Nerjaveče jeklo ponuja številne prednosti v različnih industrijskih aplikacijah, vendar lahko izbrana tehnika obdelave vpliva na kakovost in celovitost delov, izdelanih iz te vsestranske kovine.
Ta članek ocenjuje utemeljitev uporabe nerjavečega jekla v različnih delih in sklopih ter obravnava vlogo fotokemičnega jedkanja kot tehnologije obdelave, ki lahko omogoči proizvodnjo inovativnih in visoko natančnih končnih izdelkov.
Zakaj izbrati nerjaveče jeklo? Nerjaveče jeklo je v bistvu blago jeklo z vsebnostjo kroma 10 % ali več (po teži). Dodatek kroma daje jeklu edinstvene lastnosti nerjavečega jekla, ki so odporne proti koroziji. Vsebnost kroma v jeklu omogoča nastanek trpežnega, oprijemljivega, nevidnega in proti koroziji odpornega filma kromovega oksida na površini jekla. Če se film mehansko ali kemično poškoduje, se lahko sam popravi, če je prisoten kisik (tudi v zelo majhnih količinah).
Odpornost proti koroziji in druge uporabne lastnosti jekla se izboljšajo s povečanjem vsebnosti kroma in dodajanjem drugih elementov, kot so molibden, nikelj in dušik.
Nerjaveče jeklo ima številne prednosti. Prvič, material je odporen proti koroziji, krom pa je legirni element, ki nerjavnemu jeklu daje to lastnost. Nizko legirane vrste so odporne proti koroziji v atmosferskih in čistih vodnih okoljih; visoko legirane vrste so odporne proti koroziji v večini kislih, alkalnih raztopin in okolij, ki vsebujejo klor, zaradi česar so njihove lastnosti uporabne v predelovalnih obratih.
Posebne zlitine z visoko vsebnostjo kroma in niklja so odporne proti oglju in ohranjajo visoko trdnost pri visokih temperaturah. Nerjaveče jeklo se pogosto uporablja v toplotnih izmenjevalnikih, pregrevalnikih, kotlih, grelnikih napajalne vode, ventilih in glavnih cevovodih, pa tudi v letalstvu in vesoljski industriji.
Čiščenje je prav tako zelo pomembno vprašanje. Zaradi enostavnega čiščenja je nerjaveče jeklo prva izbira za stroge higienske pogoje, kot so bolnišnice, kuhinje in obrati za predelavo hrane, njegova enostavna svetla površina pa zagotavlja sodoben in privlačen videz.
Nenazadnje, če upoštevamo stroške, stroške materiala in proizvodnje ter stroške življenjskega cikla, je nerjaveče jeklo pogosto najcenejša možnost materiala in je 100 % reciklirno, s čimer se zaključi celoten življenjski cikel.
Fotokemično jedkane mikrokovinske »skupine za jedkanje« (vključno s HP Etch in Etchform) jedkajo široko paleto kovin z natančnostjo, ki ji ni para nikjer na svetu. Obdelane pločevine in folije imajo debelino od 0,003 do 2000 µm. Vendar pa nerjaveče jeklo ostaja prva izbira za številne stranke podjetja zaradi svoje vsestranskosti, številnih razpoložljivih vrst, velikega števila sorodnih zlitin, ugodnih lastnosti materiala (kot je opisano zgoraj) in velikega števila površinskih obdelav. Je kovina izbire za številne aplikacije v najrazličnejših panogah, specializirana za obdelavo jekla 1.4310: (AISI 301), 1.4404: (AISI 316L), 1.4301: (AISI 304) in mikrokovinskih jekel znanih avstenitnih kovin, različnih feritnih, tenzitnih (1.4028 Mo/7C27Mo2) ali dupleksnih jekel, Invarja in Alloy 42.
Fotokemično jedkanje (selektivno odstranjevanje kovine skozi fotorezistno masko za izdelavo preciznih delov) ima več inherentnih prednosti pred tradicionalnimi tehnikami izdelave pločevine. Najpomembneje je, da fotokemično jedkanje proizvaja dele, hkrati pa odpravlja degradacijo materiala, ker se med obdelavo ne uporablja toplota ali sila. Poleg tega lahko postopek zaradi sočasnega odstranjevanja sestavnih delov z uporabo jedkalne kemije ustvari skoraj neskončno kompleksne dele.
Orodja, ki se uporabljajo za jedkanje, so digitalna ali steklena, zato ni treba začeti rezati dragih in težko prilegajočih se jeklenih kalupov. To pomeni, da je mogoče reproducirati veliko število izdelkov z absolutno ničelno obrabo orodja, kar zagotavlja, da sta prvi in ​​milijonti izdelani kos identična.
Digitalna in steklena orodja je mogoče zelo hitro in ekonomično (običajno v eni uri) prilagoditi in zamenjati, zaradi česar so idealna za izdelavo prototipov in velikoserijsko proizvodnjo. To omogoča optimizacijo zasnove brez tveganja in finančnih izgub. Čas izdelave je ocenjen na 90 % krajši kot pri žigosanih delih, ki prav tako zahtevajo znatno začetno naložbo v orodje.
Zasloni, filtri, zasloni in ovinke Podjetje lahko jedka vrsto komponent iz nerjavečega jekla, vključno z zasloni, filtri, zasloni, ravnimi vzmetmi in upogibnimi vzmetmi.
