روش های پردازش متداول برای قطعات ریخته گری فولاد ضد زنگ چیست؟

1. مروری بر پردازش قطعات ریخته گری فولاد ضد زنگ

قطعات ریخته گری فولاد ضد زنگ به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و استحکام به طور گسترده در ماشین آلات، ساخت و ساز، خودرو و تجهیزات مواد غذایی استفاده می شود. با این حال، پس از ریخته‌گری، قطعات به ندرت نیازهای ابعادی و سطحی نهایی را برآورده می‌کنند. بنابراین، چندین روش پردازش برای دستیابی به دقت، عملکرد و زیبایی شناسی مورد نظر اعمال می شود. این عملیات پس از ریخته گری شامل ماشینکاری، عملیات حرارتی، پرداخت، شات بلاست و پوشش سطح می باشد. درک این روش ها به مهندسان و سازندگان اجازه می دهد تا مقرون به صرفه ترین و از نظر فنی مناسب ترین فرآیندها را برای کاربردهای خود انتخاب کنند.

2. فرآیندهای ماشینکاری برای قطعات ریخته گری فولاد ضد زنگ

ماشینکاری یکی از رایج ترین عملیات پس از ریخته گری است. این شامل حذف مواد اضافی برای دستیابی به تلورانس های محکم و هندسه های دقیق است. سختی و چقرمگی بالای فولاد ضد زنگ، ماشین آلات را در مقایسه با فولاد کربنی چالش برانگیزتر می کند و به ابزارهای بهینه و پارامترهای برش نیاز دارد.

2.1 تراشکاری و فرز

• تراشکاری: ایده آل برای قطعات استوانه ای مانند شفت ها، حلقه ها و اجزای رزوه دار. برای مقاومت در برابر سایش، ابزارهای کاربید با سرعت بالا یا درج های پوشش داده شده ترجیح داده می شوند.
• فرز: برای سطوح مسطح یا پیچیده استفاده می شود. فرز مدرن CNC امکان برش دقیق چند محوره و پرداخت صاف با حداقل علائم ابزار را فراهم می کند.

2.2 حفاری، ضربه زدن و حفاری

• حفاری و ضربه زدن برای ایجاد سوراخ های رزوه ای برای اهداف مونتاژ استفاده می شود. فولادهای زنگ نزن به سرعت تغذیه آهسته، خنک کننده کافی و ابزار تیز برای جلوگیری از سخت شدن کار نیاز دارند.
• عملیات حفاری دقت ابعادی را در سوراخ‌های ریخته‌گری تصحیح می‌کند و از تحمل محکم در اتصالات مکانیکی اطمینان می‌دهد.

2.3 سنگ زنی و تکمیل دقیق

سنگ‌زنی زمانی انجام می‌شود که به تلرانس‌های بسیار محکم یا روکش‌های آینه‌ای نیاز باشد، مانند صندلی‌های سوپاپ، پروانه‌های پمپ یا قطعات پزشکی. این فرآیند مقادیر ریز مواد را حذف می‌کند و تغییر شکل‌های جزئی را از مراحل قبلی ماشین‌کاری اصلاح می‌کند.

3. روش های عملیات حرارتی

عملیات حرارتی برای اصلاح خواص مکانیکی و ریزساختاری قطعات ریخته گری فولاد ضد زنگ استفاده می شود. اگرچه فولادهای زنگ نزن به طور طبیعی در برابر خوردگی مقاوم هستند، اما عملیات حرارتی می تواند سختی، شکل پذیری و توزیع تنش داخلی را به ویژه پس از ریخته گری و ماشینکاری بهبود بخشد.

3.1 درمان با محلول

این فرآیند شامل حرارت دادن قطعات ریخته‌گری شده تا دمای بالا (معمولاً 1000 تا 1100 درجه سانتی‌گراد) و خاموش کردن سریع آن‌ها است. رسوبات کاربید را حل می کند و توزیع کروم را بازیابی می کند و مقاومت در برابر خوردگی و چقرمگی را بهبود می بخشد. فولادهای زنگ نزن آستنیتی مانند 304 و 316 معمولاً تحت این درمان قرار می گیرند.

