Нержавеющая сталь обладает множеством преимуществ в различных промышленных областях, однако выбранный метод обработки может повлиять на качество и целостность деталей, изготовленных из этого универсального металла.
В данной статье оценивается целесообразность использования нержавеющей стали в различных деталях и узлах, а также рассматривается роль фотохимического травления как технологии обработки, позволяющей производить инновационные и высокоточные конечные изделия.
Почему стоит выбрать нержавеющую сталь? Нержавеющая сталь — это, по сути, низкоуглеродистая сталь с содержанием хрома 10% или более (по весу). Добавление хрома придает стали ее уникальные коррозионностойкие свойства, характерные для нержавеющей стали. Содержание хрома в стали позволяет образовывать на поверхности стали прочную, прочно прилегающую, невидимую, коррозионностойкую пленку оксида хрома. При механическом или химическом повреждении пленка может восстановиться сама по себе при наличии кислорода (даже в очень малых количествах).
Коррозионная стойкость и другие полезные свойства стали улучшаются за счет увеличения содержания хрома и добавления других элементов, таких как молибден, никель и азот.
Нержавеющая сталь обладает множеством преимуществ. Во-первых, этот материал устойчив к коррозии, и именно хром является легирующим элементом, придающим нержавеющей стали это свойство. Низколегированные марки устойчивы к коррозии в атмосферных условиях и в чистой воде; высоколегированные марки устойчивы к коррозии в большинстве кислых и щелочных растворов, а также в средах, содержащих хлор, что делает их свойства полезными на перерабатывающих предприятиях.
Специальные высокохромистые и высоконикелевые сплавы устойчивы к образованию окалины и сохраняют высокую прочность при высоких температурах. Нержавеющая сталь широко используется в теплообменниках, пароперегревателях, котлах, подогревателях питательной воды, клапанах и магистральных трубопроводах, а также в авиационной и аэрокосмической промышленности.
Чистка также является очень важным вопросом. Благодаря своей легкости в уходе, нержавеющая сталь стала предпочтительным выбором для помещений со строгими гигиеническими требованиями, таких как больницы, кухни и предприятия пищевой промышленности, а легко поддерживаемая в чистоте блестящая поверхность нержавеющей стали обеспечивает современный и привлекательный внешний вид.
Наконец, если рассматривать стоимость, включая затраты на материалы и производство, а также затраты на протяжении всего жизненного цикла, нержавеющая сталь часто оказывается самым дешевым вариантом материала и на 100% пригодна для вторичной переработки, что позволяет пройти весь жизненный цикл изделия.
Фотохимически протравленные микрометаллические «травильные группы» (включая HP Etch и Etchform) позволяют травить широкий спектр металлов с точностью, не имеющей аналогов в мире. Толщина обрабатываемых листов и фольги варьируется от 0,003 до 2000 мкм. Тем не менее, нержавеющая сталь остается предпочтительным выбором для многих клиентов компании благодаря своей универсальности, множеству доступных марок, большому количеству родственных сплавов, благоприятным свойствам материала (как описано выше) и большому количеству вариантов отделки. Это металл выбора для многих применений в широком спектре отраслей промышленности, специализирующийся на обработке 1.4310 (AISI 301), 1.4404 (AISI 316L), 1.4301 (AISI 304) и микрометаллов известных аустенитных металлов, различных ферритных, тенситовых (1.4028 Mo/7C27Mo2) или дуплексных металлов. стали, инвар и сплав 42.
Фотохимическое травление (селективное удаление металла через фоторезистивную маску для получения прецизионных деталей) имеет ряд существенных преимуществ перед традиционными методами обработки листового металла. Наиболее важно то, что фотохимическое травление позволяет получать детали, не вызывая деградации материала, поскольку в процессе обработки не используются ни тепло, ни сила. Кроме того, этот процесс позволяет получать детали практически бесконечной сложности благодаря одновременному удалению элементов компонентов с помощью травильных реагентов.
Для травления используются либо цифровые, либо стеклянные инструменты, поэтому нет необходимости изготавливать дорогостоящие и сложные в подгонке стальные формы. Это означает, что можно воспроизвести большое количество изделий с нулевым износом инструмента, гарантируя, что первая и миллионная изготовленные детали будут идентичными.
Цифровые и стеклянные инструменты также можно очень быстро и экономично регулировать и заменять (обычно в течение часа), что делает их идеальными для прототипирования и крупносерийного производства. Это позволяет оптимизировать конструкцию без риска финансовых потерь. Время выполнения заказа оценивается на 90% быстрее, чем у штампованных деталей, которые также требуют значительных первоначальных инвестиций в оснастку.
Сетки, фильтры, сита и изгибы. Компания может наносить методом травления широкий спектр компонентов из нержавеющей стали, включая сетки, фильтры, сита, плоские пружины и пружины для изгибов.
