Nerezová oceľ ponúka mnoho materiálových výhod v rôznych priemyselných aplikáciách, ale zvolená technika obrábania môže ovplyvniť kvalitu a integritu dielov vyrobených z tohto všestranného kovu.
Tento článok hodnotí odôvodnenie použitia nehrdzavejúcej ocele v rade dielov a zostáv a skúma úlohu fotochemického leptania ako technológie spracovania, ktorá umožňuje výrobu inovatívnych a vysoko presných koncových produktov.
Prečo si vybrať nehrdzavejúcu oceľ? Nehrdzavejúca oceľ je v podstate mäkká oceľ s obsahom chrómu 10 % alebo viac (hmotnostných). Pridanie chrómu dodáva oceli jej jedinečné vlastnosti odolné voči korózii, typické pre nehrdzavejúcu oceľ. Obsah chrómu v oceli umožňuje vytvorenie pevného, ​​priľnavého, neviditeľného a proti korózii odolného filmu oxidu chrómu na povrchu ocele. Ak dôjde k mechanickému alebo chemickému poškodeniu, film sa dokáže sám opraviť za predpokladu, že je prítomný kyslík (aj vo veľmi malých množstvách).
Odolnosť proti korózii a ďalšie užitočné vlastnosti ocele sa zvyšujú zvýšením obsahu chrómu a pridaním ďalších prvkov, ako je molybdén, nikel a dusík.
Nerezová oceľ má mnoho výhod. Po prvé, materiál je odolný voči korózii a chróm je legujúci prvok, ktorý dodáva nerezovej oceli túto vlastnosť. Nízkolegované druhy odolávajú korózii v atmosférickom prostredí a prostredí s čistou vodou; vysokolegované druhy odolávajú korózii vo väčšine kyslých, zásaditých roztokov a prostredí obsahujúcich chlór, vďaka čomu sú ich vlastnosti užitočné v spracovateľských závodoch.
Špeciálne zliatiny s vysokým obsahom chrómu a niklu odolávajú tvorbe vodného kameňa a zachovávajú si vysokú pevnosť pri vysokých teplotách. Nerezová oceľ sa široko používa vo výmenníkoch tepla, prehrievačoch, kotloch, ohrievačoch napájacej vody, ventiloch a hlavných potrubiach, ako aj v lietadlách a kozmickom priemysle.
Čistenie je tiež veľmi dôležitá otázka. Schopnosť nehrdzavejúcej ocele ľahko sa čistiť z nej urobila prvú voľbu pre prísne hygienické podmienky, ako sú nemocnice, kuchyne a závody na spracovanie potravín, a ľahko udržiavateľný lesklý povrch nehrdzavejúcej ocele poskytuje moderný a atraktívny vzhľad.
Nakoniec, pri zohľadnení nákladov, materiálových a výrobných nákladov, ako aj nákladov na životný cyklus je nehrdzavejúca oceľ často najlacnejšou možnosťou materiálu a je 100 % recyklovateľná, čím sa dokončí celý životný cyklus.
Fotochemicky leptané mikrokovové „leptacie skupiny“ (vrátane HP Etch a Etchform) leptajú širokú škálu kovov s presnosťou, ktorá je bezkonkurenčná kdekoľvek na svete. Spracovávané plechy a fólie majú hrúbku od 0,003 do 2000 µm. Nerezová oceľ však zostáva prvou voľbou pre mnohých zákazníkov spoločnosti vďaka svojej všestrannosti, množstvu dostupných akostí, veľkému počtu súvisiacich zliatin, priaznivým materiálovým vlastnostiam (ako je opísané vyššie) a veľkému počtu povrchových úprav. Je to kov voľby pre mnoho aplikácií v širokej škále odvetví, so špecializáciou na obrábanie ocelí 1.4310: (AISI 301), 1.4404: (AISI 316L), 1.4301: (AISI 304) a mikrokovov známych austenitických kovov, rôznych feritických, tenzitických (1.4028 Mo/7C27Mo2) alebo duplexných ocelí, Invaru a Alloy 42.
