대부분의 사람들은 '스테인리스강'이라는 말을 들으면 반짝이고 부서지지 않는 부엌 싱크대를 떠올립니다. 그것이 첫 번째 오해입니다. 실제로 이는 합금 계열이며 용도에 맞게 잘못된 등급을 선택하는 것은 제가 너무 많이 보아온 비용이 많이 드는 실수입니다. 이는 단지 내식성에 관한 것이 아닙니다. 기계 가공성, 용접성, 응력이나 열 하에서 작동하는 방식에 관한 것입니다. 사양 시트가 항상 알려주지 않는 사항에 대해 이야기해 보겠습니다.
합금이 전부는 아니다
일꾼인 304와 316을 살펴보겠습니다. 316에 염화물에 대한 내공식성이 향상되는 몰리브덴이 있다는 것은 누구나 알고 있습니다. 그러나 작업 현장에서 316의 더 큰 골칫거리는 작업 중에 미친 듯이 경화되는 경향이 있다는 것입니다. CNC 가공. 피드와 속도를 조정했다고 생각했는데 갑자기 공구가 비명을 지르고 표면 마감이 엉망이 되어 딱딱하고 끈적끈적한 덩어리가 남게 됩니다. 304보다 더 존중과 예리한 도구가 필요합니다. 칭다오창센위안과기유한회사(QSY)주조부터 최종 가공까지 모든 것을 처리하는 는 학술적인 내용이 아닙니다. 이는 주조 입자 구조부터 시작하여 나중에 재료를 절단하는 방법을 중심으로 전체 공정 체인을 계획하는 것을 의미합니다.
그리고 쾌삭 등급인 303이 있습니다. 황이 첨가되어 있어 칩이 아름답게 나옵니다. 그러나 동일한 황은 내식성과 용접성을 저하시킵니다. 나는 완벽하게 가공된 303개의 밸브 본체 배치가 누군가가 스테인리스는 스테인리스라고 생각했기 때문에 약간 부식성이 있는 환경에서 조기에 고장나는 것을 본 적이 있습니다. 고객은 316이 필요했지만 303이 더 저렴하고 가공하기 쉬웠습니다. 단기적인 비용 절감으로 인해 교체와 평판 측면에서 많은 비용이 발생했습니다. 전형적인 함정입니다.
실제 뉘앙스는 17-4 PH와 같은 석출 경화 등급에서 발생합니다. 상대적으로 부드러운 용체화 처리된 조건 A로 가공합니다. 그런 다음 H900 또는 H1150으로 열처리하여 놀라운 강도를 얻습니다. 그러나 가공 순서가 최종 열처리 중 치수 변화를 고려하지 않고 변화하게 되면 공차가 엄격한 항공우주 브래킷은 불량품이 됩니다. 기계공과 금속공학자의 춤입니다.
올바른 주조: 단순히 금속을 붓는 것 이상
이것이 기초가 놓인 곳입니다. 투자 주조 복잡한 것에 환상적입니다 스테인레스 스틸 부분은 있지만 악마는 세부 사항에 있습니다. 게이팅 및 라이저 설계가 중요합니다. 스테인레스는 탄소강과 수축 패턴이 다릅니다. 동일한 피더 시스템을 사용하면 두꺼운 부분에 수축 다공성이 발생합니다. 우리는 QSY에서 일찍부터 이것을 배웠습니다. 펌프 하우징 주조물이 계속해서 압력 테스트에 실패했습니다. 기하학은 건전했고 합금 인증서는 완벽했습니다. 문제는 라이저가 너무 작고 잘못된 위치에 있어 주조물이 굳어지면서 굶어 죽는다는 것이었습니다. 공급 시스템을 재설계하여 문제를 해결했습니다. 그것은 물질적인 실패가 아니었습니다. 프로세스 실패였습니다.
스테인레스용 쉘 주형 주조에는 금속-주형 반응이라는 또 다른 변수가 있습니다. 특정 합금, 특히 크롬 함량이 높은 합금은 금속이 세라믹 쉘과 접촉하는 곳에 단단하고 끈질긴 연소층을 형성할 수 있습니다. 이것은 그냥 폭발시킬 수 있는 규모가 아닙니다. 그것은 금속 결합입니다. 너무 심할 경우 표면이 훼손되고, 가공 시 과도한 재고 여유가 필요해 비용이 많이 발생합니다. 비결은 금형 표면 코팅(사용된 특정 지르콘 가루 또는 내화물)과 주입 온도에 있습니다. 몇 도가 너무 더워서 며칠 동안 추가 연삭 작업을 해야 합니다.
그리고 니켈 기반 합금과 같이 QSY가 언급한 특수 합금도 잊지 마십시오. 종종 스테인레스 스틸만 주조하는 것이 아닙니다. 인코넬이나 하스텔로이를 함께 캐스팅하고 있습니다. 퍼니스 작업은 교차 오염을 방지하기 위해 완벽해야 합니다. 레이들에 남아 있는 탄소강 잔류물의 흔적으로 인해 초합금 용융물에 탄화철이 유입되어 고온 특성이 손상될 수 있습니다. 복합 재료 주조 공장의 물류는 야금만큼 중요합니다.
