فولاد ضد زنگ

وقتی اکثر مردم «فولاد ضد زنگ» را می شنوند، یک سینک آشپزخانه براق و تخریب ناپذیر را به تصویر می کشند. این اولین تصور غلط است. در واقع، این یک خانواده از آلیاژها است، و انتخاب درجه نادرست برای یک برنامه، اشتباه پرهزینه ای است که من بارها دیده ام. این فقط در مورد مقاومت در برابر خوردگی نیست. این در مورد ماشینکاری، جوش پذیری، و نحوه رفتار آن تحت استرس یا گرما است. بیایید در مورد آنچه که برگه های مشخصات همیشه به شما نمی گویند صحبت کنیم.

آلیاژ تمام داستان نیست

304 و 316 را در نظر بگیرید. همه می‌دانند 316 دارای مولیبدن برای مقاومت در برابر حفره شدن در کلریدها است. اما در طبقه مغازه، سردرد بزرگ‌تر با 316 تمایل آن به کار دیوانه‌وار در طول ماشینکاری CNC. فکر می‌کنید فیدها و سرعت‌های خود را وارد کرده‌اید، و ناگهان ابزار فریاد می‌زند، سطح به جهنم می‌رود، و شما با یک آشفتگی سخت و لثه‌ای باقی می‌مانید. این نیاز به احترام و ابزار تیز، بیشتر از 304. برای شرکتی مانند Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY)، که همه چیز را از ریخته گری تا ماشینکاری نهایی انجام می دهد، این آکادمیک نیست. این به معنی برنامه ریزی کل زنجیره فرآیند - با شروع ساختار دانه ریخته گری - در مورد چگونگی برش مواد بعدا است.

سپس درجه ماشینکاری آزاد، 303 وجود دارد. گوگرد اضافه شده است، بنابراین به زیبایی تراشه می کند. اما همان گوگرد مقاومت در برابر خوردگی و جوش پذیری آن را از بین می برد. یک بار دسته ای از بدنه های 303 سوپاپ را دیدم که کاملاً ماشین کاری شده بودند، در یک محیط خورنده خفیف زودتر از موعد از کار می افتند، زیرا کسی تصور می کرد ضد زنگ ضد زنگ است. مشتری به 316 نیاز داشت، اما 303 ارزان‌تر و ماشین‌کاری آسان‌تر بود. این پس انداز کوتاه مدت هزینه زیادی در جایگزینی و شهرت داشت. این یک تله کلاسیک است.

تفاوت واقعی با درجه های سخت شدن بارش مانند PH 17-4 همراه است. شما آن را در شرایط A تحت درمان با محلول، که نسبتاً نرم است، ماشین می کنید. سپس آن را به H900 یا H1150 حرارت دهید تا به آن قدرت باورنکردنی برسید. اما اگر توالی ماشینکاری شما تغییر ابعادی را در طول عملیات حرارتی نهایی در نظر نگیرد - و تغییر خواهد کرد - براکت هوافضا با تحمل محکم شما تبدیل به ضایعات می شود. این رقص بین ماشین‌کار و متالورژیست.

ریختن درست: بیشتر از ریختن فلز

اینجاست که پایه و اساس گذاشته می شود. ریخته گری سرمایه گذاری برای مجتمع فوق العاده است فولاد ضد زنگ قطعات، اما شیطان در جزئیات است. طراحی دروازه و بالابر بسیار مهم است. ضد زنگ دارای الگوی انقباض متفاوتی نسبت به فولاد کربنی است. اگر از همان سیستم تغذیه کننده استفاده کنید، تخلخل انقباض در بخش های ضخیم خواهید داشت. ما این را در اوایل در QSY یاد گرفتیم. ریخته‌گری محفظه پمپ مدام در آزمایش‌های فشار ناموفق بود. هندسه سالم بود، گواهی های آلیاژ عالی بود. مسئله این بود که رایزر خیلی کوچک بود و در جای اشتباهی قرار داشت و در حالی که جامد شد، گروه بازیگران گرسنه بود. طراحی مجدد سیستم تغذیه آن را حل کرد. این یک شکست مادی نبود. این یک شکست فرآیند بود.

