فرایند آهنگری صفحه استیل ضد زنگ

صفحه فولادی ضد زنگ به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی، استحکام بالا و سطح زیبا، به طور گسترده در ساخت و ساز، لوازم خانگی، حمل و نقل، تجهیزات صنعتی و سایر زمینه ها استفاده می شود. به عنوان یکی از فرآیندهای کلیدی تولید صفحه فولادی ضد زنگ، آهنگری مستقیماً بر خواص مکانیکی و کیفیت سطح آن تأثیر می گذارد. این مقاله به تفصیل فرآیند آهنگری صفحه فولادی ضد زنگ را مورد بحث قرار می دهد و انتخاب مواد، گرمایش، فرآیند آهنگری، عملیات حرارتی، عملیات سطحی، بازرسی کیفیت و پردازش های بعدی را پوشش می دهد.

1. آماده سازی مواد
1.1 انواع فولاد ضد زنگ
فولاد ضد زنگ را می توان با توجه به ترکیب شیمیایی و ریزساختار آن به انواع مختلفی تقسیم کرد که رایج ترین آنها عبارتند از:
فولاد ضد زنگ آستنیتی: مانند 304 و 316، با مقاومت در برابر خوردگی و جوش پذیری خوب.
فولاد ضد زنگ فریتی: مانند 430، با استحکام و مغناطیس بالا.
فولاد ضد زنگ مارتنزیتی: مانند 410، با سختی و مقاومت در برابر سایش بالا.
فولاد ضد زنگ دوبلکس: مانند 2205، هر دو مزیت آستنیت و فریت، با استحکام و مقاومت در برابر خوردگی بالا.
1.2 انتخاب مواد
انتخاب نوع مناسب فولاد ضد زنگ اولین گام در فرآیند آهنگری است. با توجه به الزامات کاربردی محصول نهایی، مواد فولادی ضد زنگ با خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی مربوطه انتخاب می شوند. به عنوان مثال، معمولاً صفحات فولادی ضد زنگ 304 یا 316 برای ساخت و ساز انتخاب می شوند، در حالی که تجهیزات صنعتی ممکن است به فولاد ضد زنگ دوبلکس با استحکام بالاتر نیاز داشته باشند.
1.3 آماده سازی شمش
انتخاب و آماده سازی شمش برای فرآیند آهنگری بسیار مهم است. شمش معمولاً یک شمش فولادی یا بیلت است و اندازه و شکل آن باید با توجه به الزامات محصول نهایی طراحی شود. سطح شمش باید تمیز، بدون ترک، منافذ و سایر عیوب باشد.

2. گرم کردن
2.1 دمای گرمایش
دمای آهنگری فولاد ضد زنگ معمولاً بین 1000 درجه سانتیگراد و 1250 درجه سانتیگراد است. دما به نوع و ترکیب فولاد ضد زنگ بستگی دارد. دمای گرمایش بالا ممکن است منجر به دانه های درشت شود و بر خواص مکانیکی تأثیر بگذارد. دمای خیلی پایین ممکن است منجر به مشکلات آهنگری و ترک خوردگی شود.
2.2 تجهیزات گرمایشی
تجهیزات گرمایشی که معمولاً استفاده می شوند شامل کوره های گازی، کوره های الکتریکی و کوره های القایی هستند. کوره های گازی برای تولید انبوه مناسب هستند، در حالی که کوره های الکتریکی و کوره های القایی برای تولید با حجم کم و با دقت بالا مناسب هستند.
2.3 زمان گرمایش
زمان گرمایش باید با توجه به اندازه شمش و عملکرد تجهیزات گرمایشی تنظیم شود. زمان گرمایش خیلی کوتاه ممکن است منجر به دمای داخلی ناهموار شمش شود و بر کیفیت آهنگری تأثیر بگذارد. زمان گرمایش خیلی طولانی ممکن است منجر به دانه های درشت و اتلاف انرژی شود.

3. فرآیند آهنگری
3.1 آهنگری اولیه
آهنگری اولیه فرآیند شکل دادن به شمش گرم شده است. فشار بر روی شمش توسط پرس یا دستگاه آهنگری چکش اعمال می شود تا باعث تغییر شکل پلاستیکی، از بین بردن عیوب داخلی و بهبود ساختار سازمانی شود. هدف از آهنگری اولیه این است که شمش را به شکل نهایی نزدیک کند و در عین حال چگالی و یکنواختی آن را بهبود بخشد.
3.2 آهنگری دقیق
آهنگری دقیق ماشینکاری بیشتر بر اساس آهنگری اولیه برای رسیدن به شکل و اندازه نهایی است. در فرآیند آهنگری دقیق، دمای آهنگری و مقدار تغییر شکل باید به شدت کنترل شود تا از کیفیت سطح و ساختار داخلی محصول اطمینان حاصل شود. صفحه فولادی ضد زنگ پس از آهنگری دقیق باید دارای دقت ابعادی و پرداخت سطح بالایی باشد.
3.3 تجهیزات آهنگری
تجهیزات آهنگری که معمولاً استفاده می شوند شامل پرس هیدرولیک، پرس مکانیکی و دستگاه آهنگری چکش هستند. پرس هیدرولیک برای آهنگری اشکال بزرگ و پیچیده مناسب است، پرس مکانیکی برای محصولات کوچک و متوسط ​​مناسب است و دستگاه آهنگری چکش برای تولید با دقت بالا و با حجم کم مناسب است.

