva s dubokim utorima od nehrđajućeg čelika za niske magnetske medicinske i elektroničke primjene

U sektorima koji se bave preciznošću medicinskog snimanja i osjetljive elektronike, performanse mehaničkih komponenti često su sekundarne u odnosu na njihovu elektromagnetsku kompatibilnost. Za inženjere koji dizajniraju MRI strojeve ili kirurške robote, standardne čelične komponente često su neupotrebljive zbog svoje feromagnetske prirode. Kuglični ležajevi od nehrđajućeg čelika s dubokim utorima su poželjno rješenje, ali izbor specifičnih klasa nehrđajućeg čelika - kao što je 316 naspram uobičajenog 440C - može diktirati hoće li uređaj raditi sigurno ili će pokvariti zbog magnetske interferencije. Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company , poduzeće integrirano u industriju i trgovinu s preko 25 godina stručnosti, specijalizirano za pružanje nemagnetski ležajevi od nehrđajućeg čelika za MRI i druga specijalizirana medicinska okruženja. Naš tehnički tim, uz podršku Jiangsu Dahua Bearing Manufacturing Co., Ltd., osigurava da svaki ležaj zadovoljava rigorozne standarde propusnosti potrebne za modernu tehnologiju zdravstvene zaštite.

Odabir pravog razreda nehrđajućeg čelika: 316 u odnosu na 440C

Magnetska svojstva kuglični ležajevi od nehrđajućeg čelika s dubokim utorima određeni su njihovom kristalnom strukturom. Većina industrijskih nehrđajućih ležajeva proizvedena je od 440C martenzitnog nehrđajućeg čelika, koji je vrlo magnetičan zbog svoje tetragonalne strukture usredotočene na tijelo. Za medicinske primjene koje zahtijevaju nisku magnetsku interferenciju, austenitni nehrđajući čelik stupnja 316 inženjerski je standard. Prema Smjernice Britanskog udruženja za nehrđajući čelik (BSSA) o magnetskim svojstvima nehrđajućeg čelika za 2024. , austenitni stupnjevi poput 316 pokazuju relativnu magnetsku propusnost () blizu 1,005 u njihovom žarenom stanju, što ih čini "nemagnetskim" za većinu praktičnih svrha. Međutim, važno je napomenuti da 316 ležajevi imaju manju nosivost u usporedbi s 440C, jer se ne mogu očvrsnuti do istog stupnja toplinskom obradom.

Izvor: BSSA - Standardi magnetskih svojstava i propusnosti nehrđajućeg čelika 2024

Usporedba performansi: 316 naspram 440C za osjetljivu opremu

Dok 440C nudi vrhunsku tvrdoću za cikluse visokog opterećenja, 316 pruža kritičan "paramagnetski" odgovor potreban za ležajevi od nehrđajućeg čelika za kirurške robote i MRI skeneri. Odluka ovisi o ravnoteži između magnetske neutralnosti i mehaničkog opterećenja.

Osiguravanje magnetske propusnosti kroz certificiranje materijala

Za medicinske uređaje visoke preciznosti, "niski magnetizam" mora biti mjerljiva i certificirana vrijednost, a ne opća tvrdnja. Hladna obrada tijekom proizvodnje kuglični ležajevi od nehrđajućeg čelika s dubokim utorima —kao što je brušenje ili formiranje žica—može uzrokovati djelomičnu transformaciju austenita u martenzit, što povećava magnetizam. Kako bi se to spriječilo, specijalizirani ležajevi niske propusnosti za medicinske uređaje mora proći postupak žarenja u otopini (zagrijavanje na ~1050°C nakon čega slijedi brzo kaljenje) kako bi se obnovila nemagnetska austenitna struktura. Prema Ažuriranja ISO 2025 za medicinsku električnu opremu (IEC 60601-2-33) , svaka komponenta koja se koristi unutar provrta sustava magnetske rezonancije mora biti provjerena na silu magnetskog pomaka i moment kako bi se osigurala sigurnost pacijenta.

