Detaljno objašnjenje tehnologije štancanja od nerđajućeg čelika

Štancanje od nerđajućeg čelika je osnovni proces u oblasti moderne precizne obrade metala. Uglavnom se oslanja na precizne kalupe i opremu pod pritiskom za primjenu stabilne i kontrolirane mehaničke vanjske sile na ploče od nehrđajućeg čelika, uzrokujući plastičnu deformaciju ili fizičko odvajanje sirovina, čime se obrađuju industrijski precizni dijelovi s različitim specifikacijama i složenim strukturama. Za razliku od običnog štancanja od ugljičnog čelika, nehrđajući čelik ima veću tvrdoću i posebne karakteristike oblikovanja, te ima strože zahtjeve za usklađivanje kalupa, parametre procesa i tačnost opreme. Raspon debljina konvencionalno obrađenih limova u industriji je stabilan između 0,1 mm i 6 mm. Oslanjajući se na zrelu CNC tehnologiju štancanja, tačnost dimenzija gotovih proizvoda može doseći ±0,05 mm, a ukupna obrada površine je odlična. Većina gotovih proizvoda ne zahtijeva sekundarno poliranje nakon oblikovanja. Može efikasno masovno-proizvesti različite vrste složenih geometrijskih strukturnih komponenti i glavni je proces za proizvodnju visoko-kvalitetnih dijelova od nehrđajućeg čelika.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nerđajući čelik je vrsta legure na bazi gvožđa-sa sadržajem hroma ne manjim od 10,5%. Njegove osnovne karakteristike proizlaze iz spontanog formiranja gustog, prozirnog i samoiscjeljujućeg hrom-oksidnog filma{4}}bogatog na površini. Ovaj pasivacijski film, koji je debeo samo nekoliko nanometara, fizički izoluje osnovni metal od eksternih korozivnih medija, omogućavajući nerđajućem čeliku da ostane nehrđajući dugo vremena u atmosferi, slatkoj vodi i raznim slabo korozivnim sredinama. Za razliku od običnog ugljičnog čelika, koji stvara labav i porozni željezni oksid (tj. hrđu) u vlažnim uvjetima, oksidni film od nehrđajućeg čelika može se reformisati uz pomoć kisika nakon oštećenja, što je osnovni izvor njegove otpornosti na koroziju. Iz perspektive metalografske strukture, nerđajući čelik koji se koristi u oblasti industrijskog štancanja uglavnom se deli na tri glavne vrste. Razlike u njihovim kristalnim strukturama određuju njihova različita ponašanja utiskivanja i granice primjene.

 

Austenitni nerđajući čelik: predstavljen serijama 304 i 316, njegova kristalna struktura je kubična-centrirana na lice i predstavlja jednu austenitnu fazu na sobnoj temperaturi. Ova vrsta nerđajućeg čelika nije-magnetna i ima najbolju sposobnost oblikovanja među svim vrstama nerđajućeg čelika. Posebno je pogodan za duboko izvlačenje, ispupčenje i složeno utisnuto zakrivljene površine. Austenitni nerđajući čelik se ne može očvrsnuti termičkom obradom, a njegova čvrstoća se može poboljšati samo hladnom obradom -, odnosno efektom kaljenja tokom procesa štancanja. Tipični austenitni nehrđajući čelik 304 ima vlačnu čvrstoću od oko 520 do 620 MPa u žarenom stanju i istezanje od 40% do 60%. Kuhinjski sudoperi, medicinske posude i razni duboko-razvučeni kontejneri tipični su nosači za ovu vrstu materijala. Za konvencionalne električne i mehaničke strukturne dijelove, probijanje od nehrđajućeg čelika 304 je najčešća kombinacija procesa, uzimajući u obzir dobru otpornost na koroziju i mogućnost oblikovanja.

 

Feritni nehrđajući čelik: predstavljen sa 409, 430 i 439, njegova kristalna struktura je kubična-centrirana na tijelo, magnetna i ne sadrži nikl ili samo u tragovima nikla. Formabilnost feritnog nerđajućeg čelika je niža od one kod austenitnog razreda, ali se široko koristi u scenarijima koji zahtevaju i otpornost na koroziju i otpornost na visoke temperature, kao što su izduvni sistemi automobila, unutrašnje cevi mašine za pranje veša i komponente pećnice. Oni općenito koštaju manje od austenitnih nehrđajućih čelika i manje su podložni pucanju hloridnom korozijom. Feritni nehrđajući čelici također se ne očvršćuju toplinskom obradom i imaju sporiju stopu kaljenja pri hladnom radu.

