Bewerking van roestvrij staal: kwaliteiten, toepassingen en uitdagingen

“Bij het bewerken van roestvrij staal worden de grondstoffen in de gewenste vorm omgezet door het materiaal te verwijderen met geschikte bewerkingen en snijgereedschappen.”

We zien de roestvrijstalen onderdelen overal, van schroeven voor meubels tot auto- en medische componenten. Deze toepassingen worden vervaardigd met behulp van verschillende methoden, waaronder bewerking van roestvrij staal, metaalproductie, gieten en smeden. De machinale bewerkingen verwijderen het materiaal van het roestvrijstalen werkstuk met behulp van geschikt snijgereedschap totdat de gewenste vorm is gevormd. 

Snij-, frees-, draai-, boor-, slijp- en andere bewerkingsprocessen worden op het roestvrij staal toegepast volgens het ontwerp van de beoogde onderdelen. Dit artikel gaat dieper in op de verschillende bewerkingstechnieken, toepassingen, enz. van roestvrij staal.

Inleiding tot het bewerken van roestvrij staal

Roestvast staal is een zeer sterke en corrosiebestendige legering met minimaal 10.2% chroom en 1.2% koolstof. Het kan worden bewerkt met zowel conventionele bewerkingsapparatuur als geavanceerde CNC-machines. Conventioneel bewerking van roestvrij staal Hierbij gaat het om handmatig bediende machines zoals draaibanken en conventionele freesmachines, wat doorgaans tijdrovend is en deskundige operators vereist. Bijgevolg zijn conventionele machines gevoelig voor precisie; ze kunnen een tolerantie bereiken van ±0.13 tot 0.25 mm met roestvrij staal. Ondertussen maakt de CNC-bewerking van roestvrij staal gebruik van een computergestuurd proces dat de gereedschapsbeweging kan automatiseren voor een nauwkeurigere bewerking, sneller dan handmatige bewerking.

Bewerking van roestvrijstalen werkstukken

Hier zijn de stappen voor het produceren van CNC-gefreesde roestvrijstalen onderdelen;

• Designing: CAD-ontwerp met gedetailleerde kenmerken, dimensionering en tolerantie in computerontwerpsoftware.
• G/M-code: De CAM-software zet het CAD-ontwerp om in G- of M-codes en de informatie is leesbaar door CNC-bewerking. Het is voornamelijk bedoeld voor het controleren van de gereedschapsbeweging in een optimaal bewerkingspad.
• Gereedschaps- en werkstukopstelling: Het juiste snijgereedschap wordt in de spil en het roestvrijstalen werkstuk in de werktafel of klauwplaat bevestigd. 
• Bewerking: Het snijgereedschap volgt automatisch het gerichte pad totdat de beoogde geometrie is gevormd.
• Nabewerking: Oppervlakteafwerking zoals slijpen, galvaniseren of parelstralen wordt toegepast voor een betere gladheid. 

Bewerkingskwaliteiten van roestvrij staal

Roestvrij staal

Bijna alle roestvrij staalsoorten zijn compatibel met CNC-bewerkingsprocessen, en sommige zijn vrij verspanende kwaliteiten. Dit betekent gewijzigde soorten met een hoge bewerkbaarheid, zoals 303, 316, 403F en 430F. De vrij verspanende roestvrij staalsoorten worden gemaakt door het toevoegen van zwavel, selenium of andere elementen die tijdens het bewerkingsproces als spaanbrekers en smeermiddelen werken. 

• 303 roestvrij staal (UNS S30300)
• 304 roestvrij staal (UNS S30400)
• 316 roestvrij staal (UNS S30400
• 310S roestvrij staal (UNS S31008)
• 416 roestvrij staal (UNS S41600)
• 420F roestvrij staal (UNS S42020)
• 430FSe roestvrij staal (UNS S43023)
• 17-4 PH roestvrij staal (UNS S17400)
• 304L roestvrij staal (UNS S30403)
• 316L roestvrij staal (UNS S31603)

Bovendien zijn 304 en 316 de twee populaire kwaliteiten in bewerkingsprojecten. Vergelijking van roestvrij staal 304 en 316316 bevat 2-3% hogere hoeveelheden nikkel dan 304, waardoor de corrosieweerstand tegen chloride-omgevingen aanzienlijk wordt verbeterd. Daarnaast is er nog een andere methode om roestvrijstalen onderdelen superieur te maken aan corrosiebestendigheid, genaamd Passivering van roestvrij staal. Het ontwikkelt een laag 2Cr2O3 op een roestvrijstalen oppervlak dat de vrije ijzerionen neutraliseert.

