Нержавеющая сталь предлагает множество преимуществ в ряде промышленных применений, но выбранная технология обработки может повлиять на качество и целостность деталей, изготовленных из этого универсального металла.
В этой статье оценивается обоснование использования нержавеющей стали в ряде деталей и узлов, а также рассматривается роль фотохимического травления как технологии обработки, которая может позволить производить инновационные и высокоточные продукты конечного использования.
Почему стоит выбирать нержавеющую сталь? Нержавеющая сталь по сути представляет собой мягкую сталь с содержанием хрома 10% и более (по весу). Добавление хрома придает стали уникальные коррозионно-стойкие свойства нержавеющей стали. Содержание хрома в стали позволяет образовывать прочную, липкую, невидимую, устойчивую к коррозии пленку оксида хрома на поверхности стали. При механическом или химическом повреждении пленка может восстановиться сама при условии присутствия кислорода (даже в очень небольших количествах).
Коррозионная стойкость и другие полезные свойства стали повышаются за счет увеличения содержания хрома и добавления других элементов, таких как молибден, никель и азот.
Нержавеющая сталь имеет множество преимуществ. Во-первых, материал устойчив к коррозии, а хром является легирующим элементом, придающим нержавеющей стали такое качество. Низколегированные марки устойчивы к коррозии в атмосферных средах и в чистой воде; Высоколегированные марки устойчивы к коррозии в большинстве кислотных, щелочных растворов и хлорсодержащих средах, что делает их свойства полезными на перерабатывающих предприятиях.
Специальные сплавы с высоким содержанием хрома и никеля противостоят образованию окалины и сохраняют высокую прочность при высоких температурах. Нержавеющая сталь широко используется в теплообменниках, пароперегревателях, котлах, нагревателях питательной воды, клапанах и магистральных трубопроводах, а также в самолетах и ​​аэрокосмической отрасли.
Очистка также является очень важным вопросом. Способность нержавеющей стали легко очищаться сделала ее лучшим выбором для строгих гигиенических условий, таких как больницы, кухни и предприятия пищевой промышленности, а легкая в уходе яркая отделка нержавеющей стали обеспечивает современный и привлекательный вид. появление.
Наконец, при рассмотрении затрат, затрат на материалы и производство, а также затрат на жизненный цикл нержавеющая сталь часто является самым дешевым материалом и на 100% пригодна для вторичной переработки, завершая весь жизненный цикл.
Фотохимически травленные «группы травления» микрометаллов (включая HP Etch и Etchform) травят широкий спектр металлов с точностью, не имеющей себе равных в мире. Толщина обработанных листов и фольги варьируется от 0,003 до 2000 мкм. Однако нержавеющая сталь остается первой выбор для многих клиентов компании из-за его универсальности, множества доступных марок, большого количества родственных сплавов, благоприятных свойств материала (как описано выше) и большого количества отделок. Это металл, который выбирают многие Применение в широком спектре отраслей промышленности, специализирующихся на механической обработке 1.4310: (AISI 301), 1.4404: (AISI 316L), 1.4301: (AISI 304) и микрометаллов известных аустенитных металлов, различных ферритных, ма Тензитных (1.4028 Mo) /7C27Mo2) или дуплексные стали, инвар и сплав 42.
Фотохимическое травление (селективное удаление металла через фоторезистивную маску для изготовления прецизионных деталей) имеет ряд преимуществ перед традиционными методами изготовления листового металла. Кроме того, этот процесс позволяет производить практически бесконечно сложные детали благодаря одновременному удалению деталей компонентов с помощью химического травления.
Инструменты, используемые для травления, либо цифровые, либо стеклянные, поэтому нет необходимости приступать к резке дорогих и трудно подогнанных стальных форм. Это означает, что большое количество изделий можно воспроизвести при абсолютно нулевом износе инструмента, гарантируя, что с первого раза и миллионные произведенные детали идентичны.
Цифровые и стеклянные инструменты также можно настраивать и заменять очень быстро и экономично (обычно в течение часа), что делает их идеальными для прототипирования и крупносерийного производства. Это позволяет «без риска» оптимизировать конструкцию без финансовых потерь. Срок выполнения работ составляет по оценкам, на 90% быстрее, чем штампованные детали, которые также требуют значительных первоначальных инвестиций в оснастку.
Сита, фильтры, сита и изгибы Компания может протравить ряд компонентов из нержавеющей стали, включая сита, фильтры, сетки, плоские пружины и изогнутые пружины.
