Nitinol-Nickel Titan-NiTi legering

Nitinol, även känd som NiTi Alloy eller Nickel-Titanium Alloy, är en nickel-titan-legering med ett nästan ekviatomiskt förhållande, känd för sin formminneseffekt och superelasticitet. Kärnvärdet för Nitinol ligger i dess 'deformationsåtervinning'. Under vissa temperaturförhållanden kan materialet återgå till sin ursprungliga form; den kan också motstå betydande elastisk deformation och återhämta sig under specifika förhållanden. Sedan introduktionen på 1960-talet har det gradvis utvecklats från ett material av militär kvalitet till en vanlig legering inom den medicinska och finmekaniska sektorn.

Utvecklingen av Nitinol kan spåras tillbaka till början av 1960-talet. Det upptäcktes först av US Naval Ordnance Laboratory under forskning av nickel-titan intermetalliska föreningar; namnet 'Nitinol' kommer från Ni, Ti och Naval Ordnance Laboratory.

På den tiden krävde flyg-, försvars- och precisionstekniksektorerna ett specialiserat metalliskt material. Även om konventionella metaller gav styrka och fjäderstål erbjöd elasticitet, kunde de inte aktivt återställa sin form vid uppvärmning, och de kunde inte heller på ett tillförlitligt sätt uppnå återhämtning från stora deformationer i småskaliga strukturer. Nitinols formminneseffekt och superelasticitet fyllde exakt denna lucka - den genomgår en fasövergång mellan de austenitiska och martensitiska fasen, och återställer därigenom sin förutbestämda form efter temperaturförändringar eller applicering av yttre krafter.

Nitinols förmåga att uppnå denna funktion kan tillskrivas dess nickel-titansystem, som har ett nästan stökiometriskt förhållande. Med en nickelhalt på 54,50–57,00 procent och titan som utgör resten, underbygger denna sammansättning nickel-titan-legeringens fasomvandlingsbeteende. Materialets slutliga formminnestemperatur, superelastiska beteende och utmattningsstabilitet påverkas ytterligare av kompositionskontroll, kallbearbetning, värmebehandling och det slutliga bearbetningsförhållandet.

I glödgat tillstånd har Nitinol en draghållfasthet på ≥551 MPa och en töjning på ≥10–15 procent. Samtidigt som den har formminne eller superelastiska egenskaper, bibehåller den en viss nivå av styrka och duktilitet, vilket gör den lämplig för tillverkning till styrtrådar, stentar, elastiska komponenter och mikroaktuatorer.

I dess tidiga skeden användes Nitinol främst i temperaturkänsliga element, ställdon och specialiserade elastiska strukturella komponenter.

Temperaturkontrollerade fjädrar, ställdon med formminne, fästelement, mikroställdon och självåterställande strukturer var bland de tidigaste användningsområdena. Fokus för dessa komponenter låg inte på traditionell belastning, utan snarare på att utnyttja materialets förmåga att återställa sin form som svar på förändringar i temperatur eller stress.

Nitinol togs också i bruk i ett tidigt skede inom flyg- och fintekniksektorerna. Formminnesställdon, dämpningselement, utplacerbara strukturella komponenter och temperaturkontrollelement kräver alla materialet för att utföra stabila operationer i trånga utrymmen.

Nitinol Alloy används för närvarande främst inom medicin, flyg, smarta strukturer, industriell styrning och precisionsteknik, och är särskilt väl lämpad för komponenter som kräver formminne, superelasticitet, utmattningsmotstånd och mikroaktiveringsförmåga samtidigt.

Vanliga applikationer inkluderar:

Medicinsk: vaskulära stentar, guidetrådar, ortodontiska bågtrådar, inferior vena cava-filter, stenhämtningskorgar, kateterförstärkningstrådar och ortopediska formminnesfixeringsanordningar.

Aerospace: ställdon med formminne, temperaturkontrollerade drivkomponenter, utplacerbara strukturella komponenter, dämpningselement och små självåterställningsmekanismer.

Industriella applikationer: temperaturkontrollerade fjädrar, termiskt aktiverade ventilkomponenter, självåterställande klämmor, smarta fästelement, sensorkomponenter.

Maskinteknik: mjuka robotars drivtrådar, mikroaktuatorer, bioniska fingerdrivningskomponenter, självåterställande gripdon, flexibla robotförband.

Sunxin levererar Nitinol / NiTi Alloy i plåt-, stång-, tråd- och rörform, samt skräddarsydda dimensioner.

Relevanta krav som ASTM F2063, ASTM F2004 och ASTM F2005 kan diskuteras beroende på produktform och slutanvändning. Specifika tillämpliga standarder, krav på fasövergångstemperatur, leveransvillkor och testartiklar måste bekräftas i enlighet med kundens ritningar, upphandlingsspecifikationer och slutanvändning.

Tillgängliga specifikationer inkluderar:

Plåtar: T0,5–T200,0 mm, fräs, standardlängder 200 / 250 / 300 mm, bredder 200 / 300 / 500 / 1000 mm, tolerans -0,0 / +1,0 mm, levereras i glödgat eller kallbearbetat skick.

Stavar: Φ1,0–Φ100,0 mm, polerade eller precisionspolerade, standardlängd 3 m per styck, toleranser bekräftas som h6–h9, levereras i glödgat eller kallbearbetat skick.

Tråd: Φ0,6–Φ3,0 mm, polerad eller precisionspolerad, standardlängd 1 m per styck, toleranser bekräftas som h6–h9, levereras i glödgat eller kallbearbetat skick.

Slang: Ytterdiameter 1,0–10,0 mm, innerdiameter 0,08–2,0 mm, polerad eller precisionspolerad, standardlängd 3 m per styck, toleranser bekräftas som h6–h9, levereras i glödgat eller kallbearbetat skick.

Före produktionen av Nitinol / NiTi Alloy-projekt, rekommenderas det att bekräfta materialform, leveransskick, dimensioner, toleranser, ytfinish och krav på fasövergångstemperatur. För medicinsk utrustning, guidetrådar, stentar, ortodontiska ledningar, drivtrådar och mikroaktuatorprojekt är det också nödvändigt att bekräfta nickel-titansammansättningen, mekaniska egenskaper, superelasticitetskrav, utmattningskrav, ytkvalitet, inspektionsartiklar, kvalitetsdokumentation och spårbarhetskrav.

Sunxin är certifierat enligt ISO 13485 och ISO 9001 kvalitetsledningssystem och kan stödja batchhantering, spårbarhetskontroll, testsamordning och kvalitetsdokumentationshantering.