Nội dung chính
Thép không gỉ là gì ?
Vật liệu thép không gỉ là hợp kim sắt không dễ bị gỉ hoặc ăn mòn. Nó có hàm lượng crom ít nhất là 10,5%, một khía cạnh mang lại khả năng chống ăn mòn. Các nguyên tố khác có thể có trong thép không gỉ bao gồm carbon, niken, nitơ, đồng, silic, molypden và mangan. Thành phần chính xác sẽ thay đổi tùy thuộc vào chất lượng mong muốn.
Có hơn 100 hợp kim thép không gỉ, mỗi loại có đặc tính và ứng dụng riêng. Các loại thép không gỉ khác nhau này được phân loại thành bốn nhóm chính, cụ thể là:
- Thép không gỉ Austenit
- Thép không gỉ Ferritic
- Thép không gỉ Martensitic
- Thép không gỉ Duplex
Thép không gỉ có thể gia công được không ?
Có, thép không gỉ là vật liệu có thể gia công. Trên thực tế, có nhiều phương pháp gia công khác nhau được sử dụng trong sản xuất các bộ phận bằng thép không gỉ. Miễn là bạn hiểu được quy trình nào hoạt động tốt nhất và các đặc tính của thép không gỉ, bạn sẽ không gặp vấn đề gì khi gia công thành công vật liệu này.
Khả năng gia công đề cập đến mức độ dễ dàng mà vật liệu có thể được cắt hoặc định hình. Điều quan trọng cần nhớ là các loại thép không gỉ khác nhau có xếp hạng khả năng gia công khác nhau. Ví dụ, thép loại 316 có khả năng gia công khoảng 60% trong khi thép loại 304 có xếp hạng khả năng gia công là 70%. Điều này có nghĩa là gia công thép loại 316 đòi hỏi nhiều nỗ lực hơn và lực cắt cao hơn so với thép loại 304. Bạn cũng có thể cần giảm tốc độ cắt đối với các vật liệu ít khả năng gia công hơn.
Xem thêm:
Các loại thép không gỉ
Có một số loại thép không gỉ, mỗi loại có các tính chất hóa học, cơ học và vật lý riêng. Mỗi họ thép không gỉ yêu cầu các loại xử lý nhiệt khác nhau cho các ứng dụng cụ thể.
Sau đây là các loại thép không gỉ phổ biến và đặc tính của chúng.
Thép không gỉ Austenit:
Thép không gỉ Austenit được phát hiện lần đầu tiên vào khoảng năm 1912 đến năm 1914 và chúng vẫn là loại thép không gỉ phổ biến nhất. Tên của chúng bắt nguồn từ cấu trúc tinh thể austenit hoặc lập phương tâm mặt (FCC) của chúng. Cấu trúc này góp phần tạo nên các đặc tính độc đáo của thép nhưng làm cho nó không có từ tính.
Gia công thép không gỉ austenit tương đối dễ dàng do khả năng định hình, khả năng hàn và khả năng chống ăn mòn cao. Hơn nữa, vật liệu này ít có khả năng bị tôi cứng khi gia công.
Các loại thép không gỉ Austenitic:
- Loại 304
- Loại 316
- Hợp kim 20
- Loại 321H
- Loại 309S
Tính chất của thép không gỉ Austenitic:
- Hàm lượng Crom: 16% – 20%
- Hàm lượng cacbon: ít hơn 0,08%
- Hàm lượng Niken: 6% -22%
- Có chống ăn mòn không? Có
- Nó có từ tính không? Không
- Nó có dẻo không? Có
- Có khó không? Có
- Có thể xử lý nhiệt được không? Không
Thép không gỉ Ferritic
Thép không gỉ Ferritic, còn được gọi là thép không gỉ loại 400, có giá cả phải chăng hơn so với thép austenitic. Chúng có cấu trúc tinh thể mang lại cho chúng các đặc tính từ tính. Tuy nhiên, các hợp kim thép không gỉ này dễ bị tôi cứng khi gia công hơn và có độ dẻo thấp hơn. Ứng dụng của chúng trong gia công bắt nguồn từ các đặc tính mong muốn như khả năng chống ăn mòn và độ dẫn nhiệt thấp tốt.