ریخته گری قالب پوسته برای ضد زنگ متغیر دیگری را معرفی می کند: واکنش فلز-قالب. برخی از آلیاژها، به ویژه آنهایی که دارای کروم بالا هستند، می توانند یک لایه سوختگی سخت و مستحکم ایجاد کنند که در آن فلز با پوسته سرامیکی تماس پیدا می کند. این مقیاسی نیست که بتوانید آن را از بین ببرید. این یک پیوند متالورژیکی است. اگر خیلی شدید باشد، سطح را خراب می کند و نیاز به ذخیره بیش از حد برای ماشین کاری دارد که باعث افزایش هزینه می شود. ترفند در پوشش صورت - آرد زیرکون خاص یا مواد نسوز استفاده شده - و دمای ریختن است. چند درجه بیش از حد گرم است، و شما روزها کار اضافی برای خود آسیاب می کنید.

و بیایید آلیاژهای ویژه ای را که QSY ذکر می کند، مانند آلیاژهای مبتنی بر نیکل، فراموش نکنیم. اغلب، شما فقط ریخته گری ضد زنگ نمی کنید. شما در کنار آن Inconel یا Hastelloy را انتخاب می کنید. روش های کوره باید بی عیب و نقص باشد تا از آلودگی متقاطع جلوگیری شود. ردی از باقی مانده فولاد کربنی در ملاقه می تواند کاربیدهای آهن را به مذاب سوپرآلیاژ وارد کند و خواص آن را در دمای بالا به خطر بیندازد. لجستیک در یک ریخته گری چند ماده به اندازه متالورژی مهم است.

واقعیت ماشینکاری: پچ پچ، گرما و عمر ابزار

که از یک ریخته گری می آید، استوک ماشینکاری به ندرت یکنواخت است. ممکن است سطحی با شن و ماسه با حفره هایی با مقیاس سخت تر داشته باشید. اولین پاس خشن شما باید به اندازه کافی تهاجمی باشد تا زیر این لایه سطحی ناسازگار قرار گیرد اما به اندازه کافی پایدار باشد که به ابزار ضربه وارد نشود. برای ریخته‌گری‌های بزرگ، گیره و فیکسچر برای جلوگیری از اعوجاج تحت نیروهای برش یک شکل هنری است. شما در حال ماشینکاری یک شمش کامل نیستید. شما در حال تمیز کردن قسمتی به شکل توری هستید که تنش های داخلی ناشی از فرآیند ریخته گری دارد.

انتخاب مایع خنک کننده بسیار مهم است. یک خنک کننده همه منظوره ممکن است برای آلومینیوم یا فولاد ملایم مناسب باشد، اما برای فولاد ضد زنگ، به روانکاری بالایی نیاز دارید. هدف فقط خنک کردن نیست. این کاهش لبه ایجاد شده روی نوک ابزار است که علت اصلی پرداخت ضعیف و سایش سریع ابزار در مواد صمغی است. ما سال‌ها پیش به یک خنک‌کننده مصنوعی بدون کلر و سنگین روی آوردیم و عمر ابزار در 316 شغل ما تا 30 درصد افزایش یافت. آنقدر قابل توجه بود.

سپس استرس پس از ماشینکاری وجود دارد. فرزکاری یا تراشکاری سنگین می‌تواند باعث ایجاد تنش‌های سطحی شود که در یک محیط خدمات خورنده، به نقطه شروع ترک خوردگی تنشی (SCC) تبدیل می‌شوند. برای قطعاتی که برای کارخانه‌های شیمیایی یا استفاده‌های دریایی در نظر گرفته شده‌اند، ممکن است غیرفعال‌سازی نهایی یا حتی کاهش تنش در دمای پایین ضروری باشد. این در نقشه استاندارد نیست، اما این نوع دانش فرآیندی است که یک کارگاه را از یک شریک تولیدی واقعی جدا می‌کند.

