Rostfritt stål erbjuder många materialfördelar i en rad industriella tillämpningar, men den valda bearbetningstekniken kan påverka kvaliteten och integriteten hos delar tillverkade av denna mångsidiga metall.
Den här artikeln utvärderar logiken för användningen av rostfritt stål i en rad delar och sammansättningar, och tittar på rollen av fotokemisk etsning som en processteknik som kan möjliggöra produktion av innovativa och högprecisionsprodukter för slutanvändning.
Varför välja rostfritt stål?Rostfritt stål är i huvudsak ett mjukt stål med en kromhalt på 10 % eller mer (i vikt). Tillsatsen av krom ger stålet dess unika rostfria, korrosionsbeständiga egenskaper. Stålets krominnehåll tillåter bildandet av en seg, vidhäftande, osynlig, korrosionsbeständig kromoxidfilm på stålytan. Om den skadas mekaniskt eller kemiskt kan filmen reparera sig själv, förutsatt att det finns syre (även i mycket små mängder).
Korrosionsbeständigheten och andra användbara egenskaper hos stål 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 kvaliteter motstår korrosion i atmosfäriska och rent vattenmiljöer; höglegerade kvaliteter motstår korrosion i de flesta sura, alkaliska lösningar och klorhaltiga miljöer, vilket gör deras egenskaper användbara i bearbetningsanläggningar.
Särskilda högkrom- och nickellegeringar motstår skalning och bibehåller hög hållfasthet vid höga temperaturer. Rostfritt stål används i stor utsträckning i värmeväxlare, överhettare, pannor, matarvattenberedare, ventiler och vanliga rörledningar, såväl som i flyg- och rymdtillämpningar.
Rengöring är också en mycket viktig fråga. Rostfritt ståls förmåga att enkelt rengöras har gjort det till förstahandsvalet för stränga hygieniska förhållanden som sjukhus, kök och livsmedelsfabriker, och rostfritt ståls lättskötta ljusa finish ger en modern och attraktiv utseende.
Slutligen, när man överväger kostnader, med hänsyn till material- och produktionskostnader samt livscykelkostnader, är rostfritt stål ofta det billigaste materialalternativet och är 100 % återvinningsbart, vilket fullbordar hela livscykeln.
Fotokemiskt etsade "etsningsgrupper" av mikrometall (inklusive HP Etch och Etchform) etsar en mängd olika metaller med precision oöverträffad någonstans i världen. Bearbetade plåtar och folier varierar i tjocklek från 0,003 till 2000 µm. Rostfritt stål förblir dock det första val för många av företagets kunder på grund av dess mångsidighet, mångfalden av tillgängliga kvaliteter, det stora antalet relaterade legeringar, de gynnsamma materialegenskaperna (som beskrivits ovan) och det stora antalet ytbehandlingar. Det är metallen att välja mellan för många applikationer inom ett brett spektrum av industrier, specialiserade på bearbetning 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 (det selektiva avlägsnandet av metall genom en fotoresistmask för att producera precisionsdelar) har flera inneboende fördelar jämfört med traditionella plåttillverkningstekniker. Det viktigaste är att fotokemisk etsning producerar delar samtidigt som man eliminerar materialnedbrytning eftersom ingen värme eller kraft används under bearbetningen. Dessutom kan processen producera nästan oändligt komplexa delar på grund av det samtidiga avlägsnandet av komponentegenskaper med hjälp av etsmedelskemi.
De verktyg som används för etsning är antingen digitala eller glas, så det finns ingen anledning att börja skära dyra och svårmonterade stålformar. Detta innebär att ett stort antal produkter kan reproduceras med absolut noll verktygsslitage, vilket säkerställer att den första och miljonte delar som produceras är identiska.
Digitala verktyg och glasverktyg kan också justeras och ändras mycket snabbt och ekonomiskt (vanligtvis inom en timme), vilket gör dem idealiska för prototyper och produktionskörningar med stora volymer. Detta möjliggör "riskfri" designoptimering utan ekonomisk förlust. Omloppstiden är uppskattas vara 90 % snabbare än stämplade delar, vilket också kräver en betydande investering i verktygsarbete i förväg.
Skärmar, filter, siktar och böjar Företaget kan etsa en rad komponenter i rostfritt stål inklusive siktar, filter, siktar, platta fjädrar och böjfjädrar.