Các loại thép không gỉ Ferritic:
- Loại 405
- Loại 409L
- Loại 410L
- Loại 430
- Loại 439
- Loại 447
Tính chất của thép không gỉ Ferritic
- Hàm lượng Crom: 10,5% – 30%
- Hàm lượng cacbon: dưới 0,1%
- Hàm lượng niken: Thường không có niken
- Có chống ăn mòn không? Có
- Nó có từ tính không? Có
- Nó có dẻo không? Có độ dẻo vừa phải
- Nó có dai không? Có độ dai vừa phải
- Có thể xử lý nhiệt được không? Không
Thép không gỉ Martensitic
Thép không gỉ Martensitic, hay thép Martensite, đã có từ năm 1913. Nó có hàm lượng cacbon tương đối cao, tạo ra độ cứng đặc biệt. Quá trình xử lý lão hóa và gia nhiệt làm tăng cường độ bền và độ cứng của thép không gỉ martensitic.
Các loại thép không gỉ Martensitic
- X12Cr13
- X20Cr30
- X50CrMoV15
- X17CrNi16-2
Tính chất của thép không gỉ Martensitic
- Hàm lượng Crom: 11,5% – 18%
- Hàm lượng cacbon: 1,2%
- Hàm lượng niken: Thường không có niken, đôi khi khoảng 3%
- Có chống ăn mòn không? Có
- Có từ tính không? Có, mặc dù một số loại không có từ tính
- Nó có dẻo không? Có
- Có cứng không? Phạm vi từ thấp đến cao cho hợp kim chưa tôi và đã tôi tương ứng
- Có thể xử lý nhiệt được không? Có
Quy trình gia công thép không gỉ
Gia công thép không gỉ là một quy trình sản xuất trừ liên quan đến việc loại bỏ vật liệu khỏi phôi để tạo ra các hình dạng và bộ phận mong muốn. Gia công có thể được thực hiện thủ công trong một quy trình đòi hỏi sự giám sát liên tục của người vận hành. Tuy nhiên, hầu hết các xưởng gia công thích tự động hóa các hoạt động của họ thông qua gia công CNC. Công nghệ này nhanh hơn, ít bị lỗi hơn và có khả năng gia công các dung sai chặt chẽ.
Sau đây là những quy trình gia công thép không gỉ được sử dụng phổ biến nhất.
Phay
Phay là phương pháp gia công thép không gỉ phổ biến nhất và phù hợp với nhiều hình dạng, đặc điểm và bề mặt hoàn thiện khác nhau. Trong quá trình phay, phôi vẫn đứng yên và được cố định vào bàn làm việc. Ngược lại, dụng cụ cắt quay với tốc độ cao. Sự tương tác giữa phần cắt và phôi sẽ loại bỏ mọi vật liệu không mong muốn. Máy phay có thể tạo ra các bộ phận có độ chính xác cao và lưỡi cắt mịn. Để có kết quả phay tốt nhất, hãy đảm bảo rằng bạn đang sử dụng đúng dụng cụ.
Tiện
Tiện là một quá trình gia công sử dụng một công cụ cắt cố định để loại bỏ vật liệu khỏi phôi quay. Khi hai thành phần này tiếp xúc, đầu cắt sẽ loại bỏ vật liệu thừa khỏi đường kính ngoài của phôi thép không gỉ đang quay. Tiện thường được sử dụng để sản xuất các bộ phận hình trụ, đối xứng trục như trục, chốt và ống lót. Do dung sai cao và bề mặt hoàn thiện chất lượng, tiện thường được sử dụng để thêm các tính năng quay chính xác vào các bộ phận thép không gỉ được định hình trước.
Khoan
Khoan là một quá trình cắt tạo ra các lỗ trên phôi thép không gỉ. Quá trình này bao gồm việc sử dụng mũi khoan được ép vào vật liệu và quay ở tốc độ cao để cắt một lỗ tròn chính xác. Các mũi khoan khác nhau tạo ra các lỗ có kích thước khác nhau cho các ứng dụng khác nhau. Khoan đóng vai trò quan trọng trong gia công thép không gỉ. Đầu tiên, nó tạo điều kiện lắp ráp bằng cách tạo lỗ cho vít, bu lông và đinh tán. Thứ hai, quá trình này cung cấp các đường dẫn cho các thành phần như cáp hoặc thậm chí là chất lỏng. Cuối cùng, khoan có thể được thực hiện trên các bộ phận bằng thép không gỉ vì mục đích thẩm mỹ.
