Rustfritt stål tilbyr mange materialfordeler i en rekke industrielle applikasjoner, men den valgte maskineringsteknikken kan påvirke kvaliteten og integriteten til deler laget av dette allsidige metallet.
Denne artikkelen evaluerer begrunnelsen for bruk av rustfritt stål i en rekke deler og sammenstillinger, og ser på rollen til fotokjemisk etsning som en prosesseringsteknologi som kan muliggjøre produksjon av innovative og høypresisjons sluttprodukter.
Hvorfor velge rustfritt stål? Rustfritt stål er i hovedsak et mildt stål med et krominnhold på 10 vekt% eller mer. Tilsetningen av krom gir stålet dets unike egenskaper som rustfritt stål og korrosjonsbestandighet. Krominnholdet i stålet muliggjør dannelsen av en tøff, heftende, usynlig og korrosjonsbestandig kromoksidfilm på ståloverflaten. Hvis filmen blir skadet mekanisk eller kjemisk, kan den reparere seg selv, forutsatt at oksygen er tilstede (selv i svært små mengder).
Korrosjonsmotstanden og andre nyttige egenskaper til stål forbedres ved å øke krominnholdet og tilsette andre elementer som molybden, nikkel og nitrogen.
Rustfritt stål har mange fordeler. For det første er materialet korrosjonsbestandig, og krom er legeringselementet som gir rustfritt stål denne kvaliteten. Lavlegerte kvaliteter motstår korrosjon i atmosfæriske og rentvannsmiljøer; høylegerte kvaliteter motstår korrosjon i de fleste syre-, alkaliske løsninger og klorholdige miljøer, noe som gjør egenskapene deres nyttige i prosesseringsanlegg.
Spesielle legeringskvaliteter med høyt krom- og nikkelinnhold motstår avskalling og opprettholder høy styrke ved høye temperaturer. Rustfritt stål er mye brukt i varmevekslere, overhetere, kjeler, matevannsberedere, ventiler og hovedrør, samt i fly- og romfartsapplikasjoner.
Rengjøring er også et svært viktig tema. Rustfritt ståls evne til å være lett å rengjøre har gjort det til førstevalget for strenge hygieniske forhold som sykehus, kjøkken og næringsmiddelforedlingsanlegg, og rustfritt ståls lettstelte, blanke overflate gir et moderne og attraktivt utseende.
Til slutt, når man vurderer kostnader, material- og produksjonskostnader samt livssykluskostnader, er rustfritt stål ofte det billigste materialalternativet og er 100 % resirkulerbart, noe som fullfører hele livssyklusen.
Fotokjemisk etsede mikrometall-"etsegrupper" (inkludert HP Etch og Etchform) etser et bredt utvalg av metaller med presisjon uten sidestykke i verden. Bearbeidede plater og folier varierer i tykkelse fra 0,003 til 2000 µm. Rustfritt stål er imidlertid fortsatt førstevalget for mange av selskapets kunder på grunn av dets allsidighet, de mange tilgjengelige kvalitetene, det store antallet relaterte legeringer, de gunstige materialegenskapene (som beskrevet ovenfor) og det store antallet overflatebehandlinger. Det er det foretrukne metallet for mange bruksområder i et bredt spekter av bransjer, og spesialiserer seg på maskinering av 1.4310: (AISI 301), 1.4404: (AISI 316L), 1.4301: (AISI 304) og mikrometaller av velkjente austenittiske metaller, forskjellige ferritiske, ma Tensittiske (1.4028 Mo/7C27Mo2) eller dupleksstål, Invar og Alloy 42.
Fotokjemisk etsing (selektiv fjerning av metall gjennom en fotoresistmaske for å produsere presisjonsdeler) har flere iboende fordeler i forhold til tradisjonelle teknikker for fabrikasjon av metallplater. Viktigst av alt produserer fotokjemisk etsing deler samtidig som materialforringelse elimineres fordi det ikke brukes varme eller kraft under behandlingen. I tillegg kan prosessen produsere nesten uendelig komplekse deler på grunn av samtidig fjerning av komponentegenskaper ved hjelp av etsemiddelkjemi.
Verktøyene som brukes til etsing er enten digitale eller glass, så det er ikke nødvendig å begynne å skjære dyre og vanskelig tilpassede stålformer. Dette betyr at et stort antall produkter kan reproduseres med absolutt null verktøyslitasje, noe som sikrer at den første og millionte delen som produseres er identiske.
Digitale verktøy og glassverktøy kan også justeres og endres svært raskt og økonomisk (vanligvis innen en time), noe som gjør dem ideelle for prototyping og produksjon i store volum. Dette muliggjør "risikofri" designoptimalisering uten økonomisk tap. Leveringstiden er anslått å være 90 % raskere enn for stemplede deler, som også krever en betydelig forhåndsinvestering i verktøy.
Sikter, filtre, sikter og bøyninger Selskapet kan etse en rekke komponenter i rustfritt stål, inkludert sikter, filtre, sikter, flate fjærer og bøyfjærer.
