Нержавеющая сталь — сталь с измененными свойствами, обеспечивающими защиту от коррозии. Главным отличием от углеродистой стали является высокое содержание таких химических элементов как хром, никель, азот или углерод, в зависимости от сплава.
Термостойкий и устойчивый к окислению сплав крайне востребован при эксплуатации в условиях агрессивной среды.
Этапы обработки
Всю работу по получению готового изделия из нержавеющей стали можно разбить на четыре этапа.
Подготовительный этап включает в себя процесс нарезания листов стали на высокоточном оборудовании. После прохождения контроля качества листы отправляются на формовочные станки, где им придается соответствующая форма. Так, при создании дымоходных труб из нержавеющей стали, листы фиксируются на вальцовочных станках, где им и придается форма цилиндра.
При помощи сварочного оборудования все элементы соединяются между собой. Полученная деталь отправляется на шлифовку, где и происходит приведение детали к тому самому, отличающему от других видов стали, блестящему и гладкому внешнему виду:
Виды обработки
Использование нержавеющей стали началось ещё в XIX веке. Для обработки требовалось много времени и усилий. Современные технологии шагнули далеко вперед. Автоматизированный процесс позволяет получать большое количество изделий при минимальной затрате людских ресурсов.
Лазерная резка
Использование в качестве резака направленного луча света позволяет мгновенно нагревать деталь до 2500 градусов. Испаряемый металл выдувается сильным потоком воздуха. Данный вид обработки характеризуется идеальной кромкой, не требующей проведения дополнительной механической обработки.
Лазерная резка считается самым быстрым и технологичным способом получения изделий сложной формы. Но дорогостоящее оборудование не позволяет широко распространить подобный способ обработки повсеместно.
Гидроабразивная резка
Если обработка нержавеющей стали была связана с нагревом детали, то гидроабразивная резка отслаивает металл за счет давления воды и содержащихся в ней абразивов. Температура в месте реза не превышает 80 градусов. В качестве абразива используется гранатовый песок. Данный материал эффективен для резки всех видов сплавов, в том числе и титановых, которые являются самыми прочными и труднообрабатываемыми.
Режущий состав воды и абразива подается через тонкое сопло под большим давлением. Именно мощность насоса влияет на такие режущие характеристики как скорость резки и толщину сплава, которую можно обработать.
Гидроабразивная резка по скорости уступает лазерной. К тому же, выходное отверстие будет отличаться от входного. Это связано с ослаблением водяной струи при проходе через толщу металла.
Тем не менее, данный вид обработки способен производить качественные изделия. Отличие входных и выходных отверстий решается путем снижения скорости реза. А при отсутствии возможности обработки стали на лазерном станке, гидроабразивный резак является отличной альтернативой получения изделия сложной формы.
Штамповка
Лазерная и гидроабразивная резки в основном применяются при создании штучных экземпляров. Штамповочные прессы ориентированы на массовое производство одинаковых деталей. Главными достоинствами является абсолютная идентичность всех изделий и высокая скорость изготовления.
Метод холодной штамповки не воздействует термально на сталь. Лист деформируется под давлением пресса и принимает новую форму.
В процессе штамповки выполняются разделительные и формоизменяющие операции:
- Вырубка листа нержавеющей стали требуемого размера;
- Пробивка отверстий;
- Гибка листа стали;
- Процесс вытяжки – создание из плоской заготовки полой детали;
- Отбортовка заготовки;
- Обжим соединений;
- Завершающая формовка детали.
Данный способ изготовления деталей получил широкое применение в конвейерном автомобилестроении. Основная часть изделий из нержавеющей стали, представленная в строительных магазинах, выполнена именно штамповкой.
Токарная обработка
Токарная обработка относится к одному из основных видов обработки стали. На токарном станке производится обработка цилиндрических и конических поверхностей, отрезание, сверление и нарезание резьбы. Данный вид обработки позволяет получать изделия сложных форм. Помимо этого, токарная обработка может являться продолжением других этапов обработки.