Fotochemické leptanie (selektívne odstraňovanie kovu cez fotorezistovú masku na výrobu presných dielov) má oproti tradičným technikám výroby plechov niekoľko inherentných výhod. Najdôležitejšie je, že fotochemické leptanie vytvára diely bez degradácie materiálu, pretože počas spracovania sa nepoužíva žiadne teplo ani sila. Okrem toho môže proces vytvárať takmer nekonečne zložité diely vďaka súčasnému odstraňovaniu prvkov komponentov pomocou leptacej chémie.
Nástroje používané na leptanie sú buď digitálne, alebo sklenené, takže nie je potrebné začínať s vyrezávaním drahých a ťažko prispôsobiteľných oceľových foriem. To znamená, že je možné reprodukovať veľké množstvo produktov s absolútne nulovým opotrebením nástrojov, čím sa zabezpečí, že prvý a miliónty vyrobený diel budú identické.
Digitálne a sklenené nástroje sa dajú tiež veľmi rýchlo a ekonomicky nastavovať a meniť (zvyčajne do hodiny), vďaka čomu sú ideálne na prototypovanie a veľkoobjemovú výrobu. To umožňuje „bezrizikovú“ optimalizáciu návrhu bez finančných strát. Odhaduje sa, že doba obratu je o 90 % rýchlejšia ako pri lisovaných dieloch, ktoré si tiež vyžadujú značné počiatočné investície do nástrojov.
Sitá, filtre, sitá a ohyby Spoločnosť dokáže leptať širokú škálu komponentov z nehrdzavejúcej ocele vrátane sita, filtrov, sít, plochých pružín a ohybových pružín.
Filtre a sitá sú potrebné v mnohých priemyselných odvetviach a zákazníci často požadujú parametre zložitosti a extrémnej presnosti. Proces fotochemického leptania spoločnosti micrometal sa používa na výrobu rôznych filtrov a sít pre petrochemický priemysel, potravinársky priemysel, medicínsky priemysel a automobilový priemysel (fotoleptané filtre sa používajú v systémoch vstrekovania paliva a hydrauliky vďaka svojej vysokej pevnosti v ťahu). Spoločnosť micrometal vyvinula svoju technológiu fotochemického leptania, ktorá umožňuje presné riadenie procesu leptania v 3 rozmeroch. To uľahčuje vytváranie zložitých geometrií a pri použití na výrobu mriežok a sít môže výrazne skrátiť dodacie lehoty. Okrem toho je možné do jednej mriežky zahrnúť špeciálne prvky a rôzne tvary otvorov bez zvýšenia nákladov.
Na rozdiel od tradičných obrábacích techník má fotochemické leptanie vyššiu úroveň sofistikovanosti pri výrobe tenkých a presných šablón, filtrov a sít.
Súčasné odstraňovanie kovu počas leptania umožňuje začlenenie viacerých geometrií otvorov bez nákladov na drahé nástroje alebo obrábanie a fotoleptané siete sú bez otrepov a pnutia s degradáciou materiálu, zatiaľ čo perforované dosky sú náchylné na nulovú deformáciu.
Fotochemické leptanie nemení povrchovú úpravu spracovávaného materiálu a nepoužíva kontakt kovu s kovom ani zdroje tepla na zmenu povrchových vlastností. Vďaka tomu môže tento proces poskytnúť jedinečný vysoko estetický vzhľad nehrdzavejúcej ocele, vďaka čomu je vhodná na dekoratívne aplikácie.
Fotochemicky leptané komponenty z nehrdzavejúcej ocele sa tiež často používajú v bezpečnostne kritických alebo extrémnych aplikáciách – ako sú brzdové systémy ABS a systémy vstrekovania paliva – a leptaný ohyb sa dá dokonale „ohnúť“ miliónkrát, pretože proces nemení únavovú pevnosť ocele. Alternatívne techniky obrábania, ako je obrábanie a frézovanie, často zanechávajú malé otrepy a vrstvy prelievania, ktoré môžu ovplyvniť výkon pružiny.
