Lựa chọn Vòng bi rãnh sâu bằng thép không gỉ cho các ứng dụng y tế và điện tử có từ tính thấp

Trong các lĩnh vực được điều khiển chính xác về hình ảnh y tế và thiết bị điện tử nhạy cảm, hiệu suất của các bộ phận cơ khí thường chỉ đứng thứ yếu sau khả năng tương thích điện từ của chúng. Đối với các kỹ sư thiết kế máy MRI hoặc robot phẫu thuật, các bộ phận thép tiêu chuẩn thường không thể sử dụng được do tính chất sắt từ của chúng. Vòng bi cầu rãnh sâu bằng thép không gỉ là giải pháp được ưu tiên, nhưng việc lựa chọn các loại thép không gỉ cụ thể—chẳng hạn như 316 so với 440C thông thường—có thể quyết định liệu một thiết bị có hoạt động an toàn hay không do nhiễu từ. Công ty truyền tải và vòng bi Yinin Thượng Hải , một doanh nghiệp tổng hợp công thương với hơn 25 năm kinh nghiệm, chuyên cung cấp vòng bi thép không gỉ không từ tính cho MRI và các môi trường y tế chuyên ngành khác. Đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi, được hỗ trợ bởi Công ty TNHH Sản xuất Vòng bi Giang Tô Dahua, đảm bảo rằng mọi vòng bi đều đáp ứng các tiêu chuẩn về độ thấm nghiêm ngặt cần thiết cho công nghệ chăm sóc sức khỏe hiện đại.

Chọn đúng loại thép không gỉ: 316 so với 440C

Tính chất từ của vòng bi cầu rãnh sâu bằng thép không gỉ được xác định bởi cấu trúc tinh thể của chúng. Hầu hết các vòng bi không gỉ cấp công nghiệp được sản xuất từ ​​​​thép không gỉ martensitic 440C, có từ tính cao do cấu trúc tứ giác tập trung vào cơ thể. Đối với các ứng dụng y tế yêu cầu nhiễu từ tính thấp, thép không gỉ austenit cấp 316 là tiêu chuẩn kỹ thuật. Theo Hướng dẫn về đặc tính từ tính của thép không gỉ năm 2024 của Hiệp hội thép không gỉ Anh (BSSA) , các loại austenit như 316 thể hiện độ thấm từ tương đối () gần 1,005 ở trạng thái ủ, khiến chúng "không có từ tính" cho hầu hết các mục đích thực tế. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là vòng bi 316 có khả năng chịu tải thấp hơn so với 440C, vì chúng không thể được làm cứng ở mức độ tương tự thông qua xử lý nhiệt.

Nguồn: BSSA - Tiêu chuẩn tính chất từ và tính thấm của thép không gỉ 2024

So sánh hiệu suất: 316 so với 440C cho thiết bị nhạy cảm

Trong khi 440C cung cấp độ cứng vượt trội cho chu kỳ tải cao, thì 316 cung cấp phản ứng "thuận từ" quan trọng cần thiết cho vòng bi thép không gỉ cho robot phẫu thuật và máy quét MRI. Quyết định xoay quanh sự cân bằng giữa tính trung hòa từ tính và tải trọng cơ học.

Đảm bảo tính thấm từ thông qua chứng nhận vật liệu

Đối với các thiết bị y tế có độ chính xác cao, "từ tính thấp" phải là giá trị có thể đo lường và được chứng nhận chứ không phải là một tuyên bố chung chung. Gia công nguội trong quá trình sản xuất vòng bi cầu rãnh sâu bằng thép không gỉ —chẳng hạn như mài hoặc tạo chủng tộc—có thể gây ra sự biến đổi một phần austenite thành martensite, làm tăng từ tính. Để ngăn chặn điều này, chuyên gia vòng bi có độ thấm thấp cho các thiết bị y tế phải trải qua quá trình ủ dung dịch (gia nhiệt đến ~ 1050°C sau đó làm nguội nhanh) để khôi phục cấu trúc austenit không từ tính. Theo Cập nhật ISO 2025 cho Thiết bị Điện Y tế (IEC 60601-2-33) , bất kỳ bộ phận nào được sử dụng trong lỗ khoan của hệ thống cộng hưởng từ đều phải được xác minh về lực dịch chuyển từ và mô-men xoắn để đảm bảo an toàn cho bệnh nhân.

