Ruostumaton teräs tarjoaa monia materiaalietuja useissa teollisissa sovelluksissa, mutta valittu työstötekniikka voi vaikuttaa tästä monipuolisesta metallista valmistettujen osien laatuun ja eheyteen.
Tässä artikkelissa arvioidaan ruostumattoman teräksen käytön perusteita erilaisissa osissa ja kokoonpanoissa ja tarkastellaan fotokemiallisen etsauksen roolia prosessointitekniikkana, joka voi mahdollistaa innovatiivisten ja erittäin tarkkojen loppukäyttötuotteiden tuotannon.
Miksi valita ruostumaton teräs? Ruostumaton teräs on pohjimmiltaan pehmeää terästä, jonka kromipitoisuus on vähintään 10 painoprosenttia. Kromin lisääminen antaa teräkselle ainutlaatuiset ruostumattomalle teräkselle ominaiset korroosionkestävät ominaisuudet. Teräksen kromipitoisuus mahdollistaa kovan, tarttuvan, näkymättömän ja korroosionkestävän kromioksidikalvon muodostumisen teräksen pinnalle. Jos kalvo vaurioituu mekaanisesti tai kemiallisesti, se voi korjata itsensä, jos happea on läsnä (jopa hyvin pieninä määrinä).
Teräksen korroosionkestävyyttä ja muita hyödyllisiä ominaisuuksia parannetaan lisäämällä kromipitoisuutta ja lisäämällä muita alkuaineita, kuten molybdeeniä, nikkeliä ja typpeä.
Ruostumattomalla teräksellä on monia etuja. Ensinnäkin materiaali on korroosionkestävä, ja kromi on seosaine, joka antaa ruostumattomalle teräkselle tämän ominaisuuden. Matalaseosteiset laadut kestävät korroosiota ilmakehässä ja puhtaassa vedessä; runsasseosteiset laadut kestävät korroosiota useimmissa happamissa, emäksisissä liuoksissa ja klooria sisältävissä ympäristöissä, mikä tekee niiden ominaisuuksista hyödyllisiä jalostuslaitoksissa.
Erityiset korkean kromi- ja nikkeliseosten laadut kestävät hilseilyä ja säilyttävät korkean lujuuden korkeissa lämpötiloissa. Ruostumatonta terästä käytetään laajalti lämmönvaihtimissa, ylikuumentimissa, kattiloissa, syöttöveden lämmittimissä, venttiileissä ja pääputkistoissa sekä lentokone- ja avaruussovelluksissa.
Myös puhdistus on erittäin tärkeä asia. Ruostumattoman teräksen helppo puhdistettavuus on tehnyt siitä ensisijaisen valinnan vaativiin hygieniaolosuhteisiin, kuten sairaaloihin, keittiöihin ja elintarviketehtaisiin, ja ruostumattoman teräksen helppohoitoinen kirkas pinta antaa sille modernin ja houkuttelevan ulkonäön.
Lopuksi, kun otetaan huomioon kustannukset, materiaali- ja tuotantokustannukset sekä elinkaarikustannukset, ruostumaton teräs on usein halvin materiaalivaihtoehto ja se on 100 % kierrätettävä, mikä täyttää koko elinkaaren.
Fotokemiallisesti syövytetyt mikrometallien ”syövytysryhmät” (mukaan lukien HP Etch ja Etchform) syövyttävät monenlaisia ​​metalleja tarkkuudella, jota ei voi verrata mihinkään päin maailmaa. Käsiteltyjen levyjen ja kalvojen paksuus vaihtelee 0,003:sta 2000 µm:iin. Ruostumaton teräs on kuitenkin edelleen monien yrityksen asiakkaiden ensisijainen valinta monipuolisuutensa, saatavilla olevien lukuisten laatujen, suuren määrän samankaltaisia ​​seoksia, edullisten materiaaliominaisuuksien (kuten edellä on kuvattu) ja lukuisten viimeistelyvaihtoehtojen ansiosta. Se on valittu metalli moniin sovelluksiin useilla eri teollisuudenaloilla, erikoistuen 1.4310: (AISI 301), 1.4404: (AISI 316L), 1.4301: (AISI 304) ja tunnettujen austeniittisten metallien mikrometallien, erilaisten ferriittisten, tensiittisten (1.4028 Mo/7C27Mo2) tai duplex-terästen, Invarin ja Alloy 42:n työstöön.