Soorten bewerking van roestvrij staal

Lasergesneden roestvrij staal 

Bovendien zijn de meest voorkomende soorten bewerkingen op roestvrij staal lasersnijden, frezen, boren, draaien en slijpen;

Lasersnijden van roestvrij staal 

Hoewel zowel fiber- als CO2-lasersnijders roestvrij staal kunnen snijden, hebben fiberlasers de voorkeur vanwege hun snelheid en precisie. Bij het lasersnijden van roestvrij staal wordt gebruik gemaakt van een zeer intense laserstraal, gericht op de snijpositie, waardoor het metaal smelt of verdampt om een ​​zuivere snede te creëren. Het vermogen van de laser is afhankelijk van de dikte van de laser Roestvrij stalen plaatwerk.

CNC-frezen van roestvrij staal 

Bij het CNC-frezen van roestvrij staal wordt het werkstuk op een tafel bevestigd en roterende frezen vormen het volgens het geprogrammeerde ontwerp. Deze zeer veelzijdige machine voert snij-, profileer-, boor-, gleuf- en contourbewerkingen uit met het juiste gereedschap. De typische tolerantie bij het frezen van roestvrij staal is 0.13 mm, maar kan oplopen tot 0.05 mm. Vervolgens kan CNC-frezen van roestvrij staal complexe onderdelen produceren voor diverse industriële toepassingen, van auto-onderdelen tot voedselverwerkingsapparatuur.

RVS CNC Draaien 

Bij het draaiende type roestvrij staalbewerking wordt een stalen werkstuk geroteerd in plaats van het snijgereedschap, waarbij materiaal wordt verwijderd om het in de ontworpen geometrie te vormen. Het is ideaal voor axiaal symmetrische roestvrijstalen onderdelen zoals assen en bussen. Daarnaast worden voor dit bewerkingsproces CNC-draaibanken of Turingmachines gebruikt.

Roestvrij staal CNC-boren 

Een CNC-boormachine gebruikt hardmetalen of diamantgecoate boren om diepe gaten in roestvrijstalen werkstukken te maken. Bij het boren van roestvrij staal worden voornamelijk cilindrische gaten met verschillende diameters gebruikt. Het wordt vaak gebruikt om componenten te vervaardigen waarvoor nauwkeurige gaten nodig zijn, zoals printplaten (PCB's), motoronderdelen en industriële componenten en apparatuur.

Roestvrij staal CNC-slijpen

Het is de nabewerkingsstap waarbij CNC-gefreesde roestvrijstalen onderdelen in een draaiende slijpschijf worden gevoerd met daarop een schurende laag. Dit proces verwijdert kleine materialen van het roestvrijstalen oppervlak en verwijdert oppervlaktedefecten en onregelmatigheden voor een glad (tot 0.13 μm) en uniform oppervlak. De gebruikelijke schuurmiddelen voor het slijpen van roestvrij staal zijn aluminiumoxide (Al2O3), zirkoniumoxide-aluminiumoxide en siliciumcarbide (SiC).

Ondertussen is de korrelgrootteverdeling voor het slijpen van roestvrij staal als volgt;

• Grove korrel (16 – 60): Aanvankelijk snelle materiaalafname, grof slijpen.
• Middelmatige korrel (80 – 180): Tussenslijpen om oppervlakken voor te bereiden voor verdere afwerking, zoals anodiseren of plateren.
• Zeer fijne korrel (800 – 3000): Deze hoogglansafwerkingstechniek verwijdert fijne krasjes en zorgt voor een spiegelachtige afwerking.

RVS Buigen 

Roestvaststalen platen, buizen en staven kunnen in specifieke vormen of profielen worden gebogen. Bij fabricage en productie, buigen van roestvrij staal wordt gebruikt voor diverse onderdelen en producten. Enkele voorbeelden zijn uitlaatsystemen voor auto's, structurele componenten in de lucht- en ruimtevaart, kanaalwerk, enz. 

Het mechanisme voor het buigen van roestvrij staal omvat doorgaans een kantbank- en matrijsmechanisme. Het werkblad wordt in de matrijs met de vereiste buighoek geplaatst (U en V zijn gewone matrijzen). Vervolgens oefent de kantbank druk uit op het stuk, waardoor het langs een gewenste hoek of curve vervormt. Technieken omvatten kantpersen, rolbuigen en roterend trekbuigen, waarbij elk gebruik wordt gemaakt van specifieke gereedschappen om nauwkeurige, herhaalbare buigingen te verkrijgen.

Toepassingen van roestvrij staalbewerking in verschillende industrieën

De bewerking van roestvrij staal wordt gebruikt in toepassingen die een hoge sterkte, corrosie- en slijtvastheid vereisen. Koolstofstaal is ook geschikt voor ductiele onderdelen en producten. Bovendien is deze productiemethode flexibel qua productievolume, van snelle prototyping tot grootschalige productieruns.

