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 evaluerer begrundelsen for brugen af ​​rustfrit stål i en række dele og samlinger og ser på rollen af ​​fotokemisk ætsning som en procesteknologi, der kan muliggøre produktion af innovative og højpræcisionsprodukter til slutbrugere.
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 rustfrie stål- og korrosionsbestandige egenskaber. Stålets kromindhold muliggør dannelsen af ​​en stærk, klæbende, usynlig og korrosionsbestandig kromoxidfilm på ståloverfladen. Hvis filmen beskadiges mekanisk eller kemisk, kan den reparere sig selv, forudsat at der er ilt til stede (selv i meget små mængder).
Stålets korrosionsbestandighed og andre nyttige egenskaber forbedres ved at øge kromindholdet og tilsætte 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 rentvandsmiljøer; højlegerede kvaliteter modstår korrosion i de fleste syre-, alkaliske opløsninger og klorholdige miljøer, hvilket gør deres egenskaber nyttige i forarbejdningsanlæg.
Specielle legeringskvaliteter med højt krom- og nikkelindhold modstår afskalling og opretholder høj styrke ved høje temperaturer. Rustfrit stål anvendes i vid udstrækning i varmevekslere, overhedere, kedler, fødevandsvarmere, ventiler og hovedrør samt i fly- og rumfartsapplikationer.
Rengøring er også et meget vigtigt aspekt. Rustfrit ståls evne til at være let at rengøre har gjort det til det første valg til strenge hygiejniske forhold såsom hospitaler, køkkener og fødevareforarbejdningsanlæg, og rustfrit ståls letvedligeholdelsesvenlige, blanke finish giver et moderne og attraktivt udseende.
Endelig, når man overvejer omkostninger, materiale- og produktionsomkostninger samt livscyklusomkostninger, er rustfrit stål ofte den billigste materialemulighed og er 100% genanvendeligt, hvilket fuldfører hele livscyklussen.
Fotokemisk ætsede mikrometal-"ætsegrupper" (inklusive HP Etch og Etchform) ætser en bred vifte af metaller med en præcision, der er uovertruffen i verden. Forarbejdede plader og folier varierer i tykkelse fra 0,003 til 2000 µm. Rustfrit stål er dog fortsat førstevalget 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 til mange anvendelser i en bred vifte af industrier, med speciale i bearbejdning af 1.4310: (AISI 301), 1.4404: (AISI 316L), 1.4301: (AISI 304) og mikrometaller af velkendte austenitiske metaller, forskellige ferritiske, ma Tensitiske (1.4028 Mo/7C27Mo2) eller duplexstål, Invar og Alloy 42.
Fotokemisk ætsning (selektiv fjernelse af metal gennem en fotoresistmaske for at producere præcisionsdele) har adskillige iboende fordele i forhold til traditionelle metalpladefremstillingsteknikker. Vigtigst af alt producerer fotokemisk ætsning dele, samtidig med at materialenedbrydning elimineres, fordi der ikke anvendes varme eller kraft under bearbejdningen. 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 dyre og vanskeligt tilpassede stålforme. Det betyder, at et stort antal produkter kan reproduceres med absolut nul værktøjsslid, hvilket sikrer, at den første og millionte producerede del er identiske.
Digitale og glasbaserede værktøjer kan også justeres og ændres meget hurtigt og økonomisk (normalt inden for en time), hvilket gør dem ideelle til prototyping og produktion i store mængder. Dette muliggør "risikofri" designoptimering uden økonomisk tab. Gennemførelsestiden anslås at være 90 % hurtigere end prægede dele, som også kræver en betydelig forudgående investering i værktøj.
Sigter, filtre, sigter og bøjninger Virksomheden kan ætse en række rustfri stålkomponenter, herunder sigter, filtre, sigter, flade fjedre og bøjningsfjedre.
