Koje su najčešće korištene metode obrade dijelova od nehrđajućeg čelika?

1. Pregled obrade dijelova od nehrđajućeg čelika

Lijevani dijelovi od nehrđajućeg čelika naširoko se koriste u strojevima, građevinarstvu, automobilskoj i prehrambenoj opremi zbog svoje otpornosti na koroziju i čvrstoće. Međutim, nakon lijevanja, dijelovi rijetko izravno zadovoljavaju konačne dimenzije i zahtjeve površine. Stoga se primjenjuje nekoliko metoda obrade kako bi se postigla željena preciznost, izvedba i estetika. Ove operacije nakon lijevanja uključuju strojnu obradu, toplinsku obradu, poliranje, pjeskarenje i površinsko premazivanje. Razumijevanje ovih metoda omogućuje inženjerima i proizvođačima odabir najisplativijih i tehnički najprikladnijih procesa za njihove primjene.

2. Postupci obrade dijelova od nehrđajućeg čelika

Strojna obrada je jedna od najčešćih operacija nakon lijevanja. Uključuje uklanjanje viška materijala kako bi se postigle uske tolerancije i precizne geometrije. Visoka tvrdoća i žilavost nehrđajućeg čelika čine ga zahtjevnijim za obradu u usporedbi s ugljičnim čelikom, zahtijevajući optimizirane alate i parametre rezanja.

2.1 Tokarenje i glodanje

• Tokarenje: Idealno za cilindrične dijelove kao što su osovine, prstenovi i komponente s navojem. Radi otpornosti na habanje poželjni su alati od tvrdog metala velike brzine ili presvučene pločice.
• Glodanje: Koristi se za ravne ili složene površine. Moderno CNC glodanje omogućuje višeosno precizno rezanje i glatke završne obrade s minimalnim tragovima alata.

2.2 Bušenje, narezivanje i bušenje

• Bušenje i narezivanje se koriste za izradu rupa s navojem za potrebe montaže. Nehrđajući čelici zahtijevaju male brzine dodavanja, odgovarajuću rashladnu tekućinu i oštre alate za sprječavanje otvrdnjavanja.
• Operacije bušenja ispravljaju točnost dimenzija u lijevanim rupama i osiguravaju čvrstu toleranciju u mehaničkim spojevima.

2.3 Brušenje i precizna završna obrada

Brušenje se izvodi kada su potrebne izuzetno niske tolerancije ili zrcalna završna obrada, kao što su sjedišta ventila, impeleri pumpi ili medicinske komponente. Proces uklanja sitne količine materijala i ispravlja manje deformacije iz prethodnih koraka strojne obrade.

3. Metode toplinske obrade

Toplinska obrada koristi se za modificiranje mehaničkih i mikrostrukturnih svojstava dijelova od nehrđajućeg čelika. Iako su nehrđajući čelici prirodno otporni na koroziju, toplinska obrada može poboljšati tvrdoću, rastegljivost i raspodjelu unutarnjeg naprezanja, osobito nakon lijevanja i strojne obrade.

3.1 Liječenje otopinom

Ovaj proces uključuje zagrijavanje lijevanih dijelova na visoku temperaturu (obično 1000–1100°C) i njihovo brzo kaljenje. Otapa talog karbida i obnavlja distribuciju kroma, poboljšavajući otpornost na koroziju i žilavost. Austenitni nehrđajući čelici poput 304 i 316 obično se podvrgavaju ovom tretmanu.

3.2 Starenje i oslobađanje od stresa

• Starenjem se ojačavaju nehrđajući čelici koji otvrdnu taloženjem (npr. 17-4 PH) stvaranjem finih intermetalnih spojeva.
• Ublažavanje naprezanja na 300–400°C pomaže u smanjenju unutarnjih naprezanja od lijevanja ili strojne obrade, smanjujući izobličenje tijekom rada.

4. Tehnike završne obrade površina

Površinska obrada poboljšava izgled, čistoću i otpornost na koroziju dijelova od nehrđajućeg čelika. Odabiru se različiti završni slojevi ovisno o primjeni — industrijski, dekorativni ili higijenski. Površinska obrada također igra vitalnu ulogu u pripremi dijelova za premazivanje ili zavarivanje.

4.1 Poliranje

Poliranjem se uklanjaju površinske nepravilnosti, oksidne ljuske i tragovi alata. Mehaničko poliranje koristi abrazivne kotače, trake ili paste za proizvodnju satenskih, polusjajnih ili zrcalnih završetaka. Za prehrambene i medicinske komponente, visoko polirane površine smanjuju kontaminaciju i pojednostavljuju čišćenje.

4.2 Sačmarenje i pjeskarenje

Pjeskarenje projicira čelične ili keramičke medije na površinu za čišćenje i homogeniziranje teksture. Pjeskarenje je slično, ali koristi finiji medij za glatkiju završnicu. Ove metode su posebno korisne prije bojanja, premazivanja ili pregleda, jer otkrivaju sve nedostatke lijevanja kao što su pore ili pukotine.

4.3 Pasivacija i dekapiranje

• Dekapiranje koristi kisele otopine (obično mješavinu dušične i fluorovodične kiseline) za uklanjanje oksidnih naslaga i obnavljanje čiste metalne površine.
• Pasivacija tada stvara tanki film krom oksida koji povećava otpornost na koroziju bez utjecaja na izgled ili dimenzije.

5. Postupci zavarivanja i montaže

Mnogi dijelovi od nehrđajućeg čelika zahtijevaju spajanje ili sastavljanje s drugim komponentama. Odgovarajuće tehnike zavarivanja održavaju otpornost na koroziju i mehaničku cjelovitost dok minimiziraju defekte u zoni utjecaja topline.

5.1 Uobičajene metode zavarivanja

6. Inspekcija i kontrola kvalitete

Nakon obrade, dijelovi od nehrđajućeg čelika moraju se pregledati kako bi se osiguralo da zadovoljavaju dimenzionalne, površinske i mehaničke zahtjeve. Ispitivanje bez razaranja (NDT) često se koristi za provjeru unutarnjeg integriteta i otkrivanje skrivenih nedostataka uzrokovanih lijevanjem ili strojnom obradom.

6.1 Uobičajene metode pregleda

• Provjera dimenzija korištenjem koordinatnih mjernih strojeva (CMM) ili čeljusti za provjeru točnosti.
• Vizualni i površinski pregledi za otkrivanje pukotina, poroznosti ili nedosljednosti završne obrade.
• Ultrazvučni, radiografski ili penetrantski testovi za otkrivanje grešaka ispod površine.

7. Zaključak: Odabir prave kombinacije obrade

Učinkovitost i izgled lijevanih dijelova od nehrđajućeg čelika uvelike ovise o metodama naknadne obrade. Strojna obrada osigurava preciznost dimenzija, toplinska obrada ojačava materijal, a završna obrada povećava trajnost i otpornost na koroziju. Odabir ispravne kombinacije ovih metoda—na temelju vrste legure, zahtjeva primjene i ciljanih troškova—osigurava dugotrajne, visokokvalitetne lijevane komponente prikladne za zahtjevna industrijska okruženja.