Rostfritt stål erbjuder många materialfördelar inom en rad industriella tillämpningar, men den valda bearbetningstekniken kan påverka kvaliteten och integriteten hos delar tillverkade av denna mångsidiga metall.
Denna artikel utvärderar motiveringen för användningen av rostfritt stål i en rad olika delar och enheter, och tittar på rollen av fotokemisk etsning som en processteknik som kan möjliggöra produktion av innovativa och högprecisionsslutprodukter.
Varför välja rostfritt stål? Rostfritt stål är i huvudsak ett kolstål med en kromhalt på 10 viktprocent eller mer. Tillsatsen av krom ger stålet dess unika rostfria stålegenskaper och korrosionsbeständighet. Stålets kromhalt möjliggör bildandet av en stark, vidhäftande, osynlig och korrosionsbeständig kromoxidfilm på stålytan. Om filmen skadas mekaniskt eller kemiskt kan den reparera sig själv, förutsatt att syre finns närvarande (även i mycket små mängder).
Stålets korrosionsbeständighet och andra användbara egenskaper förbättras genom att öka kromhalten och tillsätta andra element som molybden, nickel och kväve.
Rostfritt stål har många fördelar. För det första är materialet korrosionsbeständigt, och krom är det legeringselement som ger rostfritt stål denna kvalitet. Låglegerade stålsorter motstår korrosion i atmosfäriska och rent vattenmiljöer; höglegerade stålsorter motstår korrosion i de flesta sura, alkaliska lösningar och klorhaltiga miljöer, vilket gör deras egenskaper användbara i bearbetningsanläggningar.
Speciella legeringskvaliteter med hög krom- och nickelhalt motstår avlagringar och bibehåller hög hållfasthet vid höga temperaturer. Rostfritt stål används ofta i värmeväxlare, överhettare, pannor, matarvattenvärmare, ventiler och huvudledningar, samt i flygplan och rymdfart.
Rengöring är också en mycket viktig fråga. Rostfritt ståls förmåga att vara lätt att rengöra har gjort det till förstahandsvalet för stränga hygieniska förhållanden som sjukhus, kök och livsmedelsförädlingsanläggningar, och rostfritt ståls lättskötta blanka yta ger ett modernt och attraktivt utseende.
Slutligen, när man beaktar kostnader, material- och produktionskostnader samt livscykelkostnader, är rostfritt stål ofta det billigaste materialalternativet och är 100 % återvinningsbart, vilket fullbordar hela livscykeln.
Fotokemiskt etsade mikrometall-"etsgrupper" (inklusive HP Etch och Etchform) etsar en mängd olika metaller med precision som saknar motstycke i världen. Bearbetade ark och folier varierar i tjocklek från 0,003 till 2000 µm. Rostfritt stål är dock fortfarande förstahandsvalet för många av företagets kunder på grund av dess mångsidighet, de många tillgängliga kvaliteterna, det stora antalet relaterade legeringar, de gynnsamma materialegenskaperna (som beskrivits ovan) och det stora antalet ytbehandlingar. Det är den metall man väljer för många tillämpningar inom en mängd olika industrier, specialiserad på bearbetning av 1.4310: (AISI 301), 1.4404: (AISI 316L), 1.4301: (AISI 304) och mikrometaller av välkända austenitiska metaller, olika ferritiska, ma Tensitiska (1.4028 Mo/7C27Mo2) eller duplexstål, Invar och Alloy 42.
Fotokemisk etsning (selektiv borttagning av metall genom en fotoresistmask för att producera precisionsdelar) har flera inneboende fördelar jämfört med traditionella plåttillverkningstekniker. Viktigast av allt producerar fotokemisk etsning delar samtidigt som materialnedbrytning elimineras eftersom ingen värme eller kraft används under bearbetningen. Dessutom kan processen producera nästan oändligt komplexa delar tack vare samtidig borttagning av komponentegenskaper med hjälp av etsmedelskemi.
Verktygen som används för etsning är antingen digitala eller av glas, så det finns inget behov av att börja skära dyra och svårmonterade stålformar. Det innebär att ett stort antal produkter kan reproduceras med absolut noll verktygsslitage, vilket säkerställer att den första och miljonte delen som produceras är identiska.
Digitala och glasbaserade verktyg kan också justeras och bytas mycket snabbt och ekonomiskt (vanligtvis inom en timme), vilket gör dem idealiska för prototypframställning och produktion i stora volymer. Detta möjliggör "riskfri" designoptimering utan ekonomisk förlust. Leveranstiden uppskattas vara 90 % snabbare än för stansade delar, vilka också kräver en betydande initial investering i verktyg.
Siktar, filter, siktar och bockningar Företaget kan etsa en rad olika komponenter i rostfritt stål, inklusive siktar, filter, siktar, plana fjädrar och böjfjädrar.
