Kako se proizvode super elastične nitinol opruge?

Priprema sirovina i sastav legure

Odabir nikla i titana visoke čistoće

Proces proizvodnje od super elastične nitinol opruge počinje pažljivim odabirom nikla i titanijuma visoke čistoće. Ove sirovine moraju ispunjavati stroge standarde kvaliteta kako bi se osigurale performanse i konzistentnost konačnog proizvoda. Proizvođači obično nabavljaju medicinski nikl i titanijum sa čistoćom većom od 99.9%. Precizan odnos nikla i titanijuma je ključan, jer direktno utiče na svojstva i ponašanje legure.

Proces topljenja i legiranja

Kada su sirovine odabrane, one prolaze sofisticirani proces topljenja i legiranja. Ovaj korak uključuje korištenje tehnika vakuumskog indukcijskog topljenja (VIM) ili vakuumskog lučnog ponovnog topljenja (VAR) za stvaranje homogene legure nitinola. Ove napredne metode topljenja sprječavaju kontaminaciju i osiguravaju ujednačenu kompoziciju u cijelom materijalu. Rastopljena legura se pažljivo prati i kontroliše kako bi se postigao željeni hemijski sastav, koji se obično sastoji od približno 55-56% nikla i 44-45% titana po težini.

Formiranje ingota i vruća obrada

Nakon procesa topljenja, legura nitinola se lijeva u ingote. Ovi ingoti se zatim podvrgavaju postupcima vruće obrade, kao što je kovanje ili ekstruzija, kako bi se poboljšala zrnasta struktura materijala i poboljšala njegova mehanička svojstva. Vruća obrada pomaže u uklanjanju svih unutrašnjih defekata i poboljšava ukupnu čvrstoću i duktilnost legure. Dobijeni materijal služi kao osnova za stvaranje super elastičnih nitinol opruga sa izuzetnim karakteristikama performansi.

Izvlačenje žice i termička obrada

Proces hladnog crtanja

Sljedeći ključni korak u proizvodnji super elastične nitinol opruge uključuje transformaciju obrađenog ingota u žičani oblik. To se postiže nizom operacija hladnog izvlačenja, gdje se materijal provlači kroz sve manje kalupe kako bi se smanjio njegov promjer i povećala njegova dužina. Proces hladnog izvlačenja daje značajno radno očvršćavanje nitinolu, mijenjajući njegovu mikrostrukturu i mehanička svojstva. Proizvođači moraju pažljivo kontrolirati parametre izvlačenja, uključujući brzinu i omjer redukcije, kako bi održali integritet materijala i izbjegli prekomjerno formiranje martenzita izazvano naprezanjem.

Srednje žarenje

Kako nitinol žica prolazi kroz više prolaza za izvlačenje, postaje sve više kaljena i krhka. Kako bi se povratila njegova duktilnost i olakšala daljnja obrada, izvode se međukoraci žarenja. Ovaj proces termičke obrade uključuje zagrijavanje žice na određene temperature u kontroliranom trajanju, nakon čega slijedi brzo hlađenje. Žarenje pomaže u oslobađanju unutrašnjih naprezanja, rekristalizaciji mikrostrukture i optimizaciji super elastičnih svojstava materijala. Precizni parametri žarenja pažljivo su prilagođeni kako bi se postigla željena ravnoteža između čvrstoće i fleksibilnosti u konačnom opružnom proizvodu.

Konačne dimenzije žice i obrada površine

Jednom kada nitinol žica dostigne ciljni promjer, ona se podvrgava završnoj površinskoj obradi kako bi se poboljšale njene performanse i izgled. Ovi tretmani mogu uključivati ​​elektropoliranje za uklanjanje površinskih nedostataka i stvaranje glatke završne obrade ili nanošenje zaštitnih premaza za poboljšanje otpornosti na koroziju. Kvalitet površine žice je ključan za osiguravanje dosljednih performansi opruge i sprječavanje prijevremenog kvara zbog površinskih defekata. Proizvođači koriste napredne tehnike inspekcije, kao što je ispitivanje vrtložnim strujama ili optička mikroskopija, kako bi provjerili točnost dimenzija žice i integritet površine prije nego što pređu na formiranje opruge.

Formiranje opruge i postavljanje oblika

Tehnike namotavanja i namotavanja

Sa nitinol žicom pripremljenom prema željenim specifikacijama, počinje stvarni proces formiranja opruge. Proizvođači koriste specijaliziranu opremu za namotavanje i namotavanje za oblikovanje žice u potrebnu konfiguraciju opruge. Ovaj korak zahtijeva preciznu kontrolu nad faktorima kao što su prečnik zavojnice, korak i broj zavoja kako bi se postigle željene karakteristike opruge. Napredne CNC (kompjuterske numeričke kontrole) mašine se često koriste kako bi se osigurala konzistentnost i tačnost u geometriji opruge. Proces namotavanja mora se pažljivo upravljati kako bi se spriječilo prekomjerno opterećenje nitinol žice, koje bi moglo negativno utjecati na njena super elastična svojstva.

Žarenje memorije oblika

Jedna od najkritičnijih faza u proizvodnji super elastične nitinol opruge je proces žarenja memorije oblika. Ovaj korak toplinske obrade daje oprugi njenu karakterističnu memoriju oblika i super elastično ponašanje. Namotana opruga je podvrgnuta specifičnom režimu toplotne obrade, koji obično uključuje temperature u rasponu od 400°C do 550°C za pažljivo kontrolisano trajanje. Ovaj proces poravnava kristalnu strukturu legure nitinola, postavljajući oprugu "pamćenje" njenog željenog oblika. Tačni parametri procesa žarenja sa memorijom oblika su strogo čuvana poslovna tajna, jer direktno utiču na performanse i pouzdanost opruge.

Gašenje i stabilizacija

Nakon žarenja sa memorijom oblika, nitinol opruge prolaze brzo kaljenje kako bi se zadržala njihova mikrostruktura i svojstva. Ovaj proces gašenja, koji se često izvodi pomoću vodenih ili uljnih kupki, ključan je za postizanje željenih temperatura fazne transformacije i super elastičnog ponašanja. Nakon gašenja, opruge se podvrgavaju nizu stabilizacijskih tretmana. Ovi tretmani uključuju kruženje opruga kroz njihov puni opseg pokreta više puta pod kontroliranim uvjetima. Ovaj proces pomaže da se "trenira" nitinol, osiguravajući dosljedne performanse i smanjujući vjerovatnoću funkcionalnog zamora tokom vijeka trajanja opruge.

zaključak

Proizvodnja od super elastične nitinol opruge je složen i visoko specijalizovan proces koji kombinuje naprednu nauku o materijalima sa preciznim inženjeringom. Od odabira sirovina do finalnog testiranja, svaki korak igra ključnu ulogu u stvaranju opruga s izuzetnim super elastičnim svojstvima. Jedinstvene karakteristike nitinola, zajedno s pedantnim proizvodnim tehnikama, rezultiraju oprugama koje nude neusporedive performanse u različitim primjenama. Ukoliko želite da dobijete više informacija o ovom proizvodu, možete nas kontaktirati na: baojihanz-niti@hanztech.cn.