يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ العديد من المزايا المادية في مجموعة من التطبيقات الصناعية، ولكن تقنية التصنيع المختارة يمكن أن تؤثر على جودة وسلامة الأجزاء المصنوعة من هذا المعدن متعدد الاستخدامات.
تقوم هذه المقالة بتقييم الأساس المنطقي لاستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ في مجموعة من الأجزاء والتجمعات، وتنظر في دور الحفر الكيميائي الضوئي كتقنية معالجة يمكن أن تتيح إنتاج منتجات استخدام نهائي مبتكرة وعالية الدقة.
لماذا تختار الفولاذ المقاوم للصدأ؟ الفولاذ المقاوم للصدأ هو في الأساس فولاذ طري يحتوي على نسبة كروم تبلغ 10% أو أكثر (بالوزن). إضافة الكروم تمنح الفولاذ خصائصه الفريدة المقاومة للصدأ والتآكل. محتوى الكروم في الفولاذ يسمح بتكوين طبقة صلبة، ملتصقة، غير مرئية، مقاومة للتآكل من أكسيد الكروم على سطح الفولاذ. في حالة تلفها ميكانيكيًا أو كيميائيًا، يمكن للفيلم إصلاح نفسه، بشرط وجود الأكسجين (حتى بكميات صغيرة جدًا).
يتم تعزيز مقاومة التآكل وغيرها من الخصائص المفيدة للصلب عن طريق زيادة محتوى الكروم وإضافة عناصر أخرى مثل الموليبدينوم والنيكل والنيتروجين.
يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ بالعديد من المزايا. أولاً، المادة مقاومة للتآكل، والكروم هو عنصر صناعة السبائك الذي يمنح الفولاذ المقاوم للصدأ هذه الجودة. درجات السبائك المنخفضة تقاوم التآكل في بيئات الغلاف الجوي والمياه النقية؛ تقاوم درجات السبائك العالية التآكل في معظم المحاليل الحمضية والقلوية والبيئات التي تحتوي على الكلور، مما يجعل خصائصها مفيدة في مصانع المعالجة.
درجات خاصة عالية من سبائك الكروم والنيكل تقاوم التقشر وتحافظ على قوة عالية في درجات الحرارة المرتفعة. يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ على نطاق واسع في المبادلات الحرارية، وأجهزة التسخين الفائقة، والغلايات، وسخانات مياه التغذية، والصمامات، والأنابيب الرئيسية، وكذلك في تطبيقات الطائرات والفضاء.
يعد التنظيف أيضًا مسألة مهمة للغاية. إن قدرة الفولاذ المقاوم للصدأ على التنظيف بسهولة جعلته الخيار الأول للظروف الصحية الصارمة مثل المستشفيات والمطابخ ومصانع تجهيز الأغذية، كما أن اللمسة النهائية اللامعة سهلة الصيانة للفولاذ المقاوم للصدأ توفر مظهرًا عصريًا وجذابًا. مظهر.
أخيرًا، عند النظر في التكلفة، مع الأخذ في الاعتبار تكاليف المواد والإنتاج بالإضافة إلى تكاليف دورة الحياة، غالبًا ما يكون الفولاذ المقاوم للصدأ هو خيار المواد الأرخص وهو قابل لإعادة التدوير بنسبة 100%، مما يكمل دورة الحياة بأكملها.
تعمل "مجموعات الحفر" المعدنية الدقيقة المحفورة كيميائيًا (بما في ذلك HP Etch وEtchform) على حفر مجموعة واسعة من المعادن بدقة لا مثيل لها في أي مكان في العالم. تتراوح سماكة الصفائح والرقائق المعالجة من 0.003 إلى 2000 ميكرومتر. ومع ذلك، يظل الفولاذ المقاوم للصدأ هو الأول اختيار العديد من عملاء الشركة نظرًا لتعدد استخداماته، وتعدد الدرجات المتاحة، والعدد الكبير من السبائك ذات الصلة، وخصائص المواد المفضلة (كما هو موضح أعلاه)، والعدد الكبير من التشطيبات. إنه المعدن المفضل للكثيرين. تطبيقات في مجموعة واسعة من الصناعات، متخصصة في تصنيع الآلات 1.4310: (AISI 301)، 1.4404: (AISI 316L)، 1.4301: (AISI 304) والمعادن الدقيقة من المعادن الأوستنيتية المعروفة، الحديد المختلفة، أماه Tensitic (1.4028 Mo /7C27Mo2) أو الفولاذ المزدوج، Invar وسبائك 42.