Filtre og sikter er nødvendige i mange industrisektorer, og kunder krever ofte parametere med kompleksitet og ekstrem presisjon. Den fotokjemiske etseprosessen av mikrometall brukes til å produsere en rekke filtre og sikter for petrokjemisk industri, næringsmiddelindustrien, medisinindustrien og bilindustrien (fotoetsede filtre brukes i drivstoffinnsprøytningssystemer og hydraulikk på grunn av deres høye strekkfasthet). Micrometal har utviklet sin fotokjemiske etseteknologi for å muliggjøre presis kontroll av etseprosessen i tre dimensjoner. Dette forenkler opprettelsen av komplekse geometrier, og når det brukes til produksjon av rister og sikter, kan det redusere ledetidene betydelig. I tillegg kan spesielle funksjoner og forskjellige åpningsformer inkluderes i et enkelt rutenett uten å øke kostnadene.
I motsetning til tradisjonelle maskineringsteknikker har fotokjemisk etsning et høyere nivå av raffinement i produksjonen av tynne og presise sjablonger, filtre og sikter.
Samtidig fjerning av metall under etsning muliggjør innlemmelse av flere hullgeometrier uten å pådra seg dyre verktøy- eller maskineringskostnader, og fotoetsede netting er fri for grad og spenning med materialnedbrytning der perforerte plater er utsatt for null deformasjon.
Fotokjemisk etsing endrer ikke overflatefinishen på materialet som bearbeides, og bruker ikke metall-mot-metall-kontakt eller varmekilder for å endre overflateegenskapene. Som et resultat kan prosessen gi en unik, høyestetisk finish på rustfritt stål, noe som gjør det egnet for dekorative bruksområder.
Fotokjemisk etsede rustfrie stålkomponenter brukes også ofte i sikkerhetskritiske eller ekstreme miljøapplikasjoner – som ABS-bremsesystemer og drivstoffinnsprøytningssystemer – og den etsede bøyningen kan «bøyes» perfekt millioner av ganger fordi prosessen ikke endrer stålets utmattingsstyrke. Alternative maskineringsteknikker som maskinering og fresing etterlater ofte små grader og omstøpte lag som kan påvirke fjærens ytelse.
Fotokjemisk etsing eliminerer potensielle bruddsteder i materialkornet, noe som gir gradfri og omstøpt lagbøying, noe som sikrer lang produktlevetid og høyere pålitelighet.
Sammendrag Stål og rustfritt stål har en rekke egenskaper som gjør dem ideelle for mange pan-industrielle applikasjoner. Selv om det blir sett på som et relativt enkelt materiale å bearbeide gjennom tradisjonelle metallfabrikasjonsteknikker, gir fotokjemisk etsing produsenter betydelige fordeler når de produserer komplekse og sikkerhetskritiske deler.
Etsning krever ikke harde verktøy, muliggjør rask produksjon fra prototype til storvolumproduksjon, tilbyr praktisk talt ubegrenset delkompleksitet, produserer deler uten grad og spenning, påvirker ikke metallets herding og egenskaper, fungerer på alle stålkvaliteter og når en nøyaktighet på ±0,025 mm. Alle ledetider er i dager, ikke måneder.
Allsidigheten til den fotokjemiske etseprosessen gjør den til et overbevisende valg for produksjon av deler i rustfritt stål i en rekke krevende applikasjoner, og stimulerer innovasjon ettersom den fjerner barrierene som ligger i tradisjonelle metallfabrikasjonsteknikker for designingeniører.
Et stoff med metalliske egenskaper og som består av to eller flere kjemiske elementer, hvorav minst ett er et metall.
Den trådformede delen av materialet som dannes på kanten av et arbeidsstykke under maskinering. Ofte skarp. Den kan fjernes med håndfiler, slipeskiver eller -bånd, ståltrådskiver, slipefiberbørster, vannstråleutstyr eller andre metoder.
Evnen til en legering eller et materiale til å motstå rust og korrosjon. Dette er egenskaper til nikkel og krom som dannes i legeringer som rustfritt stål.
Et fenomen som resulterer i brudd under gjentatt eller fluktuerende spenning med en maksimalverdi som er mindre enn materialets strekkfasthet. Utmattingsbrudd er progressivt, og starter med små sprekker som vokser under fluktuerende spenning.
Den maksimale spenningen som kan opprettholdes uten feil i et spesifisert antall sykluser, med mindre annet er angitt, spenningen reverseres fullstendig i hver syklus.
Enhver produksjonsprosess der metall bearbeides eller maskineres for å gi et arbeidsstykke en ny form. Begrepet omfatter i stor grad prosesser som design og layout, varmebehandling, materialhåndtering og inspeksjon.
Rustfritt stål har høy styrke, varmebestandighet, utmerket maskinbearbeidbarhet og korrosjonsbestandighet. Fire generelle kategorier er utviklet for å dekke en rekke mekaniske og fysiske egenskaper for spesifikke bruksområder. De fire kvalitetene er: CrNiMn 200-serien og CrNi 300-serien austenittisk type; krommartensittisk type, herdbar 400-serien; krom, ikke-herdbar 400-serien ferritisk type; utfellingsherdbare krom-nikkellegeringer med tilleggselementer for løsningsbehandling og aldringsherding.
I en strekkprøve, forholdet mellom maksimal belastning og det opprinnelige tverrsnittsarealet. Også kalt ultimate styrke. Sammenlign med flytegrense.