Izvor: IEC 60601-2-33:2025 - Posebni zahtjevi za sigurnost MR opreme

Kako provjeriti nemagnetsku usklađenost

Timovi za nabavu trebali bi zahtijevati posebnu dokumentaciju kako bi osigurali nemagnetski ležajevi od nehrđajućeg čelika za MRI zadovoljiti traženi sigurnosni prag. Standardni "certifikat materijala" često je nedovoljan bez ispitivanja propusnosti.

• ASTM A342 testiranje: Zatražite izvješće o ispitivanju kojim se potvrđuje relativna magnetska permeabilnost ().
• Potvrda o žarenju otopine: Potvrdite da su prstenovi ležaja pravilno toplinski obrađeni nakon strojne obrade kako bi se eliminirao magnetizam hladnog rada.
• 3.1 Potvrda o ispitivanju mlina: Osigurajte da su sadržaj nikla i dušika u gornjem rasponu kako bi se stabilizirala austenitna faza.

Napredna rješenja: hibridni i specijalizirani ležajevi

Kada aplikacija zahtijeva visoku nosivost i nulti magnetizam, hibridni ležajevi s keramičkim kuglicama su krajnje rješenje. Kombiniranjem prstenova od nehrđajućeg čelika 316 s kuglicama od silicij nitrida (), inženjeri mogu postići veće brzine i veću izdržljivost od ležajeva izrađenih od potpunog čelika 316. U Shanghai Yininu integriramo ove napredne materijale za stvaranje prilagođeni nemagnetski ležajevi za elektroniku koji eliminiraju gubitke vrtložnih struja i sprječavaju elektromagnetske smetnje (EMI). Ove specijalizirane ležajevi od nehrđajućeg čelika za kirurške robote ključni su za održavanje submilimetarske preciznosti potrebne u modernim minimalno invazivnim postupcima.

• Keramičko-hibridne opcije: Koristi nevodljive i nemagnetske kuglice za smanjenje trenja i uklanjanje magnetske sile.
• Specijalizirano podmazivanje: Korištenje fluoriranih (PFPE) masti koje su kompatibilne s vakuumskim i sterilizacijskim okruženjima.
• Precizna prilagodba: SGR visokotehnološki projekti pretvorbe omogućuju nam dizajn nestandardnih geometrija za jedinstvena medicinska kućišta.

Često postavljana pitanja (FAQ)

1. Je li nehrđajući čelik 304 bolji od 316 za nemagnetske ležajeve?

Nehrđajući čelik br. 316 ima veći sadržaj nikla koji bolje stabilizira nemagnetsku austenitnu fazu. 304 je skloniji postati magnetičan nakon hladne obrade u usporedbi s 316.

2. Mogu li koristiti ležajeve 440C u blizini MRI uređaja?

Općenito, ne. 440C je jak feromagnetik i mogao bi postati projektil ili ometati kvalitetu slike. Trebali biste odrediti prioritete nemagnetski ležajevi od nehrđajućeg čelika za MRI izrađen od 316 stupnja ili keramike.

3. Kako hladna obrada utječe na magnetizam ležajeva od nehrđajućeg čelika?

Postupci strojne obrade poput brušenja mogu promijeniti unutarnju strukturu čelika. Evo zašto ležajevi niske propusnosti za medicinske uređaje moraju se žariti ili demagnetizirati nakon proizvodnje kako bi se osiguralo da zadovoljavaju zahtjeve propusnosti.

4. Koje je ograničenje opterećenja za ležajeve od nehrđajućeg čelika 316?

Budući da se 316 ne može očvrsnuti na visoke HRC razine, obično može podnijeti samo 10% do 20% nosivosti standardnog 440C kuglični ležajevi od nehrđajućeg čelika s dubokim utorima jedinica. Uvijek provjerite dinamičko opterećenje.

5. Dajete li certifikat za magnetsku propusnost?

Da. Kao integrirani proizvođač, Shanghai Yinin može osigurati certifikate za ASTM A342 testove propusnosti kako bi osigurao naše prilagođeni nemagnetski ležajevi za elektroniku zadovoljiti vaše specifične tehničke pragove.