Filter och siktar krävs inom många industrisektorer och kunderna kräver ofta parametrar av komplexitet och extrem precision. Den fotokemiska etsningsprocessen av mikrometall används för att tillverka en rad filter och skärmar 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, när de tillämpas på tillverkning av galler och siktar, kan ledtiderna avsevärt minskas. Dessutom kan specialfunktioner och olika öppningsformer inkluderas i ett enda galler utan ökade kostnader.
Till skillnad från traditionella bearbetningstekniker har fotokemisk etsning en högre nivå av sofistikering vid tillverkning av tunna och exakta schabloner, filter och siktar.
Samtidigt avlägsnande av metall under etsning möjliggör inkorporering av flera håls geometrier utan att medföra dyra verktygs- eller bearbetningskostnader, och fotoetsade nät är gradfria och spänningsfria med materialnedbrytning där perforerade plåtar är benägna att deformeras noll.
Fotokemisk etsning förändrar inte ytfinishen på materialet som bearbetas och använder inte metall-till-metall kontakt eller värmekällor för att ändra ytegenskaper. Som ett resultat kan processen ge en unik högestetisk finish på rostfritt stål, vilket gör den lämpar sig för dekorativa applikationer.
Fotokemiskt etsade komponenter i rostfritt stål används också ofta i säkerhetskritiska eller extrema miljötillämpningar – såsom ABS-bromssystem och bränsleinsprutningssystem – och den etsade böjningen kan perfekt "böjas" miljontals gånger eftersom processen inte förändrar utmattningshållfastheten av stålet .Alternativa bearbetningstekniker såsom bearbetning och fräsning lämnar ofta små grader och omgjutna lager som kan påverka fjäderprestandan.
Fotokemisk etsning eliminerar potentiella brottställen i materialets korn, 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 pan-industriella applikationer. Även om det ses som ett relativt enkelt material att bearbeta genom traditionella plåttillverkningstekniker, erbjuder fotokemisk etsning tillverkarna betydande fördelar vid tillverkning av komplexa och säkerhetskritiska delar.
Etsning kräver inga hårda verktyg, tillåter snabb produktion från prototyp till högvolymtillverkning, erbjuder praktiskt taget obegränsad detaljkomplexitet, producerar grad- och spänningsfria delar, påverkar inte metallhärdning och egenskaper, fungerar på alla stålkvaliteter och når noggrannhet på ±0,025 mm, alla ledtider är i dagar, inte månader.
Mångsidigheten hos den fotokemiska etsningsprocessen gör den till ett övertygande val för tillverkning av delar av rostfritt stål i många rigorösa tillämpningar, och stimulerar innovation eftersom den tar bort de hinder som är inneboende i traditionella plåttillverkningstekniker för designingenjörer.
Ett ämne med metalliska egenskaper och som består av två eller flera kemiska grundämnen, varav minst en är en metall.
Den trådformiga delen av materialet som bildas vid kanten av ett arbetsstycke under bearbetning.Ofta skarpt. Det kan tas bort med handfilar, slipskivor eller remmar, stålhjul, slipande fiberborstar, vattenstråleutrustning eller andra metoder.
Förmågan hos en legering eller ett material att motstå rost och korrosion. Dessa är egenskaperna hos nickel och krom som bildas i legeringar såsom rostfritt stål.
Ett fenomen som resulterar i brott under upprepade eller fluktuerande påkänningar med ett maxvärde som är mindre än materialets draghållfasthet.
Den maximala spänningen som kan upprätthållas utan brott under ett specificerat antal cykler, om inget annat anges, reverseras spänningen helt inom varje cykel.
Varje tillverkningsprocess där metall bearbetas eller bearbetas för att ge ett arbetsstycke en ny form. I stora drag omfattar termen processer som design och layout, värmebehandling, materialhantering och inspektion.
Rostfritt stål har hög hållfasthet, värmebeständighet, utmärkt skärbarhet och korrosionsbeständighet. Fyra allmänna kategorier har utvecklats för att täcka en rad mekaniska och fysikaliska egenskaper för specifika applikationer. De fyra kvaliteterna är: CrNiMn 200-serien och CrNi 300-seriens austenitiska typ; krommartensitisk typ, härdbar 400-serien; krom, icke-härdbar 400-serien ferritisk typ; Nederbördshärdbara krom-nickellegeringar med ytterligare element för lösningsbehandling och åldringshärdning.
I ett dragprov, förhållandet mellan den maximala belastningen och den ursprungliga tvärsnittsarean. Kallas även brottgräns. Jämför med sträckgräns.