Fotokemiallisella etsauksella (metallin selektiivinen poistaminen fotoresistimaskin avulla tarkkuusosien tuottamiseksi) on useita luontaisia ​​etuja perinteisiin ohutlevyjen valmistustekniikoihin verrattuna. Tärkeintä on, että fotokemiallinen etsaus tuottaa osia ja eliminoi materiaalin heikkenemisen, koska käsittelyn aikana ei käytetä lämpöä tai voimaa. Lisäksi prosessilla voidaan tuottaa lähes äärettömän monimutkaisia ​​osia, koska komponenttien ominaisuuksia poistetaan samanaikaisesti syövytyskemian avulla.
Syövytystyökalut ovat joko digitaalisia tai lasisia, joten kalliiden ja vaikeasti sovitettavien teräsmuottien leikkaamista ei tarvitse aloittaa. Tämä tarkoittaa, että suuri määrä tuotteita voidaan tuottaa täysin ilman työkalujen kulumista, mikä varmistaa, että ensimmäinen ja miljoonas tuotettu osa ovat identtisiä.
Digitaalisia ja lasista valmistettuja työkaluja voidaan myös säätää ja vaihtaa erittäin nopeasti ja taloudellisesti (yleensä tunnin sisällä), mikä tekee niistä ihanteellisia prototyyppien valmistukseen ja suurten volyymien tuotantoon. Tämä mahdollistaa riskittömän suunnittelun optimoinnin ilman taloudellisia tappioita. Läpimenoajan arvioidaan olevan 90 % nopeampi kuin leimattujen osien, jotka myös vaativat merkittäviä etukäteisinvestointeja työkaluihin.
Seulat, suodattimet, sihtit ja taivutukset Yritys voi syövyttää erilaisia ​​ruostumattomasta teräksestä valmistettuja komponentteja, kuten sihtejä, suodattimia, sihtejä, litteitä jousia ja taivutusjousia.
Suodattimia ja seuloja tarvitaan monilla teollisuudenaloilla, ja asiakkaat vaativat usein monimutkaisia ​​ja äärimmäisen tarkkoja parametreja. Micrometal-metallin fotokemiallista etsausprosessia käytetään erilaisten suodattimien ja sihtien valmistukseen petrokemian teollisuudelle, elintarviketeollisuudelle, lääketeollisuudelle ja autoteollisuudelle (fotoetsattuja suodattimia käytetään polttoaineen ruiskutusjärjestelmissä ja hydrauliikassa niiden suuren vetolujuuden vuoksi). Micrometal on kehittänyt fotokemiallisen etsausteknologiansa, joka mahdollistaa etsausprosessin tarkan hallinnan kolmiulotteisesti. Tämä helpottaa monimutkaisten geometrioiden luomista ja voi verkkojen ja seulojen valmistuksessa lyhentää merkittävästi läpimenoaikoja. Lisäksi yhteen verkkoon voidaan sisällyttää erikoisominaisuuksia ja erilaisia ​​aukon muotoja ilman, että kustannukset nousevat.
Toisin kuin perinteiset työstötekniikat, fotokemiallinen etsaus on kehittyneempää ohuiden ja tarkkojen sapluunoiden, suodattimien ja seulojen valmistuksessa.
Metallin samanaikainen poisto syövytyksen aikana mahdollistaa useiden reikägeometrioiden sisällyttämisen ilman kalliita työkalu- tai työstökustannuksia, ja fotosyövytetyt verkot ovat purseettomia ja jännityksettömiä, eikä materiaali heikkene lainkaan, kun taas rei'itetyt levyt ovat alttiita muodonmuutokselle.
Fotokemiallinen etsaus ei muuta käsiteltävän materiaalin pinnanlaatua eikä siinä käytetä metalli-metalli-kosketusta tai lämmönlähteitä pinnan ominaisuuksien muuttamiseksi. Tämän seurauksena prosessi voi tarjota ainutlaatuisen esteettisen pinnan ruostumattomalle teräkselle, mikä tekee siitä sopivan koristeellisiin sovelluksiin.
Fotokemiallisesti syövytettyjä ruostumattomasta teräksestä valmistettuja komponentteja käytetään usein myös turvallisuuskriittisissä tai äärimmäisissä ympäristöissä – kuten ABS-jarrujärjestelmissä ja polttoaineen ruiskutusjärjestelmissä – ja syövytetty taivutus voidaan "taivuttaa" täydellisesti miljoonia kertoja, koska prosessi ei muuta teräksen väsymislujuutta. Vaihtoehtoiset työstötekniikat, kuten koneistus ja jyrsintä, jättävät usein pieniä purseita ja uudelleenvalettuja kerroksia, jotka voivat vaikuttaa jousen suorituskykyyn.
