Вибір радіальних кулькових підшипників із нержавіючої сталі для медичного та електронного застосування з низьким магнітним полем

У секторах медичної візуалізації та чутливої електроніки, що керуються високою точністю, продуктивність механічних компонентів часто є другорядною щодо їх електромагнітної сумісності. Для інженерів, які розробляють апарати МРТ або хірургічних роботів, стандартні сталеві компоненти часто непридатні для використання через їхню феромагнітну природу. Шарикопідшипники з нержавіючої сталі є кращим рішенням, але вибір певних сортів нержавіючої сталі, таких як 316 проти загальноприйнятої 440C, може вказати, чи пристрій працює безпечно чи вийде з ладу через магнітні перешкоди. Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company , промислово-торгівельне інтегроване підприємство з понад 25-річним досвідом, яке спеціалізується на наданні немагнітні підшипники з нержавіючої сталі для МРТ та інші спеціалізовані медичні середовища. Наша технічна команда за підтримки Jiangsu Dahua Bearing Manufacturing Co., Ltd. гарантує, що кожен підшипник відповідає суворим стандартам проникності, необхідним для сучасних технологій охорони здоров’я.

Вибір правильної марки нержавіючої сталі: 316 проти 440C

Магнітні властивості радіальні шарикопідшипники з нержавіючої сталі визначаються їх кристалічною структурою. Більшість підшипників промислового класу з нержавіючої сталі виготовляються з мартенситної нержавіючої сталі 440C, яка є високомагнітною завдяки своїй тетрагональній структурі, зосередженій на тілі. Для медичних застосувань, які вимагають низьких магнітних перешкод, аустенітна нержавіюча сталь 316 є технічним стандартом. Відповідно до Рекомендації щодо магнітних властивостей нержавіючої сталі 2024 Британської асоціації нержавіючої сталі (BSSA) , аустенітні сорти, такі як 316, демонструють відносну магнітну проникність (), близьку до 1,005 у відпаленому стані, що робить їх «немагнітними» для більшості практичних цілей. Однак важливо відзначити, що підшипники 316 мають нижчу навантажувальну здатність порівняно з 440C, оскільки вони не можуть бути зміцнені до такого ж ступеня за допомогою термічної обробки.

Джерело: BSSA - Стандарти магнітних властивостей і проникності нержавіючої сталі 2024

Порівняння продуктивності: 316 проти 440C для чутливого обладнання

Хоча 440C забезпечує чудову твердість для циклів високого навантаження, 316 забезпечує критичну «парамагнітну» реакцію, необхідну для підшипники з нержавіючої сталі для хірургічних роботів та МРТ сканери. Рішення залежить від балансу між магнітною нейтральністю та механічним навантаженням.

Забезпечення магнітної проникності через сертифікацію матеріалів

Для високоточних медичних пристроїв «низький магнетизм» має бути вимірюваною та сертифікованою величиною, а не загальною заявою. Холодна обробка при виготовленні радіальні шарикопідшипники з нержавіючої сталі —наприклад, шліфування або формування перегонів — може призвести до часткового перетворення аустеніту в мартенсит, що посилює магнетизм. Щоб запобігти цьому, спец підшипники низької проникності для медичних приладів повинен пройти процес відпалу в розчині (нагрівання до ~1050 °C з подальшим швидким гартуванням), щоб відновити немагнітну аустенітну структуру. Відповідно до Оновлення стандарту ISO 2025 для медичного електричного обладнання (IEC 60601-2-33) , будь-який компонент, який використовується в отворі магнітно-резонансної системи, повинен бути перевірений на силу магнітного зміщення та крутний момент для забезпечення безпеки пацієнта.

Джерело: IEC 60601-2-33:2025 - Особливі вимоги до безпеки МР-обладнання

Як перевірити немагнітну відповідність

Команди із закупівель повинні вимагати спеціальну документацію для забезпечення немагнітні підшипники з нержавіючої сталі для МРТ відповідати необхідному порогу безпеки. Стандартний «сертифікат матеріалу» часто недостатній без тестування на проникність.

• Тестування ASTM A342: Вимагайте звіт про перевірку відносної магнітної проникності ().
• Сертифікат відпалу розчину: Переконайтеся, що кільця підшипників пройшли належну термічну обробку після механічної обробки для усунення магнетизму холодної обробки.
• 3.1 Сертифікат випробування млина: Переконайтеся, що вміст нікелю та азоту знаходиться у верхньому діапазоні, щоб стабілізувати фазу аустеніту.

Передові рішення: гібридні та спеціальні підшипники

Коли застосування вимагає високої навантажувальної здатності та нульового магнетизму, гібридні підшипники з керамічними кульками є остаточним рішенням. Поєднуючи кільця з нержавіючої сталі 316 і кульки з нітриду кремнію (), інженери можуть досягти вищих швидкостей і кращої довговічності, ніж підшипники зі сталі 316. У Shanghai Yinin ми використовуємо ці передові матеріали для створення індивідуальні немагнітні підшипники для електроніки які усувають втрати на вихрові струми та запобігають електромагнітним перешкодам (EMI). Ці спеціалізовані підшипники з нержавіючої сталі для хірургічних роботів необхідні для підтримки субміліметрової точності, необхідної для сучасних мінімально інвазивних процедур.

• Керамічні гібридні варіанти: Використовує непровідні та немагнітні кульки для зменшення тертя та усунення магнітного тяжіння.
• Спеціалізоване мастило: Використання фторованих (PFPE) мастил, які сумісні з вакуумом і стерилізаційними середовищами.
• Точне налаштування: Високотехнологічні проекти конверсії SGR дозволяють нам розробляти нестандартні геометрії для унікальних медичних корпусів.

Часті запитання (FAQ)

1. Чи краща нержавіюча сталь 304, ніж 316, для немагнітних підшипників?

Нержавіюча сталь № 316 має більш високий вміст нікелю, який краще стабілізує немагнітну фазу аустеніту. 304 більш схильний до намагнічення після холодної обробки порівняно з 316.

2. Чи можу я використовувати підшипники 440C біля апарату МРТ?

Загалом ні. 440C є сильним феромагнетиком і може стати снарядом або вплинути на якість зображення. Ви повинні розставити пріоритети немагнітні підшипники з нержавіючої сталі для МРТ виготовлені з марки 316 або кераміки.

3. Як холодна обробка впливає на магнетизм підшипників з нержавіючої сталі?

Процеси обробки, такі як шліфування, можуть змінити внутрішню структуру сталі. Ось чому підшипники низької проникності для медичних приладів необхідно відпалити або розмагнітити після виробництва, щоб переконатися, що вони відповідають вимогам проникності.

4. Яке обмеження навантаження для підшипників з нержавіючої сталі 316?

Оскільки 316 не можна загартувати до високих рівнів HRC, він зазвичай може підтримувати лише 10%-20% навантажувальної здатності стандартного 440C радіальні шарикопідшипники з нержавіючої сталі одиниця. Завжди перевіряйте значення динамічного навантаження.

5. Чи надаєте ви сертифікат на магнітну проникність?

так Як інтегрований виробник, Shanghai Yinin може надати сертифікати для випробувань на проникність ASTM A342, щоб забезпечити наші індивідуальні немагнітні підшипники для електроніки відповідати вашим конкретним технічним вимогам.