3.2 کاهش سن و استرس

• پیری با تشکیل ترکیبات بین فلزی ظریف، فولادهای زنگ نزن سخت کننده رسوب را تقویت می کند (به عنوان مثال، PH 17-4).
• تنش زدایی در دمای 300 تا 400 درجه سانتی گراد به کاهش تنش های داخلی ناشی از ریخته گری یا ماشین کاری کمک می کند و اعوجاج در حین سرویس را به حداقل می رساند.

4. تکنیک های تکمیل سطح

پرداخت سطح ظاهر، تمیزی و مقاومت در برابر خوردگی قطعات ریخته گری فولاد ضد زنگ را افزایش می دهد. پرداخت های مختلف بسته به کاربرد انتخاب می شوند - صنعتی، تزئینی یا بهداشتی. عملیات سطح نیز نقش حیاتی در آماده سازی قطعات برای پوشش یا جوش دارد.

4.1 پرداخت

پولیش بی نظمی های سطحی، پوسته های اکسید و آثار ابزار را از بین می برد. پولیش مکانیکی از چرخ ها، تسمه ها یا خمیرهای ساینده برای تولید روکش های ساتن، نیمه براق یا آینه ای استفاده می کند. برای مواد غذایی و قطعات پزشکی، سطوح با براقیت بالا آلودگی را به حداقل می رساند و تمیز کردن را ساده می کند.

4.2 شات بلاست و سندبلاست

شات بلاست، مواد فولادی یا سرامیکی را روی سطح پخش می کند تا بافت را تمیز و همگن کند. سندبلاست مشابه است اما از رسانه های ظریف تری برای پرداخت صاف تر استفاده می کند. این روش ها به ویژه قبل از رنگ آمیزی، پوشش یا بازرسی مفید هستند، زیرا هر گونه نقص ریخته گری مانند منافذ یا ترک را آشکار می کنند.

4.3 غیرفعال کردن و ترشی

• ترشی از محلول های اسیدی (معمولاً مخلوط اسید نیتریک-هیدروفلوئوریک) برای حذف پوسته های اکسید و بازگرداندن سطح فلزی تمیز استفاده می کند.
• سپس غیرفعال سازی یک لایه نازک اکسید کروم را تشکیل می دهد که مقاومت در برابر خوردگی را بدون تأثیر بر ظاهر یا ابعاد افزایش می دهد.

5. فرآیندهای جوشکاری و مونتاژ

بسیاری از قطعات ریخته گری فولاد ضد زنگ نیاز به اتصال یا مونتاژ با اجزای دیگر دارند. تکنیک‌های جوشکاری مناسب مقاومت در برابر خوردگی و یکپارچگی مکانیکی را حفظ می‌کنند و در عین حال عیوب ناحیه متاثر از حرارت را به حداقل می‌رسانند.

5.1 روش های رایج جوشکاری

6. بازرسی و کنترل کیفیت

پس از پردازش، قطعات ریخته گری فولاد ضد زنگ باید بازرسی شوند تا اطمینان حاصل شود که الزامات ابعادی، سطحی و مکانیکی را برآورده می کنند. آزمایش غیر مخرب (NDT) اغلب برای تأیید یکپارچگی داخلی و تشخیص عیوب پنهان ناشی از ریخته‌گری یا ماشینکاری استفاده می‌شود.

6.1 روش های رایج بازرسی

• بازرسی ابعادی با استفاده از دستگاه های اندازه گیری مختصات (CMM) یا کولیس برای تأیید دقیق.
• بازرسی های بصری و سطحی برای تشخیص ترک ها، تخلخل ها یا ناهماهنگی های نهایی.
• آزمایشات اولتراسونیک، رادیوگرافی، یا نافذ رنگ برای تشخیص عیب زیرسطحی.

7. نتیجه گیری: انتخاب ترکیب پردازشی مناسب

عملکرد و ظاهر قطعات ریخته گری فولاد ضد زنگ تا حد زیادی به روش های پس از پردازش بستگی دارد. ماشینکاری دقت ابعاد را تضمین می کند، عملیات حرارتی مواد را تقویت می کند و تکمیل دوام و مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد. انتخاب ترکیب صحیح این روش‌ها - بر اساس نوع آلیاژ، الزامات کاربرد و اهداف هزینه - قطعات ریخته‌گری طولانی‌مدت و باکیفیت مناسب برای محیط‌های صنعتی را تضمین می‌کند.