 

Martenzitni nehrđajući čelik: predstavljen sa 410 i 420, njegov sadržaj ugljika je značajno veći od prethodne dvije kategorije-obično između 0,15% i 0,40%. Visok sadržaj ugljika daje ovoj vrsti čelika potencijal za termičku obradu kaljenjem i kaljenjem. Tvrdoća termički -obrađenog martenzitnog nehrđajućeg čelika može doseći preko 50 HRC, što je pogodno za dijelove kao što su noževi, hirurški instrumenti, oštrice za brijanje i kuglice za ležaj koji imaju stroge zahtjeve za zadržavanje rubova ili otpornost na habanje. Međutim, treba napomenuti da je učinak štancanja martenzitnog nehrđajućeg čelika ograničen; umjereno savijanje i plitko izvlačenje još uvijek se mogu izvesti u žarenom stanju, ali duboko izvlačenje i složeno oblikovanje treba završiti prije termičke obrade. Odluke o odabiru materijala za dijelove od nehrđajućeg čelika zahtijevaju kompromis-između otpornosti na koroziju, složenosti oblikovanja, zahtjeva za čvrstoćom i cijene: austenit nudi najbolju sposobnost oblikovanja, ferit nudi najbolju ekonomičnost, a martenzit nudi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Značajna razlika u ponašanju pri štancanju između nehrđajućeg čelika i običnog ugljičnog čelika rezultat je njegove veće čvrstoće, izraženije sklonosti ka stvrdnjavanju i jedinstvenih karakteristika opružnog povrata. Veća otpornost na deformaciju: Granica tečenja nehrđajućeg čelika 304 je oko 200 do 300 MPa, a vlačna čvrstoća prelazi 520 MPa, a oba su veća od običnog niskougljičnog čelika. To znači da je sila štancanja potrebna za štancanje dijelova od nehrđajućeg čelika istog oblika znatno veća, što postavlja veće zahtjeve za tonažu i krutost prese. Povećava se i kontaktni napon koji kalup podnosi, a brzina habanja radnog dijela se ubrzava. Stoga su kalupi za štancanje od nehrđajućeg čelika obično napravljeni od brzoreznog čelika - ili cementnog karbida u prahu i obloženi su titanijum nitridom ili dijamantskim- premazom poput ugljika.

 

Značajan učinak očvršćavanja: Tokom procesa plastične deformacije austenitnog nehrđajućeg čelika, veliki broj dislokacijskih zapleta i deformacijskih blizanaca se stvara u kubičnoj rešetki -centriranoj na lice, što rezultira naglim povećanjem čvrstoće materijala i smanjenjem plastičnosti. Ova karakteristika ima dvije strane: U procesu dubokog izvlačenja, očvršćavanje može pomoći bočnom zidu da se odupre stanjivanju i pucanju i da postigne ujednačeniju distribuciju debljine stijenke, ali u više-formiranju ili scenarijima koji zahtijevaju lokalnu sekundarnu deformaciju, očvršćavanje može uzrokovati prerano pucanje materijala. U inženjerstvu, ovaj problem se često ublažava kontrolisanjem količine pojedinačnih deformacija, dodavanjem tretmana žarenjem između procesa ili odabirom lakih-za-oblikovanje razreda koji sadrže bakar i druge legirajuće elemente (kao što je 304Cu).

 

Značajno opružno ponašanje: modul elastičnosti nehrđajućeg čelika je oko 193 do 200 GPa, što je slično ugljičnom čeliku, ali zbog njegove veće čvrstoće tečenja, elastični napon povrata po jedinici deformacije je veći. Nakon savijanja i oblikovanja, ugao povratnog opruge dijelova od nehrđajućeg čelika je obično 20% do 50% veći od kuta dijelova od ugljičnog čelika iste specifikacije. Stopa povrata opruge može varirati i do 15% između različitih tipova - opružna povratna sila austenitnog nehrđajućeg čelika je obično veća od onog kod ferita, a povratna opružnost radnog-kaljenog stanja je veća od onog u žarenom stanju. Uobičajene metode za kompenzaciju povratnog opruge uključuju prethodno podešavanje kuta savijanja u kalupu, postavljanje tlačnih rebara na korijenu savijanja kako bi se uvela kompresivna plastična deformacija ili postavljanje stanice za oblikovanje za korekciju ugla nakon savijanja.

