不銹鋼在一系列工業應用中具有許多材料優勢,但所選擇的加工技術會影響由這種多功能金屬制成的零部件的質量和完整性。
本文評估了在一系列零件和組件中使用不銹鋼的基本原理,并著眼于光化學蝕刻作為一種可以實現生產創新和高精度最終用途產品的加工技術的作用。
為什么是不銹鋼?
不銹鋼本質上是低碳鋼,其鉻含量為 10% 或更多(按重量計)。添加鉻使鋼具有獨特的不銹鋼、耐腐蝕特性。鋼的鉻含量允許在鋼表面形成堅韌的、附著的、看不見的、耐腐蝕的氧化鉻膜。如果受到機械或化學損壞,該薄膜可以自我修復,前提是存在氧氣(即使是非常少量的氧氣)。
通過增加鉻含量和添加其他元素(如鉬、鎳和氮)來增強鋼的耐腐蝕性和其他有用性能。
不銹鋼具有許多優點。首先,該材料是耐腐蝕的,鉻是賦予不銹鋼這種品質的合金元素。低合金牌號在大氣和純水環境中抗腐蝕;高合金牌號可以在大多數酸、堿溶液和含氯環境中抗腐蝕,使其特性可用于加工廠。
特殊的高鉻和鎳合金牌號可抵抗結垢并在高溫下保持高強度。不銹鋼廣泛用于熱交換器、過熱器、鍋爐、給水加熱器、閥門和主流管線以及飛機和航空航天應用。
清潔也是一個非常重要的問題。不銹鋼易于清潔的能力使其成為醫院、廚房和食品加工廠等嚴格衛生條件的首選,不銹鋼易于維護的明亮表面提供了現代而迷人的外觀。
最后,在考慮成本時,考慮到材料和生產成本以及生命周期成本,不銹鋼通常是最便宜的材料選擇,而且是 100% 可回收的,從而完成了整個生命周期。
光化學蝕刻
微金屬“蝕刻組”(包括 HP Etch 和 Etchform)以世界上任何地方都無與倫比的精度蝕刻各種金屬。加工后的片材和箔材的厚度范圍為 0.003 至 2000 m。然而,不銹鋼仍然是該公司許多客戶的第一選擇,因為它的多功能性、可用的眾多等級、大量相關合金、有利的材料特性(如上所述)以及大量的飾面。它是各行各業眾多應用的首選金屬,專門加工 1.4310: (AISI 301)、1.4404: (AISI 316L)、1.4301: (AISI 304) 和知名奧氏體金屬的微金屬,各種鐵素體、馬氏體 (1.4028 Mo/7C27Mo2) 或雙相鋼、因瓦合金和合金 42。
與傳統的鈑金加工技術相比,光化學蝕刻(通過光刻膠掩模選擇性地去除金屬來生產精密部件)具有幾個固有的優勢。最重要的是,光化學蝕刻可生產零件,同時消除材料降解,因為在加工過程中不使用熱量或力。此外,由于使用蝕刻劑化學同時去除組件特征,該工藝可以產生幾乎無限復雜的零件。
用于蝕刻的工具要么是數字的,要么是玻璃的,因此無需開始切割昂貴且難以適應的鋼模。這意味著可以在絕對零刀具磨損的情況下復制大量產品,確保生產的第一個和第 100 萬個零件是相同的。
數字和玻璃工具也可以非?焖俸徒洕剡M行調整和更改(通常在一小時內),使其非常適合原型和大批量生產運行。這允許“無風險”設計優化而不會造成經濟損失。周轉時間估計比沖壓零件快 90%,沖壓還需要對模具制造進行大量前期投資。
篩網、過濾器、篩網和彎曲
件 該公司可以蝕刻一系列不銹鋼部件,包括篩網、過濾器、篩網、扁平彈簧和彎曲彈簧。
許多工業部門都需要過濾器和篩子,而客戶通常需要復雜性和極高的精度參數。micrometal 的光化學蝕刻工藝用于制造一系列過濾器和篩網,適用于石化行業、食品行業、醫療行業和汽車行業(由于其高抗拉強度而使用光蝕刻過濾器在燃油噴射系統和液壓裝置中)。micrometal 開發了其光化學蝕刻技術,以允許在 3 個維度上精確控制蝕刻過程。這有助于創建復雜的幾何形狀,并且當應用于制造網格和篩子時,可以顯著縮短交貨時間。此外,
與傳統的加工技術不同,光化學蝕刻在生產薄而精密的鋼網、過濾器和篩子時具有更高的復雜性。
在蝕刻時同時去除金屬,可以在不產生高昂工具或加工成本的情況下合并多個孔幾何形狀,并且在沖孔板容易變形的情況下,光蝕刻網格無毛刺且無應力,且材料退化為零。
光化學蝕刻不會改變被加工材料的表面光潔度,沒有使用金屬與金屬的接觸或熱源來改變表面特性。因此,該工藝可以在不銹鋼上提供獨特的高美學飾面,使其適合裝飾應用。
光化學蝕刻的不銹鋼部件也經常用于安全關鍵或極端環境應用中 - 例如 ABS 制動系統和燃油噴射系統 - 蝕刻彎曲可以完美地“彎曲”數百萬次,因為該過程不會改變疲勞強度的鋼。加工和布線等替代加工技術通常會留下小毛刺和重鑄層,這可能會影響彈簧性能。
光化學蝕刻消除了材料晶粒中潛在的斷裂部位,產生沒有毛刺和重鑄層的彎曲,確保產品壽命長和可靠性更高。
總結
鋼和不銹鋼具有一系列特性,使其非常適合眾多泛工業應用。雖然被視為通過傳統鈑金加工技術加工的相對簡單的材料,但光化學蝕刻在生產復雜和安全關鍵部件時為制造商提供了顯著優勢。
蝕刻不需要硬工具,允許快速從原型量產到大批量制造,提供幾乎無限的零件復雜性,生產無毛刺和無應力部件,不影響金屬回火和性能,適用于所有等級的鋼,并且達到±0.025 mm的精度,所有的交貨時間都以天為單位,而不是幾個月。
光化學蝕刻工藝的多功能性使其成為在眾多嚴格應用中制造不銹鋼零件的引人注目的選擇,并刺激創新,因為它為設計工程師消除了傳統鈑金加工技術中固有的障礙。