Фильтры и сита необходимы во многих отраслях промышленности, и заказчики часто предъявляют требования к параметрам сложности и предельной точности. Фотохимическое травление микрометалла используется для производства широкого спектра фильтров и сеток для нефтехимической, пищевой, медицинской и автомобильной промышленности (фототравленные фильтры используются в системах впрыска топлива и гидравлике благодаря их высокой прочности на разрыв). Компания micrometal разработала свою технологию фотохимического травления, позволяющую точно контролировать процесс травления в трех измерениях. Это облегчает создание сложных геометрических форм и, при применении к производству решеток и сит, может значительно сократить сроки выполнения заказа. Кроме того, в одну решетку можно включить специальные элементы и различные формы отверстий без увеличения стоимости.
В отличие от традиционных методов механической обработки, фотохимическое травление позволяет создавать тонкие и точные трафареты, фильтры и сита с более высокой степенью детализации.
Одновременное удаление металла во время травления позволяет создавать отверстия различной геометрии без дорогостоящего инструмента или механической обработки, а фототравленные сетки не имеют заусенцев и напряжений, а также не подвержены деградации материала, в то время как перфорированные пластины не подвержены деформации.
Фотохимическое травление не изменяет качество поверхности обрабатываемого материала и не использует контакт металла с металлом или источники тепла для изменения свойств поверхности. В результате этот процесс позволяет получить уникальную, высокоэстетичную отделку нержавеющей стали, что делает ее пригодной для декоративных применений.
Компоненты из нержавеющей стали, полученные фотохимическим травлением, также часто используются в критически важных с точки зрения безопасности или экстремальных условиях эксплуатации – например, в тормозных системах ABS и системах впрыска топлива – и полученный изгиб можно идеально «изогнуть» миллионы раз, поскольку этот процесс не изменяет усталостную прочность стали. Альтернативные методы обработки, такие как механическая обработка и фрезерование, часто оставляют небольшие заусенцы и переплавленные слои, которые могут влиять на характеристики пружин.
Фотохимическое травление устраняет потенциальные места разрушения в зерне материала, обеспечивая изгиб слоя без заусенцев и повторного литья, что гарантирует длительный срок службы изделия и более высокую надежность.
Краткое описание: Сталь и нержавеющая сталь обладают рядом свойств, которые делают их идеальными для многих промышленных применений. Хотя фотохимическое травление считается относительно простым материалом для обработки с помощью традиционных методов обработки листового металла, оно предоставляет производителям значительные преимущества при изготовлении сложных и критически важных с точки зрения безопасности деталей.
Травление не требует использования сложного инструмента, позволяет быстро производить изделия от прототипа до крупносерийного производства, обеспечивает практически неограниченную сложность деталей, позволяет получать детали без заусенцев и напряжений, не влияет на закалку и свойства металла, подходит для всех марок стали и обеспечивает точность ±0,025 мм. Все сроки выполнения указаны в днях, а не в месяцах.
Универсальность процесса фотохимического травления делает его привлекательным выбором для изготовления деталей из нержавеющей стали в многочисленных сложных условиях эксплуатации и стимулирует инновации, поскольку устраняет барьеры, присущие традиционным методам обработки листового металла, для инженеров-конструкторов.
Вещество, обладающее металлическими свойствами и состоящее из двух или более химических элементов, по меньшей мере один из которых является металлом.
Нитевидная часть материала, образующаяся на кромке заготовки во время механической обработки. Часто острая. Ее можно удалить ручными напильниками, шлифовальными кругами или лентами, проволочными щетками, абразивными щетками, водоструйным оборудованием или другими методами.
Способность сплава или материала противостоять ржавчине и коррозии. Это свойства никеля и хрома, присутствующие в сплавах, таких как нержавеющая сталь.
Усталостное разрушение — это явление, приводящее к разрушению под воздействием повторяющихся или колеблющихся напряжений, максимальное значение которых меньше предела прочности материала на растяжение. Разрушение от усталости происходит постепенно, начиная с мельчайших трещин, которые растут под воздействием колеблющихся напряжений.
Максимальное напряжение, которое может выдерживаться без разрушения в течение заданного числа циклов; если не указано иное, напряжение полностью меняет направление в каждом цикле.
Любой производственный процесс, в котором металл обрабатывается или механическим способом для придания заготовке новой формы. В широком смысле этот термин включает такие процессы, как проектирование и компоновка, термообработка, перемещение материалов и контроль качества.
Нержавеющая сталь обладает высокой прочностью, жаростойкостью, превосходной обрабатываемостью и коррозионной стойкостью. Разработаны четыре общие категории, охватывающие широкий спектр механических и физических свойств для конкретных применений. Эти четыре марки включают: аустенитные стали серий CrNiMn 200 и CrNi 300; мартенситные стали серии 400, закаливаемые; ферритные стали серии 400, не закаливаемые; хромоникелевые сплавы, закаливаемые осаждением, с добавлением элементов для термической обработки и старения.
При испытании на растяжение отношение максимальной нагрузки к исходной площади поперечного сечения. Также называется пределом прочности. Сравните с пределом текучести.