Hợp kim Nitinol-Niken Titan-NiTi

Nitinol, còn được gọi là Hợp kim NiTi hoặc Hợp kim Niken-Titan, là hợp kim niken-titan có tỷ lệ gần như cân bằng, nổi tiếng với hiệu ứng ghi nhớ hình dạng và tính siêu đàn hồi. Giá trị cốt lõi của Nitinol nằm ở khả năng 'phục hồi biến dạng'. Trong điều kiện nhiệt độ nhất định, vật liệu có thể trở lại hình dạng ban đầu; nó cũng có thể chịu được biến dạng đàn hồi đáng kể và phục hồi trong các điều kiện cụ thể. Kể từ khi được giới thiệu vào những năm 1960, nó đã dần phát triển từ vật liệu cấp quân sự thành hợp kim chủ đạo trong lĩnh vực y tế và kỹ thuật chính xác.

Sự phát triển của Nitinol có thể bắt nguồn từ đầu những năm 1960. Nó được phát hiện lần đầu tiên bởi Phòng thí nghiệm Quân sự Hải quân Hoa Kỳ trong khi nghiên cứu các hợp chất liên kim loại niken-titan; cái tên 'Nitinol' có nguồn gốc từ Ni, Ti và Phòng thí nghiệm Quân sự Hải quân.

Vào thời điểm đó, ngành hàng không vũ trụ, quốc phòng và kỹ thuật chính xác yêu cầu vật liệu kim loại chuyên dụng. Trong khi các kim loại thông thường cung cấp độ bền và thép lò xo mang lại độ đàn hồi, chúng không có khả năng chủ động khôi phục hình dạng khi nung nóng và chúng cũng không thể phục hồi một cách đáng tin cậy sau những biến dạng lớn trong các cấu trúc quy mô nhỏ. Hiệu ứng ghi nhớ hình dạng và tính siêu đàn hồi của Nitinol đã lấp đầy chính xác khoảng trống này. Nó trải qua quá trình chuyển pha giữa pha austenit và martensitic, từ đó khôi phục lại hình dạng xác định trước sau khi thay đổi nhiệt độ hoặc tác dụng của ngoại lực.

Khả năng đạt được chức năng này của Nitinol là nhờ vào hệ thống niken-titan của nó, có tỷ lệ gần như cân bằng hóa học. Với hàm lượng niken là 54,50–57,00 phần trăm và titan chiếm phần còn lại, chế phẩm này củng cố đặc tính chuyển pha của hợp kim niken-titan. Nhiệt độ ghi nhớ hình dạng cuối cùng của vật liệu, đặc tính siêu đàn hồi và độ ổn định mỏi bị ảnh hưởng nhiều hơn bởi việc kiểm soát thành phần, gia công nguội, xử lý nhiệt và điều kiện xử lý cuối cùng.

Ở trạng thái ủ, Nitinol có độ bền kéo ≥551 MPa và độ giãn dài ≥10–15%. Mặc dù sở hữu bộ nhớ hình dạng hoặc đặc tính siêu đàn hồi, nó vẫn giữ được mức độ bền và độ dẻo nhất định, khiến nó phù hợp để chế tạo thành dây dẫn hướng, ống đỡ động mạch, các bộ phận đàn hồi và bộ truyền động vi mô.

Trong giai đoạn đầu, Nitinol chủ yếu được sử dụng trong các bộ phận phản ứng với nhiệt độ, bộ truyền động và các bộ phận cấu trúc đàn hồi chuyên dụng.

Lò xo được kiểm soát nhiệt độ, bộ truyền động ghi nhớ hình dạng, ốc vít, bộ truyền động vi mô và cấu trúc tự phục hồi là một trong những lĩnh vực ứng dụng sớm nhất. Trọng tâm của các thành phần này không phải là khả năng chịu tải truyền thống mà là tận dụng khả năng phục hồi hình dạng của vật liệu để đáp ứng với những thay đổi về nhiệt độ hoặc ứng suất.

Nitinol cũng được áp dụng ở giai đoạn đầu trong lĩnh vực hàng không vũ trụ và kỹ thuật chính xác. Các bộ truyền động bộ nhớ hình dạng, bộ phận giảm chấn, bộ phận cấu trúc có thể triển khai và bộ phận kiểm soát nhiệt độ đều yêu cầu vật liệu thực hiện các hoạt động ổn định trong không gian hạn chế.

