Stal nierdzewna oferuje wiele zalet materiałowych w szeregu zastosowań przemysłowych, ale wybrana technika obróbki może mieć wpływ na jakość i integralność części wykonanych z tego wszechstronnego metalu.
W artykule dokonano oceny uzasadnienia stosowania stali nierdzewnej w szeregu części i zespołów oraz przyjrzano się roli trawienia fotochemicznego jako technologii przetwarzania, która może umożliwić wytwarzanie innowacyjnych i precyzyjnych produktów końcowych.
Dlaczego warto wybrać stal nierdzewną? Stal nierdzewna to zasadniczo stal miękka o zawartości chromu wynoszącej 10% lub więcej (wagowo). Dodatek chromu nadaje stali wyjątkowe właściwości stali nierdzewnej i odporność na korozję. Zawartość chromu w stali pozwala na utworzenie na powierzchni stali wytrzymałej, przyczepnej, niewidocznej i odpornej na korozję warstwy tlenku chromu. W przypadku uszkodzenia mechanicznego lub chemicznego, powłoka może się sama naprawić, pod warunkiem obecności tlenu (nawet w bardzo małych ilościach).
Odporność na korozję i inne użyteczne właściwości stali poprawia się poprzez zwiększenie zawartości chromu i dodanie innych pierwiastków, takich jak molibden, nikiel i azot.
Stal nierdzewna ma wiele zalet. Po pierwsze, materiał jest odporny na korozję, a chrom jest pierwiastkiem stopowym, który nadaje stali nierdzewnej tę jakość. Gatunki niskostopowe są odporne na korozję w środowisku atmosferycznym i czystej wodzie; gatunki wysokostopowe są odporne na korozję w większości roztworów kwasów, zasad i środowisk zawierających chlor, dzięki czemu ich właściwości są przydatne w zakładach przetwórczych.
Specjalne gatunki stopów o wysokiej zawartości chromu i niklu są odporne na osadzanie się kamienia i utrzymują wysoką wytrzymałość w wysokich temperaturach. Stal nierdzewna jest szeroko stosowana w wymiennikach ciepła, przegrzewaczach, kotłach, podgrzewaczach wody zasilającej, zaworach i rurociągach głównego nurtu, a także w samolotach i przestrzeni kosmicznej.
Czyszczenie jest również bardzo ważną kwestią. Łatwość czyszczenia stali nierdzewnej sprawiła, że ​​jest to pierwszy wybór w przypadku rygorystycznych warunków higienicznych, takich jak szpitale, kuchnie i zakłady przetwórstwa spożywczego, a łatwe w utrzymaniu jasne wykończenie stali nierdzewnej zapewnia nowoczesny i atrakcyjny wygląd wygląd.
Wreszcie, biorąc pod uwagę koszty, koszty materiałów i produkcji, a także koszty cyklu życia, stal nierdzewna jest często najtańszą opcją materiałową i w 100% nadaje się do recyklingu, co kończy cały cykl życia.
Fotochemicznie trawione „grupy trawiące” mikrometali (w tym HP Etch i Etchform) trawią szeroką gamę metali z precyzją niespotykaną nigdzie na świecie. Przetworzone arkusze i folie mają grubość od 0,003 do 2000 µm. Jednak stal nierdzewna pozostaje pierwszą wybór dla wielu klientów firmy ze względu na jego wszechstronność, mnogość dostępnych gatunków, dużą liczbę powiązanych stopów, korzystne właściwości materiału (jak opisano powyżej) i dużą liczbę wykończeń. Jest to metal wybierany przez wielu zastosowań w wielu gałęziach przemysłu, specjalizujących się w obróbce skrawaniem 1.4310: (AISI 301), 1.4404: (AISI 316L), 1.4301: (AISI 304) oraz mikrometali znanych metali austenitycznych, różnych ferrytycznych, ma Tensitic (1.4028 Mo /7C27Mo2) lub stale duplex, Invar i Alloy 42.