Filtri in sita so potrebni v številnih industrijskih sektorjih, stranke pa pogosto zahtevajo parametre kompleksnosti in izjemne natančnosti. Postopek fotokemičnega jedkanja podjetja micrometal se uporablja za izdelavo vrste filtrov in sit za petrokemično industrijo, živilsko industrijo, medicinsko industrijo in avtomobilsko industrijo (fotojedkani filtri se zaradi visoke natezne trdnosti uporabljajo v sistemih za vbrizgavanje goriva in hidravliki). Podjetje micrometal je razvilo svojo tehnologijo fotokemičnega jedkanja, ki omogoča natančen nadzor nad procesom jedkanja v 3 dimenzijah. To olajša ustvarjanje kompleksnih geometrij in lahko pri izdelavi mrež in sit znatno skrajša dobavne roke. Poleg tega je mogoče v eno samo mrežo vključiti posebne značilnosti in različne oblike odprtin brez povečanja stroškov.
Za razliko od tradicionalnih tehnik obdelave ima fotokemično jedkanje višjo raven prefinjenosti pri izdelavi tankih in natančnih šablon, filtrov in sit.
Hkratno odstranjevanje kovine med jedkanjem omogoča vključitev več geometrij lukenj brez dragih stroškov orodja ali strojne obdelave, fotojedkane mreže pa so brez zarobkov in napetosti, pri čemer se material degradira, medtem ko so perforirane plošče nagnjene k ničelni deformaciji.
Fotokemično jedkanje ne spremeni površinske obdelave materiala in ne uporablja stika med kovino ali virov toplote za spreminjanje površinskih lastnosti. Posledično lahko postopek zagotovi edinstven visoko estetski videz nerjavečega jekla, zaradi česar je primerno za dekorativne aplikacije.
Fotokemično jedkane komponente iz nerjavečega jekla se pogosto uporabljajo tudi v varnostno kritičnih ali ekstremnih okoljskih aplikacijah – kot so zavorni sistemi ABS in sistemi za vbrizgavanje goriva – in jedkano krivino je mogoče popolnoma »upogniti« milijonkrat, ker postopek ne spremeni utrujenostne trdnosti jekla. Alternativne tehnike obdelave, kot sta obdelava in rezkanje, pogosto puščajo majhne zareze in prelite plasti, ki lahko vplivajo na delovanje vzmeti.
Fotokemično jedkanje odpravlja morebitna mesta zlomov v zrnu materiala, kar omogoča upogibanje plasti brez zarobkov in ponovnega ulivanja, kar zagotavlja dolgo življenjsko dobo izdelka in večjo zanesljivost.
Povzetek Jeklo in nerjaveče jeklo imata vrsto lastnosti, zaradi katerih sta idealna za številne vseindustrijske aplikacije. Čeprav veljata za relativno preprost material za obdelavo s tradicionalnimi tehnikami izdelave pločevine, fotokemično jedkanje proizvajalcem ponuja znatne prednosti pri izdelavi kompleksnih in varnostno kritičnih delov.
Jedkanje ne zahteva trdega orodja, omogoča hitro proizvodnjo od prototipa do proizvodnje velikih količin, ponuja praktično neomejeno kompleksnost delov, proizvaja dele brez zarobkov in napetosti, ne vpliva na popuščanje in lastnosti kovine, deluje na vseh vrstah jekla in dosega natančnost ±0,025 mm, vsi dobavni roki so v dnevih, ne mesecih.
Zaradi vsestranskosti je postopek fotokemičnega jedkanja prepričljiva izbira za izdelavo delov iz nerjavečega jekla v številnih zahtevnih aplikacijah in spodbuja inovacije, saj odpravlja ovire, ki so za inženirje načrtovanja značilne za tradicionalne tehnike izdelave pločevine.
Snov s kovinskimi lastnostmi, ki je sestavljena iz dveh ali več kemičnih elementov, od katerih je vsaj eden kovina.
Nitasti del materiala, ki se med obdelavo oblikuje na robu obdelovanca. Pogosto oster. Odstranimo ga lahko z ročnimi pilami, brusilnimi kolesi ali trakovi, žičnimi kolesi, abrazivnimi vlaknastimi krtačami, opremo za vodni curek ali drugimi metodami.
Sposobnost zlitine ali materiala, da se upre rji in koroziji. To sta lastnosti niklja in kroma, ki se tvorita v zlitinah, kot je nerjaveče jeklo.
Pojav, ki povzroči lom pri ponavljajoči se ali nihajoči napetosti z največjo vrednostjo, manjšo od natezne trdnosti materiala. Utrujnostni lom je progresiven, začenši z drobnimi razpokami, ki rastejo pri nihajoči napetosti.
Največja napetost, ki jo je mogoče vzdržati brez odpovedi določeno število ciklov, razen če ni drugače navedeno, se napetost v vsakem ciklu popolnoma obrne.
Vsak proizvodni proces, pri katerem se kovina obdeluje ali strojno obdeluje, da se obdelovancu da nova oblika. Izraz na splošno vključuje procese, kot so načrtovanje in postavitev, toplotna obdelava, ravnanje z materiali in pregled.
Nerjaveče jeklo ima visoko trdnost, toplotno odpornost, odlično obdelovalnost in odpornost proti koroziji. Razvite so bile štiri splošne kategorije, ki pokrivajo vrsto mehanskih in fizikalnih lastnosti za specifične aplikacije. Štiri vrste so: avstenitni tip CrNiMn serije 200 in CrNi serije 300; krom martenzitni tip, kaljen tip serije 400; krom, nekaljen tip serije 400, feritni tip; zlitine kroma in niklja, kaljene s precipitacijo, z dodatnimi elementi za obdelavo z raztopino in utrjevanje s staranjem.
Pri nateznem preskusu je to razmerje med največjo obremenitvijo in prvotno površino prečnega prereza. Imenuje se tudi končna trdnost. Primerjajte z mejo tečenja.