Nguồn: IEC 60601-2-33:2025 - Yêu cầu cụ thể về an toàn của thiết bị MR

Cách xác minh sự tuân thủ phi từ tính

Nhóm mua sắm cần yêu cầu tài liệu cụ thể để đảm bảo vòng bi thép không gỉ không từ tính cho MRI đáp ứng ngưỡng an toàn cần thiết. “Chứng chỉ vật liệu” tiêu chuẩn thường không đủ nếu không kiểm tra tính thấm.

• Thử nghiệm ASTM A342: Yêu cầu báo cáo thử nghiệm xác minh tính thấm từ tương đối ().
• Giấy chứng nhận ủ giải pháp: Xác nhận các vòng ổ trục đã được xử lý nhiệt đúng cách sau gia công để loại bỏ từ tính khi gia công nguội.
• 3.1 Chứng chỉ kiểm tra nhà máy: Đảm bảo hàm lượng niken và nitơ ở mức trên để ổn định pha austenite.

Giải pháp nâng cao: Vòng bi lai và vòng bi chuyên dụng

Khi một ứng dụng yêu cầu cả khả năng tải cao và từ tính bằng không, vòng bi lai với quả bóng gốm là giải pháp cuối cùng. Bằng cách kết hợp các vòng thép không gỉ 316 với bi silicon nitride(), các kỹ sư có thể đạt được tốc độ cao hơn và độ bền tốt hơn so với vòng bi 316 hoàn toàn bằng thép. Tại Shanghai Yinin, chúng tôi tích hợp những vật liệu tiên tiến này để tạo ra vòng bi không từ tính tùy chỉnh cho thiết bị điện tử giúp loại bỏ tổn thất dòng điện xoáy và ngăn ngừa nhiễu điện từ (EMI). Những chuyên ngành này vòng bi thép không gỉ cho robot phẫu thuật là cần thiết để duy trì độ chính xác dưới milimet cần thiết trong các thủ thuật xâm lấn tối thiểu hiện đại.

• Tùy chọn gốm-lai: Sử dụng các quả bóng không dẫn điện và không từ tính để giảm ma sát và loại bỏ lực hút từ.
• Bôi trơn chuyên dụng: Sử dụng mỡ bôi trơn có chứa fluoride (PFPE) tương thích với môi trường chân không và khử trùng.
• Tùy chỉnh chính xác: Các dự án chuyển đổi công nghệ cao của SGR cho phép chúng tôi thiết kế các hình dạng phi tiêu chuẩn cho các vỏ bọc y tế độc đáo.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Thép không gỉ 304 có tốt hơn 316 đối với vòng bi không từ tính không?

Thép không gỉ số 316 có hàm lượng niken cao hơn giúp ổn định pha austenite không từ tính tốt hơn. 304 dễ bị từ tính hơn sau khi gia công nguội so với 316.

2. Tôi có thể sử dụng vòng bi 440C gần máy MRI không?

Nói chung là không. 440C có tính sắt từ mạnh và có thể trở thành đạn hoặc ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh. Bạn nên ưu tiên vòng bi thép không gỉ không từ tính cho MRI được làm bằng lớp 316 hoặc gốm.

3. Gia công nguội ảnh hưởng như thế nào đến từ tính của vòng bi thép không gỉ?

Các quá trình gia công như mài có thể thay đổi cấu trúc bên trong của thép. Đây là lý do tại sao vòng bi có độ thấm thấp cho các thiết bị y tế phải được ủ hoặc khử từ sau khi sản xuất để đảm bảo đạt yêu cầu về độ thấm.

4. Giới hạn tải trọng của vòng bi inox 316 là bao nhiêu?

Bởi vì 316 không thể được làm cứng ở mức HRC cao nên nó thường chỉ có thể hỗ trợ 10% đến 20% khả năng chịu tải của 440C tiêu chuẩn vòng bi cầu rãnh sâu bằng thép không gỉ đơn vị. Luôn kiểm tra xếp hạng tải động.

5. Bạn có cung cấp chứng nhận về tính thấm từ không?

Đúng. Là một nhà sản xuất tích hợp, Shanghai Yinin có thể cung cấp chứng chỉ cho các bài kiểm tra tính thấm của ASTM A342 để đảm bảo vòng bi không từ tính tùy chỉnh cho thiết bị điện tử đáp ứng các ngưỡng kỹ thuật cụ thể của bạn.