Trawienie fotochemiczne (selektywne usuwanie metalu przez maskę fotorezystu w celu wytworzenia precyzyjnych części) ma kilka nieodłącznych zalet w porównaniu z tradycyjnymi technikami wytwarzania blachy. Co najważniejsze, trawienie fotochemiczne wytwarza części, eliminując jednocześnie degradację materiału, ponieważ podczas przetwarzania nie jest wykorzystywane żadne ciepło ani siła. Ponadto w procesie tym można wytwarzać niemal nieskończenie złożone części dzięki jednoczesnemu usunięciu cech komponentów za pomocą środka trawiącego.
Narzędzia używane do trawienia są cyfrowe lub szklane, dzięki czemu nie ma potrzeby rozpoczynania cięcia drogich i trudnych w montażu form stalowych. Oznacza to, że można odtworzyć dużą liczbę produktów przy absolutnie zerowym zużyciu narzędzi, zapewniając, że pierwsza i milionowa wyprodukowana część jest identyczna.
Narzędzia cyfrowe i szklane można również bardzo szybko i ekonomicznie dostosowywać i wymieniać (zwykle w ciągu godziny), co czyni je idealnymi do prototypowania i produkcji wielkoseryjnej. Pozwala to na „bez ryzyka” optymalizację projektu bez strat finansowych. Czas realizacji wynosi szacuje się, że jest o 90% szybszy niż części tłoczone, które również wymagają znacznych początkowych inwestycji w oprzyrządowanie.
Sita, filtry, sita i łuki Firma może wytrawić szeroką gamę elementów ze stali nierdzewnej, w tym sita, filtry, sita, sprężyny płaskie i sprężyny zginane.
Filtry i sita są wymagane w wielu sektorach przemysłu, a klienci często wymagają parametrów o złożoności i wyjątkowej precyzji. Proces fotochemicznego trawienia mikrometalu jest stosowany do produkcji szeregu filtrów i ekranów dla przemysłu petrochemicznego, spożywczego, medycznego i w przemyśle motoryzacyjnym (filtry fototrawione stosowane są w układach wtrysku paliwa i hydraulice ze względu na dużą wytrzymałość na rozciąganie). Firma micrometal opracowała swoją technologię trawienia fotochemicznego, która pozwala na precyzyjną kontrolę procesu trawienia w 3 wymiarach. Ułatwia to tworzenie skomplikowanych geometrii oraz zastosowany do produkcji siatek i sit może znacznie skrócić czas realizacji. Ponadto w jednej siatce można uwzględnić specjalne funkcje i różne kształty otworów, bez zwiększania kosztów.
W przeciwieństwie do tradycyjnych technik obróbki, trawienie fotochemiczne charakteryzuje się wyższym poziomem zaawansowania w produkcji cienkich i precyzyjnych szablonów, filtrów i sit.
Jednoczesne usuwanie metalu podczas trawienia umożliwia zastosowanie wielu geometrii otworów bez ponoszenia kosztownych narzędzi i kosztów obróbki, a siatki fototrawione są pozbawione zadziorów i naprężeń, a także degradacji materiału tam, gdzie perforowane płyty są podatne na odkształcenia zerowe.
Trawienie fotochemiczne nie zmienia wykończenia powierzchni obrabianego materiału i nie wykorzystuje kontaktu metalu z metalem ani źródeł ciepła do zmiany właściwości powierzchni. W rezultacie proces ten może zapewnić wyjątkowe, estetyczne wykończenie stali nierdzewnej, dzięki czemu nadaje się do zastosowań dekoracyjnych.
Elementy ze stali nierdzewnej trawione fotochemicznie są również często stosowane w zastosowaniach o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa lub w ekstremalnych warunkach, takich jak układy hamulcowe ABS i układy wtrysku paliwa, a wytrawione zagięcie można doskonale „wyginać” miliony razy, ponieważ proces ten nie zmienia wytrzymałości zmęczeniowej stali. Alternatywne techniki obróbki, takie jak obróbka skrawaniem i frezowanie, często pozostawiają małe zadziory i przetworzone warstwy, które mogą mieć wpływ na działanie sprężyny.