Фильтры и сита требуются во многих отраслях промышленности, и клиентам часто требуются параметры сложности и чрезвычайной точности. Процесс фотохимического травления микрометалла используется для изготовления ряда фильтров и сеток для нефтехимической промышленности, пищевой промышленности, медицинской промышленности и других отраслей промышленности. автомобильная промышленность (фототравленные фильтры используются в системах впрыска топлива и гидравлике из-за их высокой прочности на разрыв). Micrometal разработала технологию фотохимического травления, позволяющую точно контролировать процесс травления в трех измерениях. Это облегчает создание сложных геометрических форм и, при применении в производстве решеток и сит можно значительно сократить время выполнения заказа. Кроме того, в одну решетку можно включить специальные элементы и различные формы отверстий без увеличения стоимости.
В отличие от традиционных методов обработки, фотохимическое травление имеет более высокий уровень сложности при производстве тонких и точных трафаретов, фильтров и сит.
Одновременное удаление металла во время травления позволяет включать отверстия с несколькими геометриями без затрат на дорогостоящие инструменты или механическую обработку, а фототравленные сетки не имеют заусенцев и напряжений, а также деградации материала, когда перфорированные пластины склонны к нулевой деформации.
Фотохимическое травление не изменяет качество поверхности обрабатываемого материала и не использует контакт металл-металл или источники тепла для изменения свойств поверхности. В результате этот процесс может обеспечить уникальную высокоэстетичную отделку нержавеющей стали, делая он подходит для декоративного применения.
Детали из нержавеющей стали, подвергнутые фотохимическому травлению, также часто используются в критически важных для безопасности или экстремальных условиях эксплуатации, таких как тормозные системы с АБС и системы впрыска топлива. Протравленный изгиб можно идеально «сгибать» миллионы раз, поскольку этот процесс не изменяет усталостную прочность. стали. Альтернативные методы обработки, такие как механическая обработка и фрезерование, часто оставляют небольшие заусенцы и повторно отлитые слои, которые могут повлиять на характеристики пружины.
Фотохимическое травление устраняет потенциальные места разрушения зерна материала, обеспечивая без заусенцев и повторный изгиб слоя, обеспечивая длительный срок службы изделия и более высокую надежность.
Резюме: Сталь и нержавеющая сталь обладают рядом свойств, которые делают их идеальными для многих общепромышленных применений. Несмотря на то, что фотохимическое травление считается относительно простым материалом для обработки с помощью традиционных методов изготовления листового металла, оно предлагает производителям значительные преимущества при производстве сложных и критически важных с точки зрения безопасности материалов. части.
Травление не требует жесткого инструмента, обеспечивает быстрое производство от прототипа до крупносерийного производства, предлагает практически неограниченную сложность деталей, позволяет получать детали без заусенцев и напряжений, не влияет на отпуск и свойства металла, работает со всеми марками стали и достигает точности. ±0,025 мм, все сроки выполнения указаны в днях, а не месяцах.
Универсальность процесса фотохимического травления делает его привлекательным выбором для изготовления деталей из нержавеющей стали во многих сложных сферах применения и стимулирует инновации, поскольку устраняет барьеры, присущие традиционным технологиям изготовления листового металла для инженеров-конструкторов.
Вещество, обладающее металлическими свойствами и состоящее из двух или более химических элементов, по крайней мере один из которых является металлом.
Нитевидная часть материала, которая образуется на кромке заготовки во время механической обработки. Часто острая. Ее можно удалить ручными напильниками, шлифовальными кругами или лентами, проволочными кругами, щетками из абразивного волокна, водоструйным оборудованием или другими методами.
Способность сплава или материала противостоять ржавчине и коррозии. Это свойства никеля и хрома, образующиеся в таких сплавах, как нержавеющая сталь.
Явление, которое приводит к разрушению под действием повторяющегося или переменного напряжения с максимальным значением, меньшим, чем предел прочности материала. Усталостное разрушение прогрессирует, начиная с крошечных трещин, которые растут под воздействием переменного напряжения.
Максимальное напряжение, которое можно выдержать без отказа в течение определенного количества циклов, если не указано иное, напряжение полностью меняется в течение каждого цикла.
Любой производственный процесс, в ходе которого металл обрабатывается или подвергается механической обработке для придания заготовке новой формы. В широком смысле этот термин включает в себя такие процессы, как проектирование и компоновка, термообработка, обработка материалов и контроль.
Нержавеющая сталь обладает высокой прочностью, термостойкостью, отличной обрабатываемостью и коррозионной стойкостью. Были разработаны четыре основные категории, охватывающие ряд механических и физических свойств для конкретных применений. Четыре марки: серия CrNiMn 200 и серия CrNi 300 аустенитного типа; хром мартенситного типа, закаливаемый 400 серия; хром непрокаливаемый ферритного типа серии 400; Дисперсионно-твердеющие хромоникелевые сплавы с дополнительными элементами для обработки на раствор и старения.
При испытании на растяжение - это отношение максимальной нагрузки к исходной площади поперечного сечения. Также называется пределом прочности. Сравните с пределом текучести.