Nerezová ocel nabízí mnoho materiálových výhod v řadě průmyslových aplikací, ale zvolená technika obrábění může ovlivnit kvalitu a integritu dílů vyrobených z tohoto všestranného kovu.
Tento článek hodnotí odůvodnění použití nerezové oceli v řadě dílů a sestav a zabývá se rolí fotochemického leptání jako technologie zpracování, která umožňuje výrobu inovativních a vysoce přesných konečných produktů.
Proč zvolit nerezovou ocel? Nerezová ocel je v podstatě nízkouhlíková ocel s obsahem chromu 10 % nebo více (hmotnostních). Přidání chromu dává oceli její jedinečné vlastnosti nerezové oceli, které odolávají korozi. Obsah chromu v oceli umožňuje vytvoření pevného, ​​přilnavého, neviditelného a korozivzdorného filmu oxidu chromu na povrchu oceli. Pokud je film mechanicky nebo chemicky poškozen, může se sám opravit za předpokladu, že je přítomen kyslík (i ve velmi malém množství).
Odolnost proti korozi a další užitečné vlastnosti oceli se zvyšují zvýšením obsahu chromu a přidáním dalších prvků, jako je molybden, nikl a dusík.
Nerezová ocel má mnoho výhod. Zaprvé, materiál je odolný proti korozi a chrom je legující prvek, který nerezové oceli dodává tuto vlastnost. Nízkolegované oceli odolávají korozi v atmosférickém prostředí a prostředí s čistou vodou; vysoce legované oceli odolávají korozi ve většině kyselých a alkalických roztoků a prostředí obsahujících chlór, což činí jejich vlastnosti užitečnými ve zpracovatelských závodech.
Speciální slitiny s vysokým obsahem chromu a niklu odolávají tvorbě okujů a zachovávají si vysokou pevnost při vysokých teplotách. Nerezová ocel se široce používá ve výměnících tepla, přehřívačích, kotlích, ohřívačích napájecí vody, ventilech a hlavním potrubí, stejně jako v letadlech a kosmickém průmyslu.
Čištění je také velmi důležitou otázkou. Snadné čištění nerezové oceli z ní učinilo první volbu pro přísné hygienické podmínky, jako jsou nemocnice, kuchyně a závody na zpracování potravin, a snadno udržovatelný lesklý povrch nerezové oceli poskytuje moderní a atraktivní vzhled.
A konečně, pokud jde o náklady, náklady na materiál a výrobu, jakož i náklady na životní cyklus, je nerezová ocel často nejlevnějším materiálem a je 100% recyklovatelná, čímž se dokončí celý životní cyklus.
Fotochemicky leptané mikrokovové „leptací skupiny“ (včetně HP Etch a Etchform) leptají širokou škálu kovů s přesností, která je na světě bezkonkurenční. Zpracovávané plechy a fólie se pohybují v tloušťce od 0,003 do 2000 µm. Nerezová ocel však zůstává pro mnoho zákazníků společnosti první volbou díky své všestrannosti, množství dostupných jakostí, velkému počtu souvisejících slitin, příznivým materiálovým vlastnostem (jak je popsáno výše) a velkému počtu povrchových úprav. Je to kov volby pro mnoho aplikací v široké škále průmyslových odvětví, specializující se na obrábění ocelí 1.4310: (AISI 301), 1.4404: (AISI 316L), 1.4301: (AISI 304) a mikrokovů známých austenitických kovů, různých feritických, tenzitických (1.4028 Mo/7C27Mo2) nebo duplexních ocelí, Invaru a Alloy 42.
Fotochemické leptání (selektivní odstraňování kovu pomocí fotorezistní masky za účelem výroby přesných dílů) má oproti tradičním technikám výroby plechů několik inherentních výhod. Nejdůležitější je, že fotochemické leptání vyrábí díly bez degradace materiálu, protože během zpracování se nepoužívá žádné teplo ani síla. Kromě toho může tento proces vytvářet téměř nekonečně složité díly díky současnému odstraňování prvků součástí pomocí leptací chemie.
Nástroje používané pro leptání jsou buď digitální, nebo skleněné, takže není třeba začínat s řezáním drahých a obtížně padnoucích ocelových forem. To znamená, že lze reprodukovat velké množství produktů s absolutně nulovým opotřebením nástrojů, což zajišťuje, že první i miliontý vyrobený díl budou identické.
Digitální a skleněné nástroje lze také velmi rychle a ekonomicky (obvykle do hodiny) seřizovat a měnit, což je činí ideálními pro prototypování a velkoobjemovou výrobu. To umožňuje „bezrizikovou“ optimalizaci návrhu bez finančních ztrát. Doba obratu je odhadem o 90 % rychlejší než u lisovaných dílů, které také vyžadují značnou počáteční investici do nástrojů.
Síta, filtry, síta a ohyby Společnost dokáže leptat řadu nerezových součástí, včetně sít, filtrů, sít, plochých pružin a ohybových pružin.