وقتی ضد زنگ به معنای بدون لکه نیست

این بزرگترین نقطه آموزش مشتری است. انفعال اجباری است. این پولیش اختیاری نیست. این یک فرآیند شیمیایی است که ذرات آهن آزاد موجود در سطح را از ماشین کاری حذف می کند (تکه های ریز فولاد ابزار فشرده شده در قطعه را در نظر بگیرید) و لایه اکسید کروم را غنی می کند. اگر از آن بگذرید، آن قسمت براق لکه های زنگ زدگی در یک انبار مرطوب ایجاد می کند و تلفن با مشتری عصبانی زنگ می زند. من مجبور شدم این را بارها بیشتر از آنچه بتوانم حساب کنم توضیح دهم.

خوردگی نیز در مورد طراحی است. شکاف ها دشمن هستند. یک فلنج ماشینکاری شده زیبا که با یک واشر با سطح دیگری جفت می شود، می تواند شکاف محکمی ایجاد کند. در آن فضای خالی از اکسیژن، حتی 316 می تواند دچار خوردگی شکاف شود. راه حل ممکن است به سادگی مشخص کردن یک ماده واشر متفاوت یا یک صفحه فلنج پهن تر باشد. این در مورد فکر کردن است فولاد ضد زنگ جزء به عنوان بخشی از یک سیستم، نه یک قطعه فلز جدا شده.

و رنگ حرارتی حاصل از جوشکاری. آن رنگ رنگین کمان فقط زشت نیست. این منطقه ای است که در آن کروم تخلیه شده است و آن را مستعد خوردگی می کند. برای کاربردهای بهداشتی یا دریایی، این رنگ باید معمولاً با ترشی کردن و غیرفعال کردن حذف شود. یک جوشکار ممکن است یک جوش TIG از نظر ساختاری کامل تولید کند، اما اگر گرمای ورودی کنترل نشده باشد و قسمت پشتی به درستی تمیز نشده باشد، یک نقطه شکست در آینده ایجاد کرده‌اید. کنترل کیفیت باید فراتر از اشعه ایکس برای عیوب نگاه کند و به متالورژی سطح نگاه کند.

ارزش یک شریک تمام فرآیند

اینجاست که مدل شرکتی مانند QSY با 30 سال در ریخته گری و ماشینکاری معنا پیدا می کند. مشکلاتی که توضیح دادم سیستمیک هستند. ممکن است یک نقص ریخته‌گری تا پایان ماشین‌کاری نمایان نشود و تمام آن ارزش افزوده را هدر دهد. یک استراتژی ماشینکاری که تنش پسماند ریخته گری را نادیده می گیرد، می تواند باعث اعوجاج شود. داشتن هر دو رشته در زیر یک سقف، امکان حلقه‌های بازخوردی را فراهم می‌کند که در غیر این صورت وقتی ریخته‌گری را به یک فروشنده و ماشین‌کاری را به فروشنده‌ای برون‌سپاری می‌کنید، از بین می‌روند.

آنها می توانند زود تصمیم بگیرند. به عنوان مثال، هندسه این بخش در PH 17-4 یک کابوس برای ماشینکاری از یک بلوک جامد است. بیایید سرمایه گذاری آن را به شکل خالص 90 درصد برسانیم، حتی اگر هزینه ابزارآلات بیشتر باشد، زیرا کل هزینه مالکیت - اتلاف مواد، زمان ماشینکاری، سایش ابزار - کمتر خواهد بود. این یک قضاوت است که از انجام هر دو طرف معادله به وجود آمده است.

همچنین یک شهود مادی ایجاد می کند. تیم ریخته گری آنها می داند که گرمای خاص 304 از تامین کننده A تمایل دارد کمی سیال تر از تامین کننده B باشد، که ممکن است بر پر شدن قالب تاثیر بگذارد. تیم ماشین‌کاری آنها می‌داند که به نظر می‌رسد که میله‌های میلگرد C همیشه مقیاس سخت‌تری دارند. این دانش ضمنی که در طی دهه‌ها انباشته شده است، چیزی است که شما واقعاً می‌خرید. این فقط یک لیست توانایی نیست ریخته گری قالب پوسته و ماشینکاری CNC; این تجربه انباشته شده و گاه دردناک از کارکردن این فرآیندها روی مواد دشوار است. این چیزی است که فولاد ضد زنگ را از یک کالا به یک راه حل مهندسی شده تبدیل می کند.