Выбор радиальных шарикоподшипников из нержавеющей стали для маломагнитных медицинских и электронных применений

В прецизионных секторах медицинской визуализации и чувствительной электроники производительность механических компонентов часто вторична по сравнению с их электромагнитной совместимостью. Для инженеров, проектирующих аппараты МРТ или хирургических роботов, стандартные стальные компоненты часто непригодны для использования из-за их ферромагнитной природы. Радиальные шарикоподшипники из нержавеющей стали являются предпочтительным решением, но выбор конкретных марок нержавеющей стали — например, 316 вместо обычной 440C — может определять, будет ли устройство работать безопасно или выйдет из строя из-за магнитных помех. Шанхайская подшипниковая и трансмиссионная компания Yinin , промышленно-торговое интегрированное предприятие с более чем 25-летним опытом работы, специализируется на предоставлении немагнитные подшипники из нержавеющей стали для МРТ и других специализированных медицинских средах. Наша техническая команда при поддержке Jiangsu Dahua Bearing Manufacturing Co., Ltd. гарантирует, что каждый подшипник соответствует строгим стандартам проницаемости, необходимым для современных медицинских технологий.

Выбор подходящей марки нержавеющей стали: 316 против 440C

Магнитные свойства радиальные шарикоподшипники из нержавеющей стали определяются их кристаллической структурой. Большинство подшипников из нержавеющей стали промышленного класса изготавливаются из мартенситной нержавеющей стали 440C, которая обладает сильными магнитными свойствами благодаря своей центрированной тетрагональной структуре. Для медицинских применений, требующих низкого уровня магнитных помех, инженерным стандартом является аустенитная нержавеющая сталь марки 316. Согласно Рекомендации Британской ассоциации производителей нержавеющей стали (BSSA) по магнитным свойствам нержавеющей стали, 2024 г. , аустенитные марки, такие как 316, демонстрируют относительную магнитную проницаемость () близкую к 1,005 в отожженном состоянии, что делает их «немагнитными» для большинства практических целей. Однако важно отметить, что подшипники 316 имеют меньшую грузоподъемность по сравнению с подшипниками 440C, поскольку их невозможно закалить до такой же степени путем термической обработки.

Источник: BSSA – Стандарты магнитных свойств и проницаемости нержавеющих сталей 2024 г.

Сравнение производительности: 316 и 440C для чувствительного оборудования

В то время как 440C обеспечивает превосходную твердость для циклов высоких нагрузок, 316 обеспечивает критический «парамагнитный» отклик, необходимый для подшипники из нержавеющей стали для хирургических роботов и МРТ-сканеры. Решение зависит от баланса между магнитной нейтральностью и механической нагрузкой.

Обеспечение магнитной проницаемости посредством сертификации материалов

Для высокоточных медицинских устройств «низкий магнетизм» должен быть измеримым и сертифицированным значением, а не общим утверждением. Холодная обработка при производстве радиальные шарикоподшипники из нержавеющей стали — например, шлифование или образование расколов — может вызвать частичное превращение аустенита в мартенсит, что увеличивает магнетизм. Чтобы этого не произошло, специальные подшипники с низкой проницаемостью для медицинских приборов должен пройти процесс отжига на раствор (нагрев до ~1050°С с последующей быстрой закалкой) для восстановления немагнитной аустенитной структуры. Согласно Обновления ISO 2025 для медицинского электрооборудования (IEC 60601-2-33) Любой компонент, используемый в отверстии магнитно-резонансной системы, должен быть проверен на силу магнитного смещения и крутящий момент, чтобы обеспечить безопасность пациента.

Источник: МЭК 60601-2-33:2025 – Особые требования к безопасности МР-оборудования.

Как проверить немагнитное соответствие

Команды по закупкам должны требовать специальную документацию для обеспечения немагнитные подшипники из нержавеющей стали для МРТ соответствовать требуемому порогу безопасности. Стандартного «сертификата материала» часто недостаточно без испытаний на проницаемость.

• ASTM A342 Тестирование: Требуйте протокол испытаний, подтверждающий относительную магнитную проницаемость ().
• Сертификат отжига на раствор: Убедитесь, что кольца подшипников прошли надлежащую термообработку после механической обработки для устранения магнетизма холодной обработки.
• 3.1 Сертификат испытаний мельницы: Убедитесь, что содержание никеля и азота находится на верхнем уровне, чтобы стабилизировать аустенитную фазу.

Передовые решения: гибридные и специализированные подшипники

Когда приложение требует как высокой нагрузочной способности, так и нулевого магнетизма, гибридные подшипники с керамическими шариками являются окончательным решением. Комбинируя кольца из нержавеющей стали 316 с шариками из нитрида кремния (), инженеры могут добиться более высоких скоростей и большей долговечности, чем подшипники, полностью изготовленные из стали 316. В Shanghai Yinin мы интегрируем эти передовые материалы для создания специальные немагнитные подшипники для электроники которые устраняют потери на вихревые токи и предотвращают электромагнитные помехи (EMI). Эти специализированные подшипники из нержавеющей стали для хирургических роботов необходимы для поддержания субмиллиметровой точности, необходимой в современных минимально инвазивных процедурах.

• Керамо-гибридные варианты: Используются непроводящие и немагнитные шарики для уменьшения трения и устранения магнитного притяжения.
• Специализированная смазка: Использование фторированных (PFPE) смазок, совместимых с вакуумом и стерилизацией.
• Точная настройка: Высокотехнологичные проекты конверсии SGR позволяют нам создавать уникальные медицинские корпуса нестандартной геометрии.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Является ли нержавеющая сталь 304 лучше, чем нержавеющая сталь 316, для немагнитных подшипников?

Нержавеющая сталь № 316 имеет более высокое содержание никеля, что лучше стабилизирует немагнитную фазу аустенита. 304 более склонен к намагничению после холодной обработки по сравнению с 316.

2. Могу ли я использовать подшипники 440C рядом с аппаратом МРТ?

В общем, нет. 440C сильно ферромагнитен и может стать снарядом или ухудшить качество изображения. Вам следует расставить приоритеты немагнитные подшипники из нержавеющей стали для МРТ изготовлен из марки 316 или керамики.

3. Как холодная обработка влияет на магнетизм подшипников из нержавеющей стали?

Процессы механической обработки, такие как шлифование, могут изменить внутреннюю структуру стали. Вот почему подшипники с низкой проницаемостью для медицинских приборов должны быть отожжены или размагничены после производства, чтобы обеспечить соответствие требованиям по проницаемости.

4. Какова предельная нагрузка для подшипников из нержавеющей стали 316?

Поскольку сталь 316 невозможно закалить до высокого уровня HRC, она обычно выдерживает только 10–20 % грузоподъемности стандартной стали 440C. радиальные шарикоподшипники из нержавеющей стали единица. Всегда проверяйте номинальную динамическую нагрузку.

5. Предоставляете ли вы сертификацию магнитной проницаемости?

Да. Как интегрированный производитель, Shanghai Yinin может предоставить сертификаты испытаний на проницаемость ASTM A342, чтобы гарантировать специальные немагнитные подшипники для электроники соответствовать вашим конкретным техническим порогам.