Rustfrit stål tilbyder mange materialefordele i en række industrielle anvendelser, men den valgte bearbejdningsteknik kan påvirke kvaliteten og integriteten af ​​dele fremstillet af dette alsidige metal.
Denne artikel vurderer begrundelsen for brugen af ​​rustfrit stål i en række dele og samlinger og ser på rollen af ​​fotokemisk ætsning som en forarbejdningsteknologi, der kan muliggøre produktion af innovative og højpræcisions slutbrugsprodukter.
Hvorfor vælge rustfrit stål? Rustfrit stål er i bund og grund et blødt stål med et kromindhold på 10 % eller mere (efter vægt). Tilsætningen af ​​krom giver stålet dets unikke rustfrit stål, korrosionsbestandige egenskaber. Stålets kromindhold tillader dannelsen af ​​en sej, klæbende, usynlig, korrosionsbestandig chromoxidfilm på ståloverfladen. Hvis den beskadiges mekanisk eller kemisk, kan filmen reparere sig selv, forudsat at der er ilt til stede (selv i meget små mængder).
Korrosionsbestandigheden og andre nyttige egenskaber af stål forbedres ved at øge chromindholdet og tilføje andre elementer såsom molybdæn, nikkel og nitrogen.
Rustfrit stål har mange fordele. For det første er materialet korrosionsbestandigt, og krom er det legeringselement, der giver rustfrit stål denne kvalitet. Lavlegerede kvaliteter modstår korrosion i atmosfæriske og rent vandmiljøer; højlegeringskvaliteter modstår korrosion i de fleste sure, alkaliske opløsninger og klorholdige miljøer, hvilket gør deres egenskaber nyttige i forarbejdningsanlæg.
Særlige høje krom- og nikkellegeringskvaliteter modstår afskalning og opretholder høj styrke ved høje temperaturer. Rustfrit stål er meget udbredt i varmevekslere, overhedere, kedler, fødevandsvarmere, ventiler og almindelige rørsystemer, såvel som i fly- og rumfartsapplikationer.
Rengøring er også et meget vigtigt emne. Rustfrit ståls evne til let at blive rengjort har gjort det til det første valg til strenge hygiejniske forhold såsom hospitaler, køkkener og fødevareforarbejdningsanlæg, og rustfrit ståls let at vedligeholde lyse finish giver en moderne og attraktiv udseende.
Endelig, når man overvejer omkostninger, overvejer materiale- og produktionsomkostninger samt livscyklusomkostninger, er rustfrit stål ofte den billigste materialemulighed og er 100 % genanvendelig, hvilket fuldender hele livscyklussen.
Fotokemisk ætsede mikrometal-"ætsningsgrupper" (inklusive HP Etch og Etchform) ætser en lang række metaller med præcision uovertruffen overalt i verden. Forarbejdede plader og folier varierer i tykkelse fra 0,003 til 2000 µm. Rustfrit stål forbliver dog det første valg for mange af virksomhedens kunder på grund af dets alsidighed, de mange tilgængelige kvaliteter, det store antal relaterede legeringer, de gunstige materialeegenskaber (som beskrevet ovenfor) og det store antal finish. Det er det foretrukne metal for mange applikationer i en lang række industrier, med speciale i bearbejdning 1.4310: (AISI 301), 1.4404: (AISI 316L), 1.4301: (AISI 304) og mikrometaller af velkendte austenitiske metaller, forskellige ferritiske, ma Tensitic (1,4028 Mo) /7C27Mo2) eller dupleksstål, Invar og Alloy 42.
Fotokemisk ætsning (selektiv fjernelse af metal gennem en fotoresistmaske til fremstilling af præcisionsdele) har adskillige iboende fordele i forhold til traditionelle metalpladefremstillingsteknikker. Det vigtigste er, at fotokemisk ætsning producerer dele, samtidig med at materialenedbrydning elimineres, fordi der ikke bruges varme eller kraft under forarbejdningen. Derudover kan processen producere næsten uendeligt komplekse dele på grund af den samtidige fjernelse af komponentegenskaber ved hjælp af ætsemiddelkemi.
Værktøjerne, der bruges til ætsning, er enten digitale eller glas, så der er ingen grund til at begynde at skære i dyre og svære at montere stålforme. Det betyder, at en lang række produkter kan reproduceres med absolut nul værktøjsslid, hvilket sikrer, at den første og milliondel producerede dele er identiske.
Digitale værktøjer og glasværktøjer kan også justeres og ændres meget hurtigt og økonomisk (normalt inden for en time), hvilket gør dem ideelle til prototyper og store produktionskørsler. Dette giver mulighed for "risikofri" designoptimering uden økonomisk tab. Omløbstiden er estimeret til at være 90 % hurtigere end stemplede dele, hvilket også kræver en betydelig forudgående investering i værktøj.
Skærme, filtre, skærme og bøjninger Virksomheden kan ætse en række komponenter af rustfrit stål, herunder skærme, filtre, skærme, flade fjedre og bøjningsfjedre.