Например, при создании обсадной трубы для скважин необходимо нарезание входной и выходной резьбы.
Главным приспособлением для обработки нержавеющей стали являются фрезы, резцы, плашки для нареза резьбы и сверла. Процесс обработки осуществляется токарем, который производит фиксацию заготовки на станке и его дальнейшую обработку. Токарный станок универсален. Если потребуется обработка иных материалов, достаточно подобрать соответствующий резец или фрезу.
Фрезерование
Фрезерование — удаление слоя металла путем воздействия на него специальных режущих инструментов. Процесс обработки происходит за счет двух типов движения: главного и поступательного. Помимо инструмента по рабочей плоскости перемещается и сама заготовка.
Данный процесс обработки делится на три этапа:
- Черновое фрезерование, в процессе которого происходит оформление общего профиля.
- Получистовое фрезерование, характеризующееся повышением точности. На этой стадии, на поверхности заготовки остается не более 3 мм припуска, который будет убран при финальном фрезеровании.
- Чистовое фрезерование — завершающий этап, в результате которого достигается высокая точность и качество контуров.
Большой выбор фрез помогает решать множество задач связанных с обработкой стали:
- обработка плоских поверхностей;
- обработка объемных заготовок;
- деление детали на части;
- формировка.
Обработка детали на фрезерном станке осуществляется мастером или компьютерной программой. Современные станки с ЧПУ способны обрабатывать не только металл, но также различные виды пластика и дерева.
Слесарные работы
Несмотря на то, что современные станки способны выполнять многие процессы самостоятельно, ручная работа специалистов играет важную роль в металлообработке. Проверка качества изделия и его соответствие требуемым параметрам и размерам осуществляется специалистами на производстве. При необходимости мастерами могут проводится в ручную или на специальных станках следующие виды работ:
-
- дополнительная механическая обработка;
- сверление отверстий;
- нарезка резьбы;
- подгонка детали по месту.
Большинство конструкций являются составными, поэтому в сборочных цехах производятся соответствующие работы. Для сборки в единую конструкцию применяются:
-
-
- болтовые соединения;
- сварка;
- пайка.
-
Финишная обработка
Для финишной обработки применяются токарные станки со специальными насадками, шлифовальные машинки, многофункциональные станки со шлифовальными лентами и пескоструйные аппараты.
В зависимости от требований заказчика поверхность может быть:
-
-
- Зеркальной — нержавеющая сталь с таким типом поверхности применяется для изготовления информационных и рекламных стендов, создания мебели.
- Матовой — при оформлении фасадов зданий.
- Шлифованной — данные изделия применяются в сферах, где главную роль играет именно термическая и антикоррозийная устойчивость данного сплава. Например, на промышленных объектах.
-
Зеркальный блеск достигается шлифованием поверхности с нанесенной на неё специальной тонкодисперсной пастой. Зеркальные поверхности легко царапаются, поэтому в агрессивной среде такие изделия не применяются.
Зернистость шлифовального листа определяется путем обработки черновой заготовки, данный способ позволяет подобрать соответствующий лист, без риска повредить изделие.
Химическое травление нержавеющей стали также является одним из видов финишной обработки, в процессе которой устраняются различные дефекты: следы сварки, окалины, перегревы. Данный химический процесс позволяет восстановить поверхностный слой, повышающий устойчивость к высоким температурам.
Производственные цеха обладают специальными ваннами с раствором ортофосфорной кислоты, куда помещается изделие для удаления окислившегося слоя.
Альтернативным, но более энергозатратным способом является электрохимическое травление. Производится подключением положительного электрода к сплаву, помещением его в раствор кислоты и подачей через него напряжения.
Заключение
Процесс обработки нержавеющей стали позволяет получать изделия, обладающие надежной антикоррозийной защитой и высокой термостойкостью. Это стало возможно благодаря добавлению в сплав химических элементов, тормозящих процесс окисления. Нержавеющая сталь применяется во многих сферах нашей жизни, начиная от медицины и заканчивая строительством.