가공 현실: 떨림, 열, 공구 수명
주조에서 나오는 가공 스톡은 거의 균일하지 않습니다. 더 단단한 스케일의 포켓이 있는 샌드 블라스트 표면이 있을 수 있습니다. 첫 번째 황삭 패스는 일관되지 않은 표면층 아래로 들어갈 수 있을 만큼 공격적이어야 하지만 공구에 충격을 주지 않을 만큼 안정적이어야 합니다. 대형 주물의 경우 절삭력으로 인한 변형을 방지하기 위한 클램핑 및 고정은 예술적인 형태입니다. 완벽한 빌렛을 가공하는 것이 아닙니다. 주조 공정으로 인해 내부 응력이 있는 거의 그물 형태의 부품을 청소하고 있습니다.
냉각수 선택은 매우 중요합니다. 알루미늄이나 연강에는 범용 절삭유가 적합할 수 있지만 스테인레스 스틸, 높은 윤활성이 필요합니다. 목표는 단지 냉각이 아닙니다. 이는 고무 소재의 마감 불량과 빠른 공구 마모의 주요 원인인 공구 팁의 구성인선을 줄이기 위한 것입니다. 우리는 몇 년 전에 특정 내구성이 뛰어난 무염소 합성 절삭유로 전환했고, 316개 작업의 공구 수명은 약 30% 정도 늘어났습니다. 그만큼 의미 있는 일이었습니다.
다음으로는 가공 후 스트레스가 있습니다. 심한 밀링이나 선삭은 부식성 사용 환경에서 응력 부식 균열(SCC)의 시작점이 되는 표면 응력을 유발할 수 있습니다. 화학 공장이나 해양용 부품의 경우 최종 패시베이션이나 저온 응력 완화가 필요할 수 있습니다. 표준 도면에는 없지만 작업장과 실제 제조 파트너를 구분하는 일종의 프로세스 지식입니다.
스테인레스가 얼룩이 없는 것을 의미하지 않는 경우
이것이 가장 큰 고객 교육 포인트입니다. 패시베이션은 필수입니다. 선택적인 광택이 아닙니다. 이는 기계 가공 시 표면에 박혀 있는 유리 철 입자를 제거하고(부품에 압착된 작은 공구강 조각을 생각해 보십시오) 크롬 산화물 층을 풍부하게 하는 화학적 공정입니다. 건너 뛰면 습한 창고에서 그 반짝이는 부분에 녹이 생기고 화가 난 고객의 전화벨이 울릴 것입니다. 나는 이것을 셀 수 없을 만큼 여러 번 설명해야 했습니다.
부식은 디자인에 관한 것이기도 합니다. 균열은 적입니다. 개스킷을 사용하여 다른 표면과 결합되는 아름답게 가공된 플랜지는 단단한 틈새를 만들 수 있습니다. 산소가 고갈된 공간에서는 316도 틈새 부식을 겪을 수 있습니다. 해결책은 다른 개스킷 재질을 지정하거나 더 넓은 플랜지 면을 지정하는 것만큼 간단할 수 있습니다. 에 대해 생각하는 것입니다. 스테인레스 스틸 분리된 금속 조각이 아닌 시스템의 일부인 구성 요소입니다.
그리고 용접으로 인한 열 착색. 그 무지개 색깔은 단지 추악한 것이 아닙니다. 크롬이 고갈되어 부식되기 쉬운 부분입니다. 위생 또는 해양 용도의 경우 일반적으로 산세척 및 부동태화를 통해 해당 색조를 제거해야 합니다. 용접공은 구조적으로 완벽한 TIG 용접을 생성할 수 있지만 열 입력이 제어되지 않고 뒷면이 제대로 퍼지되지 않으면 향후 실패 지점이 생성됩니다. 품질 관리는 X-ray를 통해 결함을 확인하고 표면의 야금학적 특성을 살펴봐야 합니다.
전체 프로세스 파트너의 가치
이것이 바로 주조 및 기계 가공 분야에서 30년의 경력을 지닌 QSY와 같은 회사의 모델이 의미가 있는 곳입니다. 내가 설명한 문제는 체계적입니다. 최종 가공 단계까지 주조 결함이 나타나지 않아 부가 가치가 모두 낭비될 수 있습니다. 주조물의 잔류 응력을 무시하는 가공 전략은 왜곡을 일으킬 수 있습니다. 두 분야를 한 지붕 아래에 두는 것은 주조를 한 공급업체에 아웃소싱하고 가공을 다른 공급업체에 아웃소싱할 때 손실되는 피드백 루프를 허용합니다.
그들은 조기에 결정을 내릴 수 있습니다. 예를 들어, 17-4 PH의 이 부품 형상은 솔리드 블록을 가공하기에는 악몽입니다. 툴링 비용이 더 높더라도 재료 낭비, 가공 시간, 공구 마모 등 총 소유 비용이 더 낮기 때문에 순 형상의 90%에 투자해 보겠습니다. 그것은 방정식의 양쪽을 모두 수행하여 탄생한 판단입니다.
또한 물질적 직관을 구축합니다. 그들의 주조팀은 공급업체 A의 특정 열인 304가 공급업체 B보다 약간 더 유동적인 경향이 있어 금형 충전에 영향을 미칠 수 있다는 것을 알고 있습니다. 가공 팀은 Mill C의 스톡 바가 항상 더 단단한 스케일을 갖고 있다는 것을 알고 있습니다. 수십 년에 걸쳐 축적된 이 암묵적 지식이 바로 당신이 구매하는 것입니다. 그것은 단지 다음과 같은 기능 목록이 아닙니다. 쉘 몰드 주조 그리고 CNC 가공; 어려운 재료에 대해 이러한 프로세스가 함께 작동하도록 만드는 축적된, 때로는 고통스러운 경험입니다. 이것이 바로 스테인레스 스틸을 일반 상품에서 공학적 솔루션으로 바꾸는 것입니다.