Filter och siktar behövs inom många industrisektorer, och kunder kräver ofta parametrar av komplexitet och extrem precision. Den fotokemiska etsningsprocessen av mikrometall används för att tillverka en rad filter och siktar för den petrokemiska industrin, livsmedelsindustrin, medicinindustrin och bilindustrin (fotoetsade filter används i bränsleinsprutningssystem och hydraulik på grund av deras höga draghållfasthet). Micrometal har utvecklat sin fotokemiska etsningsteknik för att möjliggöra exakt kontroll av etsningsprocessen i 3 dimensioner. Detta underlättar skapandet av komplexa geometrier och kan, när det tillämpas på tillverkning av galler och siktar, avsevärt minska ledtiderna. Dessutom kan specialfunktioner och olika öppningsformer inkluderas i ett enda galler utan att öka kostnaden.
Till skillnad från traditionella bearbetningstekniker har fotokemisk etsning en högre nivå av sofistikering vid produktion av tunna och exakta schabloner, filter och siktar.
Samtidig borttagning av metall under etsning möjliggör införlivande av flera hålgeometrier utan dyra verktygs- eller bearbetningskostnader, och fotoetsade nät är gradfria och spänningsfria med materialnedbrytning där perforerade plattor är benägna att deformeras noll.
Fotokemisk etsning förändrar inte ytfinishen på materialet som bearbetas och använder inte metall-mot-metall-kontakt eller värmekällor för att förändra ytegenskaperna. Som ett resultat kan processen ge en unik högestetisk finish på rostfritt stål, vilket gör det lämpligt för dekorativa tillämpningar.
Fotokemiskt etsade komponenter i rostfritt stål används också ofta i säkerhetskritiska eller extrema miljötillämpningar – såsom ABS-bromssystem och bränsleinsprutningssystem – och den etsade böjningen kan "böjas" perfekt miljontals gånger eftersom processen inte förändrar stålets utmattningshållfasthet. Alternativa bearbetningstekniker som bearbetning och fräsning lämnar ofta små grader och omgjutna lager som kan påverka fjäderns prestanda.
Fotokemisk etsning eliminerar potentiella sprickområden i materialkornen, vilket ger gradfri och omgjutna lagerböjning, vilket säkerställer lång produktlivslängd och högre tillförlitlighet.
Sammanfattning Stål och rostfritt stål har en rad egenskaper som gör dem idealiska för många panindustriella tillämpningar. Även om fotokemisk etsning ses som ett relativt enkelt material att bearbeta med traditionella plåttillverkningstekniker, erbjuder det tillverkare betydande fördelar vid tillverkning av komplexa och säkerhetskritiska delar.
Etsning kräver inga hårda verktyg, möjliggör snabb produktion från prototyp till högvolymstillverkning, erbjuder praktiskt taget obegränsad detaljkomplexitet, producerar grad- och spänningsfria delar, påverkar inte metallens anlöpning och egenskaper, fungerar på alla stålkvaliteter och når en noggrannhet på ±0,025 mm, alla ledtider är i dagar, inte månader.
Den fotokemiska etsningsprocessens mångsidighet gör den till ett övertygande val för tillverkning av rostfria ståldelar i många krävande applikationer, och stimulerar innovation eftersom den undanröjer de hinder som är inneboende i traditionella plåttillverkningstekniker för konstruktörer.
Ett ämne med metalliska egenskaper och bestående av två eller flera kemiska element, varav minst ett är en metall.
Den trådliknande delen av ett material som bildas vid kanten av ett arbetsstycke under bearbetning. Ofta vass. Den kan avlägsnas med handfilar, slipskivor eller band, ståltrådsskivor, slipfiberborstar, vattenstråleutrustning eller andra metoder.
Förmågan hos en legering eller ett material att motstå rost och korrosion. Dessa är egenskaper hos nickel och krom som bildas i legeringar som rostfritt stål.
Ett fenomen som resulterar i brott under upprepad eller fluktuerande spänning med ett maximalt värde som är lägre än materialets draghållfasthet. Utmattningsbrott är progressivt och börjar med små sprickor som växer under fluktuerande spänning.
Den maximala spänningen som kan upprätthållas utan fel under ett angivet antal cykler, om inte annat anges, spänningen är helt reverserad inom varje cykel.
Varje tillverkningsprocess där metall bearbetas eller maskinbearbetas för att ge ett arbetsstycke en ny form. I stort sett omfattar termen processer som design och layout, värmebehandling, materialhantering och inspektion.
Rostfritt stål har hög hållfasthet, värmebeständighet, utmärkt bearbetbarhet och korrosionsbeständighet. Fyra generella kategorier har utvecklats för att täcka en rad mekaniska och fysikaliska egenskaper för specifika tillämpningar. De fyra kvaliteterna är: CrNiMn 200-serien och CrNi 300-serien austenitisk typ; krommartensitisk typ, härdbar 400-serien; krom, icke-härdbar 400-serien ferritisk typ; utskiljningshärdbara krom-nickellegeringar med ytterligare element för lösningsbehandling och åldringshärdning.
I ett dragprov, förhållandet mellan den maximala belastningen och den ursprungliga tvärsnittsarean. Även kallad brottgräns. Jämför med sträckgräns.