يتمتع النقش الكيميائي الضوئي (الإزالة الانتقائية للمعادن من خلال قناع مقاوم للضوء لإنتاج أجزاء دقيقة) بالعديد من المزايا المتأصلة مقارنة بتقنيات تصنيع الصفائح المعدنية التقليدية. والأهم من ذلك، أن النقش الكيميائي الضوئي ينتج أجزاء مع القضاء على تدهور المواد لأنه لا يتم استخدام الحرارة أو القوة أثناء المعالجة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تنتج العملية أجزاء معقدة بشكل لا نهائي تقريبًا بسبب الإزالة المتزامنة لميزات المكونات باستخدام كيمياء التنميش.
الأدوات المستخدمة للحفر هي إما رقمية أو زجاجية، لذلك ليست هناك حاجة لبدء قطع قوالب فولاذية باهظة الثمن وصعبة التركيب. وهذا يعني أنه يمكن إعادة إنتاج عدد كبير من المنتجات دون أي تآكل للأدوات على الإطلاق، مما يضمن أن أول والأجزاء المليون المنتجة متطابقة.
يمكن أيضًا تعديل الأدوات الرقمية والزجاجية وتغييرها بسرعة كبيرة وبشكل اقتصادي (عادةً خلال ساعة واحدة)، مما يجعلها مثالية للنماذج الأولية وعمليات الإنتاج بكميات كبيرة. وهذا يسمح بتحسين التصميم "الخالي من المخاطر" دون خسارة مالية. ويُقدر أنها أسرع بنسبة 90% من الأجزاء المختومة، والتي تتطلب أيضًا استثمارًا كبيرًا مقدمًا في الأدوات.
الغرابيل والمرشحات والغرابيل والانحناءات يمكن للشركة حفر مجموعة من مكونات الفولاذ المقاوم للصدأ بما في ذلك الغرابيل والمرشحات والغرابيل والينابيع المسطحة والينابيع المنحنية.
المرشحات والمناخل مطلوبة في العديد من القطاعات الصناعية، وغالبًا ما يطلب العملاء معلمات معقدة ودقيقة للغاية. يتم استخدام عملية النقش الكيميائي الضوئي للمعادن الدقيقة لتصنيع مجموعة من المرشحات والشاشات لصناعة البتروكيماويات، وصناعة الأغذية، والصناعة الطبية و صناعة السيارات (تستخدم المرشحات الضوئية في أنظمة حقن الوقود والمكونات الهيدروليكية نظرًا لقوة الشد العالية). طورت ميكروميتال تقنية الحفر الكيميائي الضوئي الخاصة بها للسماح بالتحكم الدقيق في عملية الحفر في 3 أبعاد. وهذا يسهل إنشاء أشكال هندسية معقدة و، عند تطبيقها على تصنيع الشبكات والمناخل، يمكن أن تقلل بشكل كبير من المهلة الزمنية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تضمين ميزات خاصة وأشكال فتحة مختلفة في شبكة واحدة دون زيادة التكلفة.
على عكس تقنيات التصنيع التقليدية، يتمتع الحفر الكيميائي الضوئي بمستوى أعلى من التطور في إنتاج الإستنسل والمرشحات والمناخل الرفيعة والدقيقة.
تتيح الإزالة المتزامنة للمعادن أثناء النقش دمج أشكال هندسية متعددة الفتحات دون تكبد تكاليف أدوات أو تصنيع باهظة الثمن، وتكون الشبكات المحفورة بالصور خالية من النتوءات والإجهاد مع تدهور المواد حيث تكون الألواح المثقبة عرضة للتشوه صفر.
لا يغير النقش الكيميائي الضوئي اللمسة النهائية لسطح المادة التي تتم معالجتها ولا يستخدم الاتصال من المعدن إلى المعدن أو مصادر الحرارة لتغيير خصائص السطح. ونتيجة لذلك، يمكن أن توفر العملية تشطيبًا جماليًا فريدًا عالي الجودة على الفولاذ المقاوم للصدأ، مما يجعل انها مناسبة للتطبيقات الزخرفية.