Fotochemické leptanie eliminuje potenciálne miesta zlomenia v zrne materiálu, čím sa dosahuje ohýbanie bez otrepov a preliatych vrstiev, čo zaisťuje dlhú životnosť produktu a vyššiu spoľahlivosť.
Zhrnutie Oceľ a nehrdzavejúca oceľ majú celý rad vlastností, vďaka ktorým sú ideálne pre mnohé celopriemyselné aplikácie. Hoci sa fotochemické leptanie považuje za relatívne jednoduchý materiál na spracovanie tradičnými technikami výroby plechov, ponúka výrobcom značné výhody pri výrobe zložitých a bezpečnostne kritických dielov.
Leptanie nevyžaduje tvrdé nástroje, umožňuje rýchlu výrobu od prototypu až po veľkosériovú výrobu, ponúka prakticky neobmedzenú zložitosť dielov, produkuje diely bez otrepov a pnutia, neovplyvňuje popúšťanie a vlastnosti kovu, funguje na všetkých druhoch ocele a dosahuje presnosť ±0,025 mm, všetky dodacie lehoty sú v dňoch, nie mesiacoch.
Vďaka svojej všestrannosti je proces fotochemického leptania presvedčivou voľbou pre výrobu dielov z nehrdzavejúcej ocele v mnohých náročných aplikáciách a stimuluje inovácie, pretože odstraňuje bariéry, ktoré sú pre konštruktérov vlastné tradičným technikám výroby plechov.
Látka s kovovými vlastnosťami, ktorá sa skladá z dvoch alebo viacerých chemických prvkov, z ktorých aspoň jeden je kov.
Vláknitá časť materiálu, ktorá sa tvorí na okraji obrobku počas obrábania. Často ostrá. Dá sa odstrániť ručnými pilníkmi, brúsnymi kotúčmi alebo pásmi, drôtenými kotúčmi, abrazívnymi vláknitými kefami, vodným lúčom alebo inými metódami.
Schopnosť zliatiny alebo materiálu odolávať hrdzi a korózii. Ide o vlastnosti niklu a chrómu, ktoré sa tvoria v zliatinách, ako je nehrdzavejúca oceľ.
Jav, ktorý vedie k lomu pri opakovanom alebo kolísavom napätí s maximálnou hodnotou menšou ako pevnosť v ťahu materiálu. Únavový lom je progresívny, začína malými trhlinami, ktoré rastú pri kolísavom napätí.
Maximálne napätie, ktoré je možné vydržať bez porušenia počas stanoveného počtu cyklov, pokiaľ nie je uvedené inak, napätie sa v rámci každého cyklu úplne obráti.
Akýkoľvek výrobný proces, pri ktorom sa kov opracúva alebo obrába, aby sa obrobku dal nový tvar. Vo všeobecnosti tento pojem zahŕňa procesy ako návrh a rozvrhnutie, tepelné spracovanie, manipulácia s materiálom a kontrola.
Nerezová oceľ má vysokú pevnosť, tepelnú odolnosť, vynikajúcu obrobiteľnosť a odolnosť voči korózii. Boli vyvinuté štyri všeobecné kategórie, ktoré pokrývajú celý rad mechanických a fyzikálnych vlastností pre špecifické aplikácie. Štyri triedy sú: austenitický typ CrNiMn radu 200 a CrNi radu 300; chrómový martenzitický typ, kaliteľná séria 400; chrómový, nekaliteľná séria 400, feritický typ; precipitačne kaliteľná chrómniklová zliatina s prídavnými prvkami na rozpúšťanie a kalenie starnutím.
Pri skúške ťahom je to pomer maximálneho zaťaženia k pôvodnej ploche prierezu. Nazýva sa aj medza pevnosti v tahu. Porovnajte s medzou klzu.