Ren
Ren là một quá trình gia công tạo ra các cạnh xoắn ốc, được gọi là ren, trên phôi. Ren có thể nằm bên trong (nằm trên bề mặt bên trong của lỗ) hoặc bên ngoài (nằm trên bề mặt bên ngoài của phôi). Tính năng này cung cấp một phương tiện chi phí thấp để buộc chặt và kết nối các bộ phận riêng biệt. Với các thành phần bằng thép không gỉ, ren thường được thực hiện trên các ống và ống.
Cắt Laser
Cắt laser là một hình thức gia công không tiếp xúc sử dụng chùm tia laser năng lượng cao, tập trung để cắt thép không gỉ thành các hình dạng mong muốn. Tia laser công suất cao làm tan chảy vật liệu trên khu vực mục tiêu tạo ra một cạnh cắt. Cắt laser phù hợp hơn với các tấm thép không gỉ tương đối mỏng, mang lại độ chính xác và tốc độ cắt đáng kể. Hơn nữa, quy trình này tạo ra ít chất thải nhất, giảm yêu cầu về dụng cụ của bạn và tạo ra kết quả tổng thể tốt hơn.
Mài
Mài là một quy trình xử lý sau sử dụng bánh mài quay để cạo lớp vật liệu khỏi phôi. Quy trình gia công này loại bỏ một lượng nhỏ vật liệu và thường được sử dụng để cải thiện hình dạng và bề mặt hoàn thiện của phôi thép không gỉ. Mài có thể loại bỏ các khuyết tật bề mặt phổ biến như gờ tạo ra bề mặt tổng thể mịn hơn và đồng đều hơn.
EDM (Gia công bằng tia lửa điện)
Gia công bằng tia lửa điện (EDM) là một phương pháp gia công không tiếp xúc khác sử dụng tia lửa điện để làm bay hơi vật liệu từ phôi thép không gỉ. Do đó, phương pháp này dựa vào sự xói mòn vật liệu để tạo ra các hình dạng và chi tiết mong muốn. EDM là một kỹ thuật sản xuất có độ chính xác cao có thể đạt được độ hoàn thiện bề mặt tốt ngay cả trên các bộ phận tinh xảo và phức tạp. Mặc dù quy trình này phù hợp với kim loại cứng, nhưng nó có xu hướng bị giới hạn bởi độ dày của phôi.
Ứng dụng gia công thép không gỉ
Các bộ phận gia công bằng thép không gỉ mang lại độ bền, độ chắc chắn và khả năng chống ăn mòn và mài mòn. Do đó, không có gì ngạc nhiên khi gia công bằng thép không gỉ đã được áp dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp. Một số ví dụ ứng dụng của nó bao gồm:
Hàng không vũ trụ
Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ đòi hỏi các thành phần có độ bền cao có thể chống ăn mòn và nhiệt độ cao. Do đó, gia công bằng thép không gỉ được sử dụng trong sản xuất các bộ phận động cơ, thành phần hệ thống thủy lực, cánh tuabin và các hệ thống máy bay quan trọng khác.
Thuộc về y học
Ngành y tế sử dụng các quy trình gia công bằng thép không gỉ có độ chính xác cao để sản xuất các sản phẩm cấy ghép chỉnh hình, dụng cụ phẫu thuật, thiết bị chẩn đoán và đồ nội thất y tế.
Ô tô
Gia công thép không gỉ mang lại độ bền và khả năng phục hồi trong ngành công nghiệp ô tô. Ứng dụng của nó bao gồm trục bánh răng, thành phần động cơ, gia cố khung gầm và các bộ phận ô tô khác.
Hàng hải
Trong môi trường biển, các bộ phận tiếp xúc với nước biển làm tăng nguy cơ ăn mòn. Do đó, các thành phần thép không gỉ rất có lợi trong ngành này. Chúng được sử dụng để đóng tàu, các bộ phận động cơ, hệ thống chân vịt, v.v.
Chế biến thực phẩm
Ngoài khả năng chống ăn mòn, thép không gỉ còn là vật liệu vệ sinh lý tưởng cho các ứng dụng chế biến thực phẩm. Nó được sử dụng trong sản xuất lưỡi cắt và thái lát, bể chứa, thiết bị trộn và băng tải.