غالبًا ما تُستخدم مكونات الفولاذ المقاوم للصدأ المحفورة كيميائيًا في تطبيقات البيئة الحرجة أو القاسية - مثل أنظمة المكابح ABS وأنظمة حقن الوقود - ويمكن "ثني" الانحناء المحفور ملايين المرات بشكل مثالي لأن العملية لا تغير من قوة الكلال من الفولاذ. غالبًا ما تترك تقنيات التصنيع البديلة مثل التصنيع والتوجيه نتوءات صغيرة وطبقات إعادة صياغة يمكن أن تؤثر على أداء الزنبرك.
يؤدي الحفر الكيميائي الضوئي إلى التخلص من مواقع الكسر المحتملة في حبيبات المادة، مما ينتج عنه ثني طبقة خالية من النتوءات وإعادة التشكيل، مما يضمن عمرًا طويلًا للمنتج وموثوقية أعلى.
ملخص يتمتع الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ بمجموعة من الخصائص التي تجعلهما مثاليين للعديد من التطبيقات الصناعية. على الرغم من اعتباره مادة بسيطة نسبيًا للمعالجة من خلال تقنيات تصنيع الصفائح المعدنية التقليدية، فإن الحفر الكيميائي الضوئي يوفر للمصنعين مزايا كبيرة عند إنتاج معقد وبالغ الأهمية للسلامة أجزاء.
لا يتطلب النقش أدوات صلبة، ويسمح بالإنتاج السريع من النموذج الأولي إلى التصنيع بكميات كبيرة، ويوفر تعقيدًا غير محدود تقريبًا للأجزاء، وينتج أجزاء خالية من النتوءات والإجهاد، ولا يؤثر على تقسية المعادن وخصائصها، ويعمل على جميع درجات الفولاذ، ويصل إلى الدقة ±0.025 مم، جميع المهل الزمنية تكون بالأيام، وليس بالأشهر.
إن تعدد استخدامات عملية النقش الكيميائي الضوئي يجعلها خيارًا مقنعًا لتصنيع أجزاء من الفولاذ المقاوم للصدأ في العديد من التطبيقات الصارمة، وتحفز الابتكار لأنها تزيل الحواجز الكامنة في تقنيات تصنيع الصفائح المعدنية التقليدية لمهندسي التصميم.
مادة لها خواص معدنية وتتكون من عنصرين كيميائيين أو أكثر، واحد منهم على الأقل فلز.
الجزء الخيطي من المادة الذي يتشكل على حافة قطعة العمل أثناء التصنيع. غالبًا ما يكون حادًا. يمكن إزالته بواسطة الملفات اليدوية أو عجلات الطحن أو الأحزمة أو العجلات السلكية أو فرش الألياف الكاشطة أو معدات نفث الماء أو طرق أخرى.
قدرة سبيكة أو مادة على مقاومة الصدأ والتآكل. هذه هي خصائص النيكل والكروم المتكونة في سبائك مثل الفولاذ المقاوم للصدأ.
ظاهرة تؤدي إلى الكسر تحت إجهاد متكرر أو متقلب بقيمة قصوى أقل من قوة الشد للمادة. كسر التعب تقدمي، ويبدأ بشقوق صغيرة تنمو تحت إجهاد متقلب.
الحد الأقصى للإجهاد الذي يمكن تحمله دون فشل لعدد محدد من الدورات، ما لم ينص على خلاف ذلك، يتم عكس الضغط بالكامل خلال كل دورة.
أي عملية تصنيع يتم فيها تشغيل المعدن أو تشكيله لإعطاء قطعة العمل شكلاً جديدًا. بشكل عام، يشمل المصطلح عمليات مثل التصميم والتخطيط والمعالجة الحرارية ومعالجة المواد والفحص.
يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ بقوة عالية، ومقاومة للحرارة، وقابلية تصنيع ممتازة ومقاومة للتآكل. وقد تم تطوير أربع فئات عامة لتغطية مجموعة من الخصائص الميكانيكية والفيزيائية لتطبيقات محددة. والدرجات الأربع هي: سلسلة CrNiMn 200 والنوع الأوستنيتي من سلسلة CrNi 300؛ نوع الكروم المارتنسيتي، سلسلة 400 القابلة للتصلب؛ الكروم، النوع الحديدي غير القابل للتصلب من سلسلة 400؛ سبائك النيكل والكروم القابلة للتصلب بالترسيب مع عناصر إضافية لمعالجة المحاليل والتصلب بالعمر.
في اختبار الشد، نسبة الحمولة القصوى إلى مساحة المقطع العرضي الأصلية. وتسمى أيضًا القوة القصوى. قارنها مع قوة الخضوع.