1. Обзор обработки отливок из нержавеющей стали.
Детали для литья из нержавеющей стали широко используются в машиностроении, строительстве, автомобилестроении и пищевом оборудовании благодаря своей коррозионной стойкости и прочности. Однако после литья детали редко напрямую соответствуют окончательным требованиям к размерам и поверхности. Поэтому для достижения желаемой точности, производительности и эстетики применяется несколько методов обработки. Эти операции после литья включают механическую обработку, термообработку, полировку, дробеструйную очистку и нанесение покрытия. Понимание этих методов позволяет инженерам и производителям выбирать наиболее экономически эффективные и технически подходящие процессы для своих приложений.
2. Процессы обработки отливок из нержавеющей стали.
Механическая обработка является одной из наиболее распространенных операций после литья. Он включает в себя удаление лишнего материала для достижения жестких допусков и точной геометрии. Высокая твердость и ударная вязкость нержавеющей стали усложняют ее обработку по сравнению с углеродистой сталью, требуя оптимизированных инструментов и параметров резки.
2.1 Токарная и фрезерная обработка
- Токарная обработка: идеально подходит для цилиндрических деталей, таких как валы, кольца и резьбовые детали. Предпочтение отдается высокоскоростным твердосплавным инструментам или пластинам с покрытием, чтобы они устойчивы к износу.
- Фрезерование: используется для плоских или сложных поверхностей. Современное фрезерование с ЧПУ обеспечивает многоосную точную резку и гладкую обработку с минимальными следами от инструмента.
2.2 Сверление, нарезание резьбы и растачивание
- Сверление и нарезание резьбы используются для создания резьбовых отверстий в целях сборки. Нержавеющие стали требуют медленной подачи, достаточного количества охлаждающей жидкости и острых инструментов для предотвращения наклепа.
- Операции растачивания корректируют размерную точность литых отверстий и обеспечивают жесткие допуски при механической посадке.
2.3 Шлифование и прецизионная чистовая обработка
Шлифование выполняется, когда требуются чрезвычайно жесткие допуски или зеркальная поверхность, например, седла клапанов, рабочие колеса насосов или медицинские компоненты. В ходе этого процесса удаляется небольшое количество материала и корректируются незначительные деформации, возникшие в результате предыдущих этапов обработки.
3. Методы термообработки.
Термическая обработка используется для изменения механических и микроструктурных свойств отливок из нержавеющей стали. Хотя нержавеющие стали по своей природе устойчивы к коррозии, термическая обработка может улучшить твердость, пластичность и распределение внутренних напряжений, особенно после литья и механической обработки.
3.1 Обработка раствором
Этот процесс включает нагрев литых деталей до высокой температуры (обычно 1000–1100°C) и их быструю закалку. Он растворяет осадки карбидов и восстанавливает распределение хрома, улучшая коррозионную стойкость и ударную вязкость. Такой обработке обычно подвергаются аустенитные нержавеющие стали, такие как 304 и 316.
3.2 Старение и снятие стресса
- Старение укрепляет дисперсионно-твердеющие нержавеющие стали (например, 17-4 PH) за счет образования мелких интерметаллических соединений.
- Снятие напряжений при температуре 300–400°C помогает снизить внутренние напряжения, возникающие при литье или механической обработке, сводя к минимуму деформацию во время эксплуатации.
4. Методы отделки поверхности
Обработка поверхности улучшает внешний вид, чистоту и коррозионную стойкость отливок из нержавеющей стали. В зависимости от применения подбираются разные варианты отделки — промышленная, декоративная или гигиеническая. Обработка поверхности также играет жизненно важную роль при подготовке деталей к нанесению покрытия или сварке.
4.1 Полировка
Полировка удаляет неровности поверхности, оксидные окалины и следы инструментов. При механической полировке используются абразивные круги, ленты или пасты для получения атласной, полуглянцевой или зеркальной поверхности. Полированные поверхности пищевых и медицинских компонентов сводят к минимуму загрязнение и упрощают очистку.
4.2 Дробеструйная и пескоструйная обработка
Дробеструйная очистка проецирует на поверхность стальные или керамические материалы для очистки и гомогенизации текстуры. Пескоструйная обработка аналогична, но для получения более гладкой поверхности используются более мелкие материалы. Эти методы особенно полезны перед покраской, нанесением покрытия или проверкой, поскольку они выявляют любые дефекты отливки, такие как поры или трещины.
4.3 Пассивация и травление
- При травлении используются растворы кислот (обычно смесь азотной и плавиковой кислот) для удаления оксидных отложений и восстановления чистой металлической поверхности.
- Затем пассивация образует тонкую пленку оксида хрома, которая повышает коррозионную стойкость, не влияя на внешний вид или размеры.
5. Процессы сварки и сборки.
Многие детали, отлитые из нержавеющей стали, требуют соединения или сборки с другими компонентами. Правильные методы сварки сохраняют коррозионную стойкость и механическую целостность, сводя к минимуму дефекты в зоне термического влияния.
5.1 Распространенные методы сварки
| Метод сварки | Характеристики | Приложения |
| ТИГ (ГТАВ) | Высокая точность, чистые сварные швы, низкий уровень брызг. | Тонкостенные и прецизионные детали |
| МИГ (GMAW) | Более быстрое осаждение, умеренная точность | Общие сборки и толстые сечения |
| Контактная сварка | Без наполнителя, быстрый, локализованный нагрев | Мелкие компоненты и массовое производство |
6. Проверка и контроль качества
После обработки отливки из нержавеющей стали необходимо проверить, чтобы убедиться, что они соответствуют требованиям по размерам, поверхности и механическим требованиям. Неразрушающий контроль (NDT) часто используется для проверки внутренней целостности и обнаружения скрытых дефектов, вызванных литьем или механической обработкой.
6.1 Общие методы проверки
- Контроль размеров с использованием координатно-измерительных машин (КИМ) или штангенциркуля для проверки точности.
- Визуальный и поверхностный осмотр для выявления трещин, пористости или несоответствий отделки.
- Ультразвуковые, радиографические или цветные дефектоскопии для обнаружения подповерхностных дефектов.
7. Заключение: выбор правильной комбинации обработки
Характеристики и внешний вид отливок из нержавеющей стали во многом зависят от методов последующей обработки. Механическая обработка обеспечивает точность размеров, термообработка укрепляет материал, а финишная обработка повышает долговечность и устойчивость к коррозии. Выбор правильной комбинации этих методов — в зависимости от типа сплава, требований применения и целевых затрат — гарантирует получение долговечных и высококачественных литых компонентов, подходящих для сложных промышленных условий.