Mẹo gia công chính xác thép không gỉ
Sau đây là một số mẹo chuyên nghiệp giúp bạn đạt được kết quả gia công thép không gỉ tốt nhất.
Lựa chọn vật liệu chất lượng cao
Kết quả gia công thép không gỉ phụ thuộc trực tiếp vào chất lượng của vật liệu phôi. Như chúng ta đã thảo luận, có hơn 100 loại thép không gỉ. Trong mỗi loại, cũng có nhiều lựa chọn thay thế chất lượng khác nhau. Mặc dù việc lựa chọn vật liệu chất lượng cao có thể làm tăng chi phí ban đầu, nhưng nó giúp cắt giảm chi phí về sau và giúp bạn tránh khỏi rắc rối do các công cụ bị hỏng.
Vật liệu công cụ là quan trọng
Người thợ máy có thể lựa chọn từ nhiều loại vật liệu dụng cụ, mỗi loại có ưu và nhược điểm riêng. Vật liệu dụng cụ phù hợp sẽ khác nhau tùy thuộc vào hợp kim thép không gỉ cụ thể và yêu cầu của dự án. Thép tốc độ cao (HSS) và dụng cụ cacbua xi măng là một số dụng cụ cắt phổ biến nhất để gia công thép không gỉ.
Như tên gọi của nó, thép tốc độ cao được biết đến với khả năng chịu được tốc độ cao. Tuy nhiên, dụng cụ cacbua được thiết kế để xử lý tốc độ cắt thậm chí còn cao hơn và tạo ra bề mặt hoàn thiện tốt hơn. Do đó, nó phù hợp với các đợt sản xuất quy mô lớn và tốc độ cắt cao. Tuy nhiên, dụng cụ thép tốc độ cao có giá cả phải chăng hơn.
Chọn công cụ sắc bén và chính xác
Để đạt được độ hoàn thiện hoàn hảo, bạn phải sử dụng dụng cụ sắc. Dụng cụ cùn dễ bị vỡ hơn do phải chịu thêm áp lực và cũng có thể làm hỏng phôi. Tuy nhiên, hao mòn dụng cụ là một phần bình thường của bất kỳ quy trình gia công nào. Do đó, bạn cần thay thế bất kỳ dụng cụ cắt nào bị mòn thường xuyên để duy trì tính nhất quán và độ chính xác. Người thợ máy có thể cải thiện tuổi thọ dụng cụ bằng cách lựa chọn tốc độ cắt vừa phải. Tốc độ cao hơn có thể tạo ra nhiệt quá mức làm hỏng dụng cụ và vật liệu.
Theo dõi quá trình
Thép không gỉ dễ bị tôi luyện khi gia công, tức là rtrong quá trình gia công xảy ra tôi luyện không chủ ý. Hiện tượng này là do nhiệt độ quá cao sinh ra do ma sát giữa dụng cụ cắt và phôi thép không gỉ. Quá trình tôi luyện khi gia công làm tăng độ khó của quá trình gia công thép không gỉ. May mắn thay, bạn có thể sử dụng chất làm mát để duy trì nhiệt độ tối ưu trong quá trình gia công.
Sử dụng chất bôi trơn chất lượng
Bôi trơn là một phần quan trọng của các hoạt động gia công thành công và nó có ba chức năng chính. Đầu tiên, nó làm giảm ma sát giữa phôi thép không gỉ và dụng cụ cắt dẫn đến giảm mài mòn dụng cụ. Nó cũng giúp điều chỉnh nhiệt độ và do đó, giảm thiểu nguy cơ làm cứng khi gia công và các vấn đề liên quan đến quá nhiệt khác. Cuối cùng, chất bôi trơn tạo điều kiện loại bỏ cặn thép không gỉ tạo ra trong quá trình gia công.
Cảm ơn bạn quan tâm bài viết: Tại sao thép không gỉ lại được ưa chuộng sử dụng trong ngành thực phẩm
Mọi thắc mắc về Tài liệu thép không gỉ hoặc nhận báo giá các mặt hàng thép không gỉ, vui lòng liên hệ:
- Hotline: 1800 6968
- Fanpage: Inox Đại Dương
Ban biên tập: Đại Dương