Filtre og sigter er nødvendige i mange industrisektorer, og kunder kræver ofte parametre med kompleksitet og ekstrem præcision. Den fotokemiske ætsningsproces af mikrometal bruges til at fremstille en række filtre og sigter til den petrokemiske industri, fødevareindustrien, medicinalindustrien og bilindustrien (fotoætsede filtre bruges i brændstofindsprøjtningssystemer og hydraulik på grund af deres høje trækstyrke). Micrometal har udviklet sin fotokemiske ætsningsteknologi for at muliggøre præcis kontrol af ætsningsprocessen i 3 dimensioner. Dette letter skabelsen af ​​komplekse geometrier og kan, når det anvendes til fremstilling af gitre og sigter, reducere leveringstiderne betydeligt. Derudover kan specialfunktioner 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 sier.
Samtidig fjernelse af metal under ætsning muliggør inkorporering af flere hulgeometrier uden dyre værktøjs- eller bearbejdningsomkostninger, og fotoætsede net er gratfri og spændingsfri med materialenedbrydning, hvor perforerede plader er tilbøjelige til nul deformation.
Fotokemisk ætsning ændrer ikke overfladefinishen på det materiale, der bearbejdes, og bruger ikke metal-mod-metal-kontakt eller varmekilder til at ændre overfladeegenskaberne. Som et resultat kan processen give en unik, æstetisk finish på rustfrit stål, hvilket gør det velegnet til dekorative anvendelser.
Fotokemisk ætsede rustfri stålkomponenter bruges også ofte i sikkerhedskritiske eller ekstreme miljøapplikationer – såsom ABS-bremsesystemer og brændstofindsprøjtningssystemer – og den ætsede bøjning kan "bøjes" perfekt millioner af gange, fordi processen ikke ændrer stålets udmattelsesstyrke. 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 resulterer i 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 panindustrielle anvendelser. Selvom fotokemisk ætsning ses som et relativt simpelt materiale at bearbejde ved hjælp af traditionelle metalpladefremstillingsteknikker, tilbyder det producenter betydelige fordele ved produktion af komplekse og sikkerhedskritiske dele.
Ætsning kræver ikke hårdt værktøj, muliggør hurtig produktion fra prototype til storproduktion, tilbyder stort set ubegrænset delkompleksitet, producerer grat- og spændingsfri dele, påvirker ikke metalhærdning og egenskaber, fungerer på alle stålkvaliteter og når en nøjagtighed på ±0,025 mm. Alle leveringstider er i dage, ikke måneder.
Den fotokemiske ætsningsprocess alsidighed gør den til et overbevisende valg til fremstilling af rustfri ståldele i adskillige krævende applikationer og stimulerer innovation, da den fjerner de barrierer, der er forbundet med traditionelle plademetalfremstillingsteknikker for designingeniører.
Et stof med metalliske egenskaber og bestående af to eller flere kemiske elementer, hvoraf mindst ét ​​er et metal.
Den trådformede del af materialet, der dannes ved kanten af ​​et emne under bearbejdning. Ofte skarp. Den kan fjernes med håndfile, slibeskiver eller -bånd, stålskiver, slibende fiberbørster, vandstråleudstyr eller andre metoder.
En legerings eller et materiales evne til at modstå rust og korrosion. Disse er egenskaber ved nikkel og krom, der dannes i legeringer såsom rustfrit stål.
Et fænomen, der resulterer i brud under gentagen eller fluktuerende belastning med en maksimal værdi, der er mindre end materialets trækstyrke. Udmattelsesbrud er progressivt og starter med små revner, der vokser under fluktuerende belastning.
Den maksimale belastning, der kan opretholdes uden svigt i et bestemt antal cyklusser. Medmindre andet er angivet, vendes belastningen fuldstændigt inden for hver cyklus.
Enhver fremstillingsproces, hvor metal bearbejdes eller maskinbearbejdes for at give et emne en ny form. Bredt set omfatter udtrykket 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 anvendelser. De fire kvaliteter er: CrNiMn 200-serien og CrNi 300-serien austenitisk type; krommartensitisk type, hærdbar 400-serien; krom, ikke-hærdbar 400-serien ferritisk type; udfældningshærdende krom-nikkellegeringer med yderligere elementer til opløsningsbehandling og ældningshærdning.
I en trækprøve er forholdet mellem den maksimale belastning og det oprindelige tværsnitsareal beregnet. Også kaldet ultimativ styrke. Sammenlign med flydespænding.