4. عملیات حرارتی
4.1 بازپخت
بازپخت فرآیند گرم کردن صفحه فولادی ضد زنگ آهنگری شده تا دمای معینی و خنک کردن آهسته پس از نگه داشتن آن برای مدتی است. هدف از بازپخت از بین بردن تنش های داخلی ایجاد شده در فرآیند آهنگری و بهبود شکل پذیری و چقرمگی مواد است. دمای و زمان بازپخت باید با توجه به نوع و ترکیب فولاد ضد زنگ تنظیم شود.
4.2 کوئنچ و تمپر
کوئنچ فرآیند گرم کردن صفحه فولادی ضد زنگ بالاتر از دمای بحرانی و خنک کردن سریع آن برای به دست آوردن سختی و استحکام بالا است. تمپر کردن گرم کردن صفحه فولادی ضد زنگ تا دمای پایین تر پس از کوئنچ و سپس خنک کردن پس از نگه داشتن آن برای مدتی برای تنظیم سختی و چقرمگی است. فرآیند کوئنچ و تمپر باید با توجه به الزامات عملکردی محصول نهایی طراحی شود.
4.3 تجهیزات عملیات حرارتی
تجهیزات عملیات حرارتی که معمولاً استفاده می شوند شامل کوره های جعبه ای، کوره های چاهی و کوره های پیوسته هستند. کوره های جعبه ای برای تولید با حجم کم مناسب هستند، کوره های چاهی برای محصولات بزرگ مناسب هستند و کوره های پیوسته برای تولید در مقیاس بزرگ مناسب هستند.

5. عملیات سطحی
5.1 اسیدشویی
اسیدشویی فرآیند حذف شیمیایی اکسید و ناخالصی ها از سطح صفحات فولادی ضد زنگ است. محلول های اسیدشویی رایج شامل اسید نیتریک، اسید هیدروفلوئوریک و اسید سولفوریک هستند. پس از اسیدشویی، باید شستشوی کافی با آب و خنثی سازی انجام شود تا از خوردگی اسید باقیمانده روی صفحه فولادی ضد زنگ جلوگیری شود.
5.2 پرداخت
پرداخت فرآیند بهبود پرداخت سطح صفحات فولادی ضد زنگ است. روش های پرداخت رایج شامل پرداخت مکانیکی، پرداخت شیمیایی و پرداخت الکترولیتی است. پرداخت مکانیکی برای مساحت های بزرگ و پرداخت خشن مناسب است، پرداخت شیمیایی و پرداخت الکترولیتی برای دقت بالا و پرداخت آینه ای مناسب هستند.
5.3 پوشش
پوشش، پوشش یک لایه محافظ بر روی سطح صفحه فولادی ضد زنگ برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی و زیبایی آن است. مواد پوششی که معمولاً استفاده می شوند شامل رنگ، پوشش های پودری و آبکاری هستند. فرآیند پوشش باید با توجه به الزامات کاربردی محصول نهایی انتخاب شود.

6. بازرسی کیفیت
6.1 بررسی ابعادی
بازرسی ابعادی یک گام مهم برای اطمینان از این است که اندازه و شکل صفحه فولادی ضد زنگ الزامات طراحی را برآورده می کند. ابزارهای تست رایج شامل کولیس، میکرومتر و ابزارهای اندازه گیری مختصات هستند. بررسی های ابعادی باید در تمام مراحل آهنگری، عملیات حرارتی و عملیات سطحی انجام شود.
6.2 آزمایش غیر مخرب
آزمایش غیر مخرب فرآیند تشخیص عیوب داخلی در صفحات فولادی ضد زنگ با روش های غیر مخرب است. روش های آزمایش غیر مخرب رایج شامل آزمایش اولتراسونیک، آزمایش اشعه ایکس و آزمایش ذرات مغناطیسی است. آزمایش غیر مخرب باید پس از آهنگری و عملیات حرارتی انجام شود تا از کیفیت داخلی محصول اطمینان حاصل شود.
6.3 آزمایش خواص مکانیکی
آزمایش خواص مکانیکی یک گام مهم برای ارزیابی خواص مکانیکی صفحات فولادی ضد زنگ است. اقلام آزمایش رایج شامل آزمایش کشش، آزمایش سختی و آزمایش ضربه است. آزمایش خواص مکانیکی باید با توجه به الزامات کاربردی محصول نهایی طراحی شود.

7. برش و شکل دهی
7.1 برش
برش فرآیند برش صفحات فولادی ضد زنگ به اندازه مورد نیاز با توجه به تقاضا است. روش های برش رایج شامل برش، برش لیزری و برش پلاسما است. برش برای برش خط مستقیم مناسب است، برش لیزری و برش پلاسما برای اشکال پیچیده و برش با دقت بالا مناسب هستند.
7.2 شکل دهی
قالب‌گیری فرآیند پردازش صفحات فولادی ضد زنگ به محصولات نهایی با خم کردن، مهر زنی و سایر فرآیندها است. تجهیزات شکل دهی که معمولاً استفاده می شوند شامل دستگاه های خم کن، دستگاه های پانچ و دستگاه های شکل دهی هیدرولیک هستند. فرآیند قالب‌گیری باید با توجه به شکل و اندازه محصول نهایی طراحی شود.

8. خلاصه
فرآیند آهنگری صفحه فولادی ضد زنگ یک فرآیند پیچیده و ظریف است که شامل انتخاب مواد، گرمایش، آهنگری، عملیات حرارتی، عملیات سطحی، آزمایش کیفیت و پردازش های بعدی است. هر مرحله نیاز به کنترل دقیق پارامترهای فرآیند دارد تا اطمینان حاصل شود که محصول نهایی دارای خواص مکانیکی و کیفیت سطح عالی است. از طریق طراحی فرآیند علمی و کنترل کیفیت دقیق، صفحات فولادی ضد زنگ با کیفیت بالا می توانند تولید شوند تا نیازهای کاربردهای مختلف را برآورده کنند.