Filtry a síta jsou vyžadovány v mnoha průmyslových odvětvích a zákazníci často požadují parametry složitosti a extrémní přesnosti. Proces fotochemického leptání společnosti micrometal se používá k výrobě řady filtrů a sít pro petrochemický průmysl, potravinářský průmysl, lékařský průmysl a automobilový průmysl (fotoleptané filtry se používají v systémech vstřikování paliva a hydrauliky díky své vysoké pevnosti v tahu). Společnost micrometal vyvinula svou technologii fotochemického leptání, která umožňuje přesné řízení procesu leptání ve 3 rozměrech. To usnadňuje vytváření složitých geometrií a při použití při výrobě mřížek a sít může výrazně zkrátit dodací lhůty. Navíc lze do jedné mřížky zahrnout speciální prvky a různé tvary otvorů bez zvýšení nákladů.
Na rozdíl od tradičních obráběcích technik má fotochemické leptání vyšší úroveň sofistikovanosti při výrobě tenkých a přesných šablon, filtrů a sít.
Současné odstraňování kovu během leptání umožňuje začlenění více geometrií otvorů bez nákladů na nástroje nebo obrábění a fotoleptané sítě jsou bez otřepů a pnutí s degradací materiálu, zatímco perforované desky jsou náchylné k nulové deformaci.
Fotochemické leptání nemění povrchovou úpravu zpracovávaného materiálu a nevyužívá kontakt kovu s kovem ani zdroje tepla ke změně vlastností povrchu. Díky tomu může tento proces poskytnout jedinečný vysoce estetický vzhled nerezové oceli, díky čemuž je vhodná pro dekorativní aplikace.
Fotochemicky leptané komponenty z nerezové oceli se také často používají v aplikacích kritických z hlediska bezpečnosti nebo v extrémních podmínkách – jako jsou brzdové systémy ABS a systémy vstřikování paliva – a leptaný ohyb lze dokonale „ohnout“ milionkrát, protože proces nemění únavovou pevnost oceli. Alternativní obráběcí techniky, jako je obrábění a frézování, často zanechávají malé otřepy a vrstvy přelité oceli, které mohou ovlivnit výkon pružin.
Fotochemické leptání eliminuje potenciální místa zlomení v materiálových zrnech, čímž se dosahuje ohybu bez otřepů a přelité vrstvy, což zajišťuje dlouhou životnost výrobku a vyšší spolehlivost.
Souhrn Ocel a nerezová ocel mají řadu vlastností, díky kterým jsou ideální pro mnoho průmyslových aplikací. Přestože je fotochemické leptání považováno za relativně jednoduchý materiál ke zpracování tradičními technikami výroby plechů, nabízí výrobcům značné výhody při výrobě složitých a bezpečnostně kritických dílů.
Leptání nevyžaduje tvrdé nástroje, umožňuje rychlou výrobu od prototypu až po velkosériovou výrobu, nabízí prakticky neomezenou složitost dílů, produkuje díly bez otřepů a pnutí, neovlivňuje popouštění a vlastnosti kovu, funguje na všech jakostech oceli a dosahuje přesnosti ±0,025 mm, všechny dodací lhůty jsou v dnech, nikoli v měsících.
Díky své všestrannosti je proces fotochemického leptání přesvědčivou volbou pro výrobu dílů z nerezové oceli v mnoha náročných aplikacích a stimuluje inovace, protože odstraňuje bariéry, které jsou pro konstruktéry vlastní tradičním technikám výroby plechů.
Látka s kovovými vlastnostmi, která se skládá ze dvou nebo více chemických prvků, z nichž alespoň jeden je kov.
Vláknitá část materiálu, která se tvoří na okraji obrobku během obrábění. Často ostrá. Lze ji odstranit ručními pilníky, brusnými kotouči nebo pásy, drátěnými kotouči, abrazivními vláknitými kartáči, vodním paprskem nebo jinými metodami.
Schopnost slitiny nebo materiálu odolávat rzi a korozi. Jedná se o vlastnosti niklu a chromu, které se tvoří ve slitinách, jako je nerezová ocel.
Jev, který vede k lomu při opakovaném nebo kolísavém napětí s maximální hodnotou menší než pevnost v tahu materiálu. Únavový lom je progresivní, začíná drobnými trhlinami, které rostou při kolísavém napětí.
Maximální napětí, které lze vydržet bez porušení po stanovený počet cyklů; pokud není uvedeno jinak, napětí se v každém cyklu plně obrátí.
Jakýkoli výrobní proces, při kterém se kov opracovává nebo obrábí, aby se obrobku dal nový tvar. Tento termín obecně zahrnuje procesy, jako je návrh a rozvržení, tepelné zpracování, manipulace s materiálem a kontrola.
Nerezová ocel má vysokou pevnost, tepelnou odolnost, vynikající obrobitelnost a odolnost proti korozi. Byly vyvinuty čtyři obecné kategorie, které pokrývají řadu mechanických a fyzikálních vlastností pro specifické aplikace. Tyto čtyři jakosti jsou: CrNiMn řady 200 a CrNi řady 300 austenitický typ; chrommartenzitický typ, prokalitelný typ řady 400; chrom, neprokalitelný typ řady 400, feritický typ; precipitačně prokalitelné chromniklové slitiny s přídavnými prvky pro rozpouštěcí úpravu a kalení stárnutím.
Při zkoušce tahem je to poměr maximálního zatížení k původní ploše průřezu. Nazývá se také mez pevnosti v tahu. Porovnejte s mezí kluzu.