Trawienie fotochemiczne eliminuje potencjalne miejsca pęknięć w ziarnie materiału, powodując wygięcie warstwy bez zadziorów i przekształcenie, zapewniając długą żywotność produktu i wyższą niezawodność.
Podsumowanie Stal i stal nierdzewna mają szereg właściwości, które czynią je idealnymi do wielu zastosowań w przemyśle. Chociaż trawienie fotochemiczne jest postrzegane jako stosunkowo prosty materiał w obróbce tradycyjnymi technikami wytwarzania blachy, oferuje producentom znaczne korzyści przy produkcji skomplikowanych i krytycznych dla bezpieczeństwa materiałów strony.
Trawienie nie wymaga twardych narzędzi, umożliwia szybką produkcję od prototypu do produkcji wielkoseryjnej, oferuje praktycznie nieograniczoną złożoność części, wytwarza części bez zadziorów i naprężeń, nie wpływa na odpuszczanie i właściwości metalu, działa na wszystkich gatunkach stali i osiąga dokładność ±0,025 mm, wszystkie terminy realizacji podawane są w dniach, a nie miesiącach.
Wszechstronność procesu trawienia fotochemicznego sprawia, że ​​jest to atrakcyjny wybór do produkcji części ze stali nierdzewnej w wielu rygorystycznych zastosowaniach i stymuluje innowacje, ponieważ usuwa bariery nieodłącznie związane z tradycyjnymi technikami wytwarzania blachy dla inżynierów-projektantów.
Substancja posiadająca właściwości metaliczne i składająca się z dwóch lub więcej pierwiastków chemicznych, z których co najmniej jeden jest metalem.
Włóknista część materiału tworząca się na krawędzi przedmiotu obrabianego podczas obróbki. Często ostra. Można ją usunąć za pomocą ręcznych pilników, tarcz lub pasów szlifierskich, kół drucianych, szczotek z włókna ściernego, sprzętu do strumieniowania wody lub w inny sposób.
Zdolność stopu lub materiału do odporności na rdzę i korozję. Są to właściwości niklu i chromu powstającego w stopach takich jak stal nierdzewna.
Zjawisko, które powoduje pękanie pod wpływem powtarzających się lub zmiennych naprężeń o wartości maksymalnej mniejszej niż wytrzymałość materiału na rozciąganie. Pękanie zmęczeniowe ma charakter postępujący, zaczynając od drobnych pęknięć, które rosną pod wpływem zmiennych naprężeń.
Maksymalne naprężenie, które może wytrzymać bez awarii przez określoną liczbę cykli, chyba że określono inaczej. Naprężenie jest całkowicie odwracane w każdym cyklu.
Każdy proces produkcyjny, podczas którego metal jest poddawany obróbce mechanicznej w celu nadania przedmiotowi obrabianemu nowego kształtu. Ogólnie rzecz biorąc, termin ten obejmuje procesy takie jak projektowanie i układ, obróbka cieplna, obsługa materiałów i kontrola.
Stal nierdzewna ma wysoką wytrzymałość, odporność na ciepło, doskonałą obrabialność i odporność na korozję. Opracowano cztery ogólne kategorie w celu uwzględnienia szeregu właściwości mechanicznych i fizycznych dla określonych zastosowań. Cztery gatunki to: seria CrNiMn 200 i seria CrNi 300; chromowo-martenzytyczny, utwardzalny seria 400; chrom, nieutwardzalny, ferrytyczny serii 400; Stopy chromowo-niklowe utwardzalne wydzieleniowo z dodatkowymi pierwiastkami do obróbki przesycającej i utwardzania wydzieleniowego.
W próbie rozciągania stosunek maksymalnego obciążenia do pierwotnego pola przekroju poprzecznego. Zwana także wytrzymałością graniczną. Porównaj z granicą plastyczności.