1. Översikt över bearbetning av gjutdelar i rostfritt stål
Gjutdelar i rostfritt stål används ofta i maskiner, konstruktion, fordon och livsmedelsutrustning på grund av deras korrosionsbeständighet och styrka. Men efter gjutning uppfyller delarna sällan slutliga dimensions- och ytkrav direkt. Därför används flera bearbetningsmetoder för att uppnå önskad precision, prestanda och estetik. Dessa eftergjutningsoperationer inkluderar bearbetning, värmebehandling, polering, kulblästring och ytbeläggning. Genom att förstå dessa metoder kan ingenjörer och tillverkare välja de mest kostnadseffektiva och tekniskt lämpliga processerna för sina applikationer.
2. Bearbetningsprocesser för gjutdelar av rostfritt stål
Maskinbearbetning är en av de vanligaste eftergjutningsoperationerna. Det innebär att man tar bort överflödigt material för att uppnå snäva toleranser och exakta geometrier. Rostfritt ståls höga hårdhet och seghet gör det mer utmanande att bearbeta jämfört med kolstål, vilket kräver optimerade verktyg och skärparametrar.
2.1 Svarvning och fräsning
- Svarvning: Idealisk för cylindriska delar som axlar, ringar och gängade komponenter. Höghastighetsverktyg av hårdmetall eller belagda skär är att föredra för att motstå slitage.
- Fräsning: Används för plana eller komplexa ytor. Modern CNC-fräsning tillåter fleraxlig precisionsskärning och jämna ytbehandlingar med minimala verktygsmärken.
2.2 Borrning, gängning och borrning
- Borrning och gängning används för att skapa gängade hål för monteringsändamål. Rostfria stål kräver låg matningshastighet, tillräckligt med kylvätska och vassa verktyg för att förhindra arbetshärdning.
- Borrningsoperationer korrigerar dimensionsnoggrannheten i gjutna hål och säkerställer snäva toleranser vid mekaniska passningar.
2.3 Slipning och precisionsfinbearbetning
Slipning utförs när extremt snäva toleranser eller spegelfinish krävs, såsom i ventilsäten, pumphjul eller medicinska komponenter. Processen tar bort fina mängder material och korrigerar mindre deformationer från tidigare bearbetningssteg.
3. Värmebehandlingsmetoder
Värmebehandling används för att modifiera de mekaniska och mikrostrukturella egenskaperna hos gjutdelar av rostfritt stål. Även om rostfria stål är naturligt korrosionsbeständiga, kan värmebehandling förbättra hårdhet, duktilitet och inre spänningsfördelning, särskilt efter gjutning och bearbetning.
3.1 Lösningsbehandling
Denna process innebär att de gjutna delarna värms upp till en hög temperatur (vanligtvis 1000–1100°C) och att de snabbt härdas. Det löser upp karbidfällningar och återställer kromfördelningen, vilket förbättrar korrosionsbeständigheten och segheten. Austenitiska rostfria stål som 304 och 316 genomgår vanligtvis denna behandling.
3.2 Åldrande och avstressande
- Åldring stärker nederbördshärdande rostfria stål (t.ex. 17-4 PH) genom att bilda fina intermetalliska föreningar.
- Avspänningsavlastning vid 300–400°C hjälper till att minska inre spänningar från gjutning eller bearbetning, vilket minimerar distorsion under service.
4. Ytbearbetningstekniker
Ytbehandling förbättrar utseendet, renheten och korrosionsbeständigheten hos gjutdelar av rostfritt stål. Olika ytbehandlingar väljs beroende på applikation - industriell, dekorativ eller hygienisk. Ytbehandling spelar också en viktig roll för att förbereda delar för beläggning eller svetsning.
4.1 Polering
Polering tar bort ytojämnheter, oxidfjäll och verktygsmärken. Mekanisk polering använder slipskivor, bälten eller pastor för att producera satin, halvblank eller spegelfinish. För livsmedel och medicinska komponenter minimerar högpolerade ytor kontaminering och förenklar rengöring.
4.2 Kulblästring och sandblästring
Kulblästring projicerar stål eller keramiskt material på ytan för att rengöra och homogenisera strukturen. Sandblästring är liknande men använder finare media för jämnare finish. Dessa metoder är särskilt användbara före målning, beläggning eller inspektion, eftersom de exponerar eventuella gjutdefekter som porer eller sprickor.
4.3 Passivering och betning
- Betning använder sura lösningar (vanligtvis salpeter-fluorvätesyra-blandning) för att ta bort oxidfjäll och återställa en ren metallyta.
- Passivering bildar då en tunn kromoxidfilm som förbättrar korrosionsbeständigheten utan att påverka utseende eller dimensioner.
5. Svets- och monteringsprocesser
Många gjutdelar av rostfritt stål kräver sammanfogning eller montering med andra komponenter. Korrekt svetsteknik bibehåller korrosionsbeständighet och mekanisk integritet samtidigt som värmepåverkade zondefekter minimeras.
5.1 Vanliga svetsmetoder
| Svetsmetod | Egenskaper | Ansökningar |
| TIG (GTAW) | Hög precision, rena svetsar, låga stänk | Tunnväggiga och precisionsdetaljer |
| MIG (GMAW) | Snabbare avsättning, måttlig precision | Allmänna församlingar och tjocka sektioner |
| Motståndssvetsning | Inget fyllmedel, snabb, lokaliserad värme | Små komponenter och massproduktion |
6. Inspektion och kvalitetskontroll
Efter bearbetning måste gjutdelar av rostfritt stål inspekteras för att säkerställa att de uppfyller dimensions-, yt- och mekaniska krav. Icke-förstörande testning (NDT) används ofta för att verifiera intern integritet och upptäcka dolda defekter orsakade av gjutning eller bearbetning.
6.1 Vanliga inspektionsmetoder
- Dimensionell inspektion med hjälp av koordinatmätmaskiner (CMM) eller bromsok för precisionsverifiering.
- Visuella inspektioner och ytinspektioner för att upptäcka sprickor, porositet eller finishinkonsekvenser.
- Ultraljuds-, röntgen- eller färgpenetrerande tester för detektering av fel under ytan.
7. Slutsats: Att välja rätt bearbetningskombination
Prestanda och utseende hos gjutdelar av rostfritt stål beror mycket på efterbearbetningsmetoder. Bearbetning säkerställer dimensionell precision, värmebehandling stärker materialet och efterbehandling förbättrar hållbarhet och korrosionsbeständighet. Att välja rätt kombination av dessa metoder – baserat på legeringstyp, applikationskrav och kostnadsmål – säkerställer långvariga, högkvalitativa gjutna komponenter lämpade för krävande industriella miljöer.