Fotokemiallinen etsaus poistaa materiaalin jyvän mahdolliset murtumat, mikä tuottaa purseettoman ja uudelleenvaletun kerroksen taipumisen, mikä varmistaa tuotteen pitkän käyttöiän ja paremman luotettavuuden.
Yhteenveto Teräksellä ja ruostumattomalla teräksellä on useita ominaisuuksia, jotka tekevät niistä ihanteellisia moniin teollisuuden sovelluksiin. Vaikka fotokemiallinen etsaus on suhteellisen yksinkertainen materiaali käsitellä perinteisillä ohutlevyjen valmistustekniikoilla, se tarjoaa valmistajille merkittäviä etuja monimutkaisten ja turvallisuuskriittisten osien tuotannossa.
Syövytys ei vaadi kovia työkaluja, mahdollistaa nopean tuotannon prototyypistä suurtuotantoon, tarjoaa käytännössä rajattoman osien monimutkaisuuden, tuottaa purseettomia ja jännityksettömiä osia, ei vaikuta metallin päästöön ja ominaisuuksiin, toimii kaikilla teräslajeilla ja saavuttaa ±0,025 mm:n tarkkuuden, kaikki toimitusajat ovat päivissä, eivät kuukausissa.
Fotokemiallisen etsausprosessin monipuolisuus tekee siitä houkuttelevan vaihtoehdon ruostumattomasta teräksestä valmistettujen osien valmistukseen lukuisissa vaativissa sovelluksissa ja stimuloi innovaatioita, koska se poistaa perinteisille ohutlevyjen valmistustekniikoille ominaiset esteet suunnittelijoilta.
Metallisia ominaisuuksia omaava aine, joka koostuu kahdesta tai useammasta kemiallisesta alkuaineesta, joista ainakin yksi on metalli.
Materiaalin rihmmainen osa, joka muodostuu työkappaleen reunaan koneistuksen aikana. Usein terävä. Se voidaan poistaa käsiviiloilla, hiomalaikoilla tai -nauhoilla, lankalaikoilla, hiomaharjoilla, vesisuihkulaitteilla tai muilla menetelmillä.
Seoksen tai materiaalin kyky vastustaa ruostetta ja korroosiota. Nämä ovat nikkelin ja kromin ominaisuuksia, joita muodostuu seoksissa, kuten ruostumattomassa teräksessä.
Ilmiö, joka johtaa murtumaan toistuvan tai vaihtelevan jännityksen alaisena, kun maksimiarvo on pienempi kuin materiaalin vetolujuus. Väsymysmurtuma on etenevä ja alkaa pieninä halkeamina, jotka kasvavat vaihtelevan jännityksen alaisena.
Suurin jännitys, joka voidaan kestää ilman vikaantumista tietyn määrän syklejä. Ellei toisin mainita, jännitys kääntyy täysin päinvastaiseksi jokaisen syklin aikana.
Mikä tahansa valmistusprosessi, jossa metallia työstetään tai koneistetaan antamaan työkappaleelle uusi muoto. Yleisesti ottaen termi kattaa prosessit, kuten suunnittelun ja asettelun, lämpökäsittelyn, materiaalinkäsittelyn ja tarkastuksen.
Ruostumattomalla teräksellä on korkea lujuus, lämmönkestävyys, erinomainen lastuttavuus ja korroosionkestävyys. Neljä yleistä luokkaa on kehitetty kattamaan useita mekaanisia ja fysikaalisia ominaisuuksia tiettyihin sovelluksiin. Neljä laatuluokkaa ovat: austeniittiset CrNiMn 200- ja CrNi 300 -sarjat; karkaistavat kromimartensiittiset 400-sarjat; karkaisemattomat kromi-nikkeliseokset 400-sarjat; erkautuskarkenevat kromi-nikkeliseokset, joihin on lisätty liuoskäsittelyä ja vanhenemiskarkaisua varten tarkoitettuja elementtejä.
Vetokokeessa suurimman kuormituksen suhde alkuperäiseen poikkileikkauspinta-alaan. Kutsutaan myös murtolujuudeksi. Vertaa myötölujuuteen.