Nitinol-nikl Slitina titanu-NiTi

Nitinol, také známý jako slitina NiTi nebo slitina niklu a titanu, je slitina niklu a titanu s téměř ekviatomovým poměrem, známá svým efektem tvarové paměti a superelasticitou. Základní hodnota Nitinolu spočívá v jeho „obnovení deformace“. Za určitých teplotních podmínek se materiál může vrátit do původního tvaru; může také odolat výrazné elastické deformaci a zotavit se za specifických podmínek. Od svého uvedení v 60. letech 20. století se postupně vyvinul z vojenského materiálu v běžnou slitinu v lékařských odvětvích a odvětvích přesného strojírenství.

Vývoj Nitinolu lze vysledovat až do počátku 60. let 20. století. Poprvé byl objeven americkou Naval Ordnance Laboratory při výzkumu intermetalických sloučenin niklu a titanu; název 'Nitinol' je odvozen od Ni, Ti a Naval Ordnance Laboratory.

Letecký a kosmický průmysl, obrana a přesné strojírenství v té době vyžadovaly specializovaný kovový materiál. Zatímco konvenční kovy poskytovaly pevnost a pružinová ocel nabízela pružnost, ani jeden z nich nebyl schopen aktivně obnovit svůj tvar po zahřátí, ani nemohl spolehlivě dosáhnout zotavení z velkých deformací v konstrukcích malého rozsahu. Efekt tvarové paměti a superelasticita Nitinolu přesně vyplnily tuto mezeru – prochází fázovým přechodem mezi austenitickou a martenzitickou fází, čímž obnovuje svůj předem určený tvar po změnách teploty nebo působení vnějších sil.

Schopnost Nitinolu dosáhnout této funkčnosti lze přičíst jeho systému nikl-titan, který má téměř stechiometrický poměr. S obsahem niklu 54,50–57,00 procent a titanem tvořícím zbytek, toto složení podporuje chování slitiny nikl-titan s fázovou transformací. Konečná teplota tvarové paměti materiálu, superelastické chování a únavová stabilita jsou dále ovlivněny kontrolou složení, zpracováním za studena, tepelným zpracováním a konečnými podmínkami zpracování.

V žíhaném stavu má Nitinol pevnost v tahu ≥551 MPa a prodloužení ≥10–15 %. I když má tvarovou paměť nebo superelastické vlastnosti, zachovává si určitou úroveň pevnosti a tažnosti, díky čemuž je vhodný pro výrobu vodicích drátů, stentů, elastických komponent a mikropohonů.

Ve svých raných fázích byl Nitinol primárně používán v tepelně citlivých prvcích, pohonech a specializovaných elastických konstrukčních součástech.

Mezi první aplikační oblasti patřily teplotně řízené pružiny, aktuátory s tvarovou pamětí, spojovací prvky, mikropohony a samoresetovací struktury. Těžiště těchto komponent nebylo na tradiční nosnosti, ale spíše na využití schopnosti materiálu obnovit svůj tvar v reakci na změny teploty nebo namáhání.

Nitinol byl také přijat v rané fázi v leteckém průmyslu a v odvětvích přesného strojírenství. Aktuátory s tvarovou pamětí, tlumicí prvky, rozmístitelné konstrukční součásti a prvky pro regulaci teploty – to vše vyžaduje materiál pro provádění stabilních operací ve stísněných prostorech.

Nitinol Alloy se v současné době používá především v lékařství, letectví, inteligentních strukturách, průmyslovém řízení a v odvětvích přesného strojírenství a je zvláště vhodná pro součásti vyžadující tvarovou paměť, superelasticitu, odolnost proti únavě a schopnosti mikroaktivace současně.

Mezi běžné aplikace patří:

Lékařské: cévní stenty, vodicí dráty, ortodontické obloukové dráty, filtry dolní duté žíly, koše pro odběr kamenů, dráty pro vyztužení katétrů a ortopedická fixační zařízení s tvarovou pamětí.

Letectví a kosmonautika: aktuátory s tvarovou pamětí, komponenty pohonu s řízenou teplotou, rozmístitelné konstrukční komponenty, tlumicí prvky a malé samočinné resetovací mechanismy.

Průmyslové aplikace: teplotně řízené pružiny, tepelně ovládané součásti ventilů, samočinně se nastavující svorky, chytré upevňovací prvky, součásti snímačů.

Strojírenství: dráty pohonu měkké robotiky, mikropohony, bionické prvky pohonu prstů, samočinně se nastavující chapadla, flexibilní robotické klouby.

Sunxin dodává slitinu Nitinol / NiTi ve formě plechů, tyčí, drátů a trubek a také v rozměrech na zakázku.

Příslušné požadavky, jako jsou ASTM F2063, ASTM F2004 a ASTM F2005, lze prodiskutovat v závislosti na formě produktu a konečném použití. Konkrétní použitelné normy, požadavky na teplotu fázového přechodu, dodací podmínky a zkušební položky musí být potvrzeny v souladu s výkresy zákazníka, specifikacemi nákupu a konečným použitím.

Dostupné specifikace zahrnují:

Plechy: T0,5–T200,0 mm, frézované, standardní délky 200 / 250 / 300 mm, šířky 200 / 300 / 500 / 1000 mm, tolerance -0,0 / +1,0 mm, dodávány v žíhaném nebo za studena opracovaném stavu.

Tyče: Φ1,0–Φ100,0 mm, leštěné nebo přesně leštěné, standardní délka 3 m na kus, tolerance musí být potvrzeny jako h6–h9, dodávány v žíhaném nebo za studena opracovaném stavu.

Drát: Φ0,6–Φ3,0 mm, leštěný nebo přesně leštěný, standardní délka 1 m na kus, tolerance musí být potvrzeny jako h6–h9, dodává se v žíhaném nebo za studena opracovaném stavu.

Trubka: Vnější průměr 1,0–10,0 mm, vnitřní průměr 0,08–2,0 mm, leštěné nebo přesně leštěné, standardní délka 3 m na kus, tolerance musí být potvrzeny jako h6–h9, dodáváno v žíhaném nebo za studena opracovaném stavu.

Před výrobou projektů Nitinol / NiTi Alloy se doporučuje potvrdit formu materiálu, dodací stav, rozměry, tolerance, povrchovou úpravu a požadavky na teplotu fázového přechodu. U lékařských přístrojů, vodících drátů, stentů, ortodontických drátů, hnacích drátů a projektů mikroaktuátorů je také nutné potvrdit složení nikl-titan, mechanické vlastnosti, požadavky na superelasticitu, požadavky na únavu, kvalitu povrchu, položky kontroly, dokumentaci kvality a požadavky na sledovatelnost.

Sunxin je certifikován podle systémů řízení kvality ISO 13485 a ISO 9001 a může podporovat řízení šarží, kontrolu sledovatelnosti, koordinaci testování a řízení dokumentace kvality.