De toepassingsvoorbeelden van bewerking van roestvrij staall zijn als volgt;

• Aerospace: Onderdelen van vliegtuigmotoren, onderdelen van landingsgestellen, bevestigingsmiddelen, componenten van het hydraulische systeem, turbinebladen, hitteschilden, componenten van het brandstofsysteem, enz.
• Automotive: Onderdelen van het uitlaatsysteem, tandwielassen, motorkleppen, chassiscomponenten, brandstofinjectoren, ophangingsonderdelen, enz.
• Medisch: Chirurgische instrumenten, implantaten, injectienaalden, cardiovasculaire stents, medisch meubilair, enz. 
• Voedselverwerking: Opslagtanks, transportbanden, snij- en snijgereedschappen, vul- en verpakkingsmachines, warmtewisselaars, mengapparatuur, enz.
• Olie en gas: Hogedrukpompcomponenten, kleplichamen, boorgatgereedschappen, flenzen en connectoren, onderdelen voor boorapparatuur, enz.
• Elektronica: Koellichamen, behuizingen, PCB-steunen, montagebeugels, enz.
• Marine:  Motoronderdelen, schroefassen, dekbeslag, rompbeslag, stuurcomponenten, enz.

Uitdagingen bij het bewerken van roestvrij staal

Hoewel de bewerking van roestvrij staal verschillende voordelen heeft, zijn de hardheid, de snelle uitharding door de opbouw van warmte en de slechte oppervlakteafwerking de belangrijkste uitdagingen in het bewerkingsproces. Deze kunnen echter worden aangepakt of opgelost met tegenmaatregelen.

Tabel: Uitdagingen bij het bewerken van roestvrij staal 

Vervaardig uw roestvrijstalen onderdelen bij ProleanTech

De CNC-productie van roestvrij staal vereist inzicht in materiaaleigenschappen en een juiste selectie van verspanende gereedschappen. Bij Proleantech werken onze deskundige ingenieurs nauw samen met klanten om de vereisten te begrijpen en de bewerking uit te voeren met geavanceerde meerassige CNC-apparatuur. 

Bovendien kan onze ervaring in samenwerking met de automobiel-, ruimtevaart-, medische, industriële verwerkings- en andere uiteenlopende industrieën u helpen concurrerend te zijn op de markt. Ons uitgebreide netwerk van materiaaltoevoerketens en geavanceerde CNC-infrastructuur verlagen de bewerkingskosten aanzienlijk in vergelijking met westerse bedrijven.

Stuur ons daarom uw technisch ontwerp met de vereiste specificaties van het project, zodat u gebruik kunt maken van onze mogelijkheden bewerkingsdiensten voor roestvrij staal. Wij nemen contact met u op met een gedetailleerde offerte en verdere planning voor uw project.

Key Takeaways

1. Roestvast staal is een zeer sterke, corrosiebestendige legering die machinaal kan worden bewerkt met conventionele en geavanceerde CNC-apparatuur. 
2. De meest voorkomende bewerkingen zijn frezen, draaien, boren, slijpen en lasersnijden.
3. Door toegevoegde elementen zoals zwavel en selenium worden vrij verspanende soorten zoals 303, 316, 416 en 430F aangepast voor een betere bewerkbaarheid.
4. De toepassingen worden veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, de automobielsector, de medische sector, de voedselverwerking, de olie- en gasindustrie, de elektronica-industrie, de scheepvaart en nog veel meer industrieën.
5. Enkele potentiële uitdagingen bij het bewerken van roestvrij staal zijn slechte bewerkbaarheid, oververhitting, lange cyclustijd en perfecte afwerking. 

Veelgestelde vragen

Wat zijn de bewerkingsprocessen van roestvrij staal?

CNC-frezen, draaien, boren, slijpen en lasersnijden zijn standaard bewerkingsmethoden voor roestvrijstalen werkstukken. Fabrikanten selecteren het proces op basis van de vereiste precisie, complexiteit en toepassing van het bewerkte onderdeel.

Zijn CNC-gefreesde stalen onderdelen duurzaam?

Ja, CNC-gefreesde stalen onderdelen zijn zeer duurzaam. Bij periodiek onderhoud gaan ze vaak meer dan 20+ jaar mee.

Is het duur om roestvrij staalsoorten te bewerken?

Gereedschappen kunnen duurder zijn dan andere zachtere metalen en kunststoffen, maar de voordelen, zoals corrosieweerstand en sterkte, rechtvaardigen de iets hogere kosten.

Welke CNC-snijgereedschappen zijn geschikt voor de bewerking van roestvrij staal?

CNC-snijgereedschappen die geschikt zijn voor de bewerking van roestvrij staal zijn onder meer gereedschappen met hardmetalen punten, snelstaal (HSS) en keramische gereedschappen vanwege hun hoge temperaturen en drukbehandelingsmogelijkheden.

Wat zijn de toepassingen van roestvrijstalen bewerkingsonderdelen?

CNC-machines en roestvrijstalen componenten worden gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, de automobielsector, medische apparatuur, de voedsel- en drankverwerking en de bouw.

Lees verder:

• Fabricage van roestvrij staalplaat: proces en toepassingen
• Gelegeerd staal versus roestvrij staal: een vergelijkende gids
• Roestvrij staal versus aluminium: wat zijn de verschillen?