Hợp kim Nitinol hiện được sử dụng chủ yếu trong các lĩnh vực y tế, hàng không vũ trụ, cấu trúc thông minh, điều khiển công nghiệp và kỹ thuật chính xác, đồng thời đặc biệt phù hợp với các bộ phận yêu cầu đồng thời bộ nhớ hình dạng, độ siêu đàn hồi, khả năng chống mỏi và khả năng truyền động vi mô.

Các ứng dụng phổ biến bao gồm:

Y tế: stent mạch máu, dây dẫn, dây cung chỉnh nha, bộ lọc tĩnh mạch chủ dưới, giỏ lấy sỏi, dây gia cố ống thông và thiết bị cố định bộ nhớ hình dạng chỉnh hình.

Hàng không vũ trụ: bộ truyền động bộ nhớ hình dạng, bộ phận truyền động được kiểm soát nhiệt độ, bộ phận cấu trúc có thể triển khai, bộ phận giảm chấn và cơ chế tự phục hồi nhỏ.

Ứng dụng công nghiệp: lò xo điều khiển nhiệt độ, linh kiện van dẫn động bằng nhiệt, kẹp tự phục hồi, ốc vít thông minh, linh kiện cảm biến.

Kỹ thuật cơ khí: dây truyền động robot mềm, bộ truyền động vi mô, bộ phận truyền động ngón tay sinh học, bộ kẹp tự đặt lại, khớp robot linh hoạt.

Sunxin cung cấp Hợp kim Nitinol / NiTi ở dạng tấm, thanh, dây và ống, cũng như các kích thước cắt tùy chỉnh.

Các yêu cầu liên quan như ASTM F2063, ASTM F2004 và ASTM F2005 có thể được thảo luận tùy thuộc vào dạng sản phẩm và mục đích sử dụng cuối cùng. Các tiêu chuẩn áp dụng cụ thể, yêu cầu về nhiệt độ chuyển pha, điều kiện giao hàng và hạng mục thử nghiệm phải được xác nhận theo bản vẽ, thông số kỹ thuật mua sắm và mục đích sử dụng cuối cùng của khách hàng.

Thông số kỹ thuật có sẵn bao gồm:

Các tấm: T0.5–T200.0 mm, được gia công tinh xảo, chiều dài tiêu chuẩn 200/250/300 mm, chiều rộng 200/300/500/1000 mm, dung sai -0,0 / +1,0 mm, được cung cấp ở điều kiện ủ hoặc gia công nguội.

Thanh: Φ1,0–Φ100,0 mm, được đánh bóng hoặc đánh bóng chính xác, chiều dài tiêu chuẩn 3 m mỗi thanh, dung sai được xác nhận là h6–h9, được cung cấp ở điều kiện ủ hoặc gia công nguội.

Dây: Φ0,6–Φ3,0 mm, được đánh bóng hoặc đánh bóng chính xác, chiều dài tiêu chuẩn 1 m mỗi mảnh, dung sai được xác nhận là h6–h9, được cung cấp trong điều kiện ủ hoặc gia công nguội.

Ống: Đường kính ngoài 1,0–10,0 mm, đường kính trong 0,08–2,0 mm, được đánh bóng hoặc đánh bóng chính xác, chiều dài tiêu chuẩn 3 m mỗi đoạn, dung sai được xác nhận là h6–h9, được cung cấp trong điều kiện ủ hoặc gia công nguội.

Trước khi sản xuất các dự án Hợp kim Nitinol / NiTi, nên xác nhận dạng vật liệu, điều kiện giao hàng, kích thước, dung sai, độ hoàn thiện bề mặt và các yêu cầu về nhiệt độ chuyển pha. Đối với các thiết bị y tế, dây dẫn hướng, ống đỡ động mạch, dây chỉnh nha, dây truyền động và các dự án thiết bị truyền động vi mô, cũng cần phải xác nhận thành phần niken-titan, tính chất cơ học, yêu cầu về độ siêu đàn hồi, yêu cầu về độ mỏi, chất lượng bề mặt, hạng mục kiểm tra, tài liệu chất lượng và yêu cầu truy xuất nguồn gốc.

Sunxin được chứng nhận theo hệ thống quản lý chất lượng ISO 13485 và ISO 9001 và có thể hỗ trợ quản lý lô, kiểm soát truy xuất nguồn gốc, phối hợp thử nghiệm và quản lý tài liệu chất lượng.