Filtre og sigter er påkrævet i mange industrisektorer, og kunderne kræver ofte parametre for kompleksitet og ekstrem præcision. Den fotokemiske ætseproces af mikrometal bruges til at fremstille en række filtre og skærme til den petrokemiske industri, fødevareindustrien, den medicinske industri og bilindustrien (fotoætsede filtre bruges i brændstofindsprøjtningssystemer og hydraulik på grund af deres høje trækstyrke).micrometal har udviklet sin fotokemiske ætsningsteknologi for at tillade præcis kontrol af ætseprocessen i 3 dimensioner. Dette letter skabelsen af ​​komplekse geometrier og, når det anvendes til fremstilling af gitter og sigter, kan det reducere gennemløbstiden betydeligt. Derudover kan specielle funktioner og forskellige åbningsformer inkluderes i et enkelt gitter uden at øge omkostningerne.
I modsætning til traditionelle bearbejdningsteknikker har fotokemisk ætsning et højere niveau af sofistikering i produktionen af ​​tynde og præcise stencils, filtre og sigter.
Samtidig fjernelse af metal under ætsning muliggør inkorporering af flere hulgeometrier uden at pådrage sig dyre værktøjs- eller bearbejdningsomkostninger, og fotoætsede masker er grat- og spændingsfrie med materialenedbrydning, hvor perforerede plader er tilbøjelige til at deformeres nul.
Fotokemisk ætsning ændrer ikke overfladefinishen af ​​det materiale, der behandles, og bruger ikke metal-til-metal-kontakt eller varmekilder til at ændre overfladeegenskaber. Som et resultat kan processen give en unik høj-æstetisk finish på rustfrit stål, hvilket gør den er velegnet til dekorative applikationer.
Fotokemisk ætsede rustfri stålkomponenter bruges også ofte i sikkerhedskritiske eller ekstreme miljøapplikationer - såsom ABS-bremsesystemer og brændstofindsprøjtningssystemer - og den ætsede bøjning kan perfekt "bøjes" millioner af gange, fordi processen ikke ændrer udmattelsesstyrken af stålet .Alternative bearbejdningsteknikker såsom bearbejdning og fræsning efterlader ofte små grater og omstøbte lag, der kan påvirke fjederens ydeevne.
Fotokemisk ætsning eliminerer potentielle brudsteder i materialekornet, hvilket giver gratfri og omstøbt lagbøjning, hvilket sikrer lang produktlevetid og højere pålidelighed.
Resumé Stål og rustfrit stål har en række egenskaber, der gør dem ideelle til mange pan-industrielle applikationer. Skønt det ses som et relativt simpelt materiale at bearbejde gennem traditionelle pladefremstillingsteknikker, giver fotokemisk ætsning producenter betydelige fordele ved fremstilling af komplekse og sikkerhedskritiske dele.
Ætsning kræver ikke hårdt værktøj, tillader hurtig produktion fra prototype til fremstilling af store mængder, tilbyder praktisk talt ubegrænset delkompleksitet, producerer grat- og spændingsfrie dele, påvirker ikke metalhærdning og egenskaber, fungerer på alle stålkvaliteter og opnår nøjagtighed på ±0,025 mm, alle gennemløbstider er i dage, ikke måneder.
Alsidigheden af ​​den fotokemiske ætsningsproces gør den til et overbevisende valg til fremstilling af rustfrit ståldele i adskillige strenge applikationer og stimulerer innovation, da det fjerner de barrierer, der er iboende i traditionelle metalpladefremstillingsteknikker for designingeniører.
Et stof med metalliske egenskaber og bestående af to eller flere kemiske grundstoffer, hvoraf mindst ét ​​er et metal.
Den trådformede del af materiale, der dannes ved kanten af ​​et emne under bearbejdning. Ofte skarpt. Det kan fjernes med håndfile, slibeskiver eller bånd, wirehjul, slibende fiberbørster, vandstråleudstyr eller andre metoder.
En legerings eller materiales evne til at modstå rust og korrosion. Disse er egenskaber ved nikkel og krom dannet i legeringer såsom rustfrit stål.
Et fænomen, der resulterer i brud under gentagne eller svingende belastninger med en maksimal værdi, der er mindre end materialets trækstyrke. Træthedsbrud er progressivt, startende med små revner, der vokser under svingende belastninger.
Den maksimale spænding, der kan opretholdes uden fejl i et specificeret antal cyklusser, medmindre andet er angivet, vendes spændingen fuldstændigt inden for hver cyklus.
Enhver fremstillingsproces, hvor metal bearbejdes eller bearbejdes for at give et emne en ny form. I store træk omfatter begrebet processer som design og layout, varmebehandling, materialehåndtering og inspektion.
Rustfrit stål har høj styrke, varmebestandighed, fremragende bearbejdelighed og korrosionsbestandighed. Fire generelle kategorier er blevet udviklet til at dække en række mekaniske og fysiske egenskaber til specifikke applikationer. De fire kvaliteter er: CrNiMn 200-serien og CrNi 300-seriens austenitiske type; krom martensitisk type, hærdebar 400-serien; krom, ikke-hærdbar 400-serien ferritisk type; Udfældningshærdelige krom-nikkel-legeringer med yderligere elementer til opløsningsbehandling og ældningshærdning.
I en træktest er forholdet mellem den maksimale belastning og det oprindelige tværsnitsareal. Også kaldet brudstyrke. Sammenlign med flydespænding.