 

Adhezija kalupa i sklonost ogrebotina: Hladno zavarivanje je sklono javljanju između nehrđajućeg čelika i čelika kalupa pod visokim-uvjetima trenja pod pritiskom, to jest, sitne čestice nehrđajućeg čelika prenose i prianjaju na površinu kalupa, formirajući izgrađenu-gornju ivicu. Ovi spojevi će prilikom naknadnog štancanja izgrebati površinu dijela i formirati tragove crtanja, što je neprihvatljiv nedostatak za kuhinju, kupaonicu i ukrasne dijelove koji zahtijevaju izgled ogledala. Rješenja uključuju: poboljšanje nivoa poliranja radnog dijela kalupa do površine ogledala (Ra manji od ili jednak 0,1 mikrona), odabir praškastih materijala za kalupe brzog čelika koji sadrže vanadij, nanošenje DLC ili CrN premaza i korištenje specijalnog ulja za štancanje koje sadrži aditive za ekstremne pritiske. U proizvodnji OEM dijelova za štancanje od nehrđajućeg čelika, superponirani efekat gore navedenih tehničkih izazova zahtijeva dovoljnu probnu verifikaciju kalupa i optimizaciju parametara tokom faze razvoja procesa, umjesto da se jednostavno primjenjuje procesno iskustvo štancanja od ugljičnog čelika.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kuhinjski, kupaonski i kućanski aparati: sudoperi od nehrđajućeg čelika, ploče za štednjak, komore za prikupljanje dima nape, obloge za perilicu posuđa, okviri vrata za mikrovalne pećnice, šarke hladnjaka i kvake na vratima - većina metalnih dijelova u ovim svakodnevnim kućanskim aparatima proizvodi se procesima štancanja. Kuhinjske i kupaonske primjene postavljaju izuzetno visoke zahtjeve za kvalitetu površine nehrđajućeg čelika. Sve ogrebotine, crteži, udubljenja ili defekti narandžine kore će uticati na ocjenu izgleda. Stoga je učestalost održavanja kalupa veća nego kod industrijskih strukturnih dijelova, a za zaštitu površine često se koriste obložene sirovine od nehrđajućeg čelika.

 

Medicinski i farmaceutski uređaji: hirurške posude za instrumente, kutije za sterilizaciju, sterilne komponente radnog stola, pribor za medicinska kolica i kućišta i postolja za dijagnostičku opremu. Područje medicine ima stroge zahtjeve u pogledu higijenskih svojstava dijelova za štancanje od nehrđajućeg čelika - materijal treba da ima neporoznu strukturu kako bi se izbjegle nakupljanje bakterija i mala hrapavost površine kako bi se olakšalo čišćenje i dezinfekcija. Austenit 304 i 316 su glavni materijali u oblasti medicine. Obično se elektrohemijski poliraju nakon štancanja kako bi se dobila svijetla i čista površina i kako bi se uklonile nečistoće u pasivizirajućem filmu. Automobilska industrija: toplotni štitovi i nosači za izduvne sisteme, zaptivke motora, trake za rezervoare za gorivo, klipnjače brisača, mali delovi za štancanje u mehanizmima za podešavanje sedišta, kućišta vazdušnih jastuka i stezaljke za baterije. Automobilske primjene imaju visoke zahtjeve za otpornost na toplinu i otpornost na zamor vibracija dijelova za štancanje od nehrđajućeg čelika. Feritne serije (409, 439) dominiraju izduvnim sistemima, dok se austenitne serije češće koriste u šasijama i pričvršćivačima koji zahtijevaju veću otpornost na koroziju.

 

Elektronska i komunikaciona oprema: srednji okviri mobilnih telefona, strukturni dijelovi kućišta tablet računara, kućišta za baterije, držači SIM kartica, geleri antena i zaštitni poklopci. Elektronski proizvodi imaju stroge zahtjeve u pogledu tačnosti dimenzija i ravnosti dijelova za štancanje od nehrđajućeg čelika. Tolerancija se često kontroliše unutar ±0,03 mm, a serije su velike i brzo se ažuriraju. Kalupi za štancanje su potrebni da bi imali dug životni vijek i mogućnost brze zamjene. Industrijska oprema i konstrukcija: paneli vrata i okviri upravljačkih ormara, pribor za transportne lance, spojnice za zidne zavjese, okviri fotonaponskih modula i spojni čvorovi u potresno-otpornim konzolama. Takve primjene daju prednost čvrstoći i otpornosti na vremenske uvjete nehrđajućeg čelika u odnosu na estetiku površine. Konkurentnost Kineskih fabričkih cena delova za štancanje od nerđajućeg čelika u gore navedenim poljima ne zavisi samo od cene jednog dela, već i od sveobuhvatne kontrole veka trajanja kalupa i količine otpada.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ako treba da procenitedijelovi za štancanje limarješenja ili zatražite uzorke za vaš projekat, ispunite upitnik u nastavku kako biste nas obavijestili o crtežima, razredu materijala i godišnjoj potražnji. Inženjerski tim će obezbijediti analizu izvodljivosti procesa i procjenu troškova u roku od radnih dana.