Explicação detalhada da tecnologia de estampagem de aço inoxidável

A estampagem de aço inoxidável é o processo central no campo do processamento moderno de metal de precisão. Depende principalmente de moldes de precisão e equipamentos de pressão para aplicar força externa mecânica estável e controlável às placas de aço inoxidável, causando deformação plástica ou separação física das matérias-primas, processando assim peças industriais de precisão com diversas especificações e estruturas complexas. Diferente da estampagem comum de aço carbono, o aço inoxidável tem maior dureza e características de formação mais especiais, e tem requisitos mais rigorosos para correspondência de moldes, parâmetros de processo e precisão do equipamento. A faixa de espessura das chapas processadas convencionalmente na indústria é estável entre 0,1 mm e 6 mm. Contando com tecnologia de estampagem CNC madura, a precisão dimensional dos produtos acabados pode atingir ± 0,05 mm e o acabamento geral da superfície é excelente. A maioria dos produtos acabados não requer polimento secundário após a moldagem. Ele pode-produzir em massa vários tipos de componentes estruturais geométricos complexos com eficiência e é o processo principal para a produção de peças estampadas de aço inoxidável-de alta qualidade.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O aço inoxidável é um tipo de liga-à base de ferro com teor de cromo não inferior a 10,5%. Suas principais características decorrem da formação espontânea de um filme de óxido denso, transparente e rico em cromo-regenerativo-na superfície. Esta película de passivação, que tem apenas alguns nanômetros de espessura, isola fisicamente o metal base dos meios corrosivos externos, permitindo que o aço inoxidável permaneça inoxidável por um longo tempo na atmosfera, na água doce e em vários ambientes fracamente corrosivos. Ao contrário do aço carbono comum, que gera óxido de ferro solto e poroso (ou seja, ferrugem) em condições úmidas, o filme de óxido do aço inoxidável pode ser reformado com a ajuda de oxigênio após ser danificado, que é a fonte essencial de sua resistência à corrosão. Do ponto de vista da estrutura metalográfica, o aço inoxidável utilizado na área de estampagem industrial é dividido principalmente em três tipos principais. As diferenças em suas estruturas cristalinas determinam seus diferentes comportamentos de estampagem e limites de aplicação.

 

Aço inoxidável austenítico: representado pelas séries 304 e 316, sua estrutura cristalina é cúbica-de face centrada e apresenta uma única fase austenítica à temperatura ambiente. Este tipo de aço inoxidável não é-magnético e tem a melhor conformabilidade entre todos os tipos de aço inoxidável. É especialmente adequado para estampagem profunda, abaulamento e estampagem de superfícies curvas complexas. O aço inoxidável austenítico não pode ser endurecido por tratamento térmico e sua resistência só pode ser melhorada por trabalho a frio - ou seja, o efeito de endurecimento durante o processo de estampagem. O aço inoxidável austenítico típico 304 tem uma resistência à tração de cerca de 520 a 620 MPa na condição recozida e um alongamento de 40% a 60%. Pias de cozinha, recipientes médicos e vários recipientes{15}estirados profundos são transportadores típicos de aplicação desse tipo de material. Para peças estruturais elétricas e mecânicas convencionais, a puncionamento em aço inoxidável 304 é a combinação de processo mais comum, levando em consideração boa resistência à corrosão e conformabilidade.

 

Aço inoxidável ferrítico: representado por 409, 430 e 439, sua estrutura cristalina é cúbica-de corpo centrado, magnética e não contém níquel ou contém apenas vestígios de níquel. A conformabilidade do aço inoxidável ferrítico é inferior à do grau austenítico, mas é amplamente utilizado em cenários que exigem resistência à corrosão e resistência a altas temperaturas, como sistemas de exaustão de automóveis, barris internos de máquinas de lavar e componentes de fornos. Eles geralmente custam menos que os aços inoxidáveis ​​austeníticos e são menos suscetíveis à corrosão sob tensão por cloretos. Os aços inoxidáveis ​​ferríticos também não são endurecíveis por tratamento térmico e apresentam uma taxa de endurecimento por trabalho a frio mais lenta.

 

Aço inoxidável martensítico: representado por 410 e 420, seu teor de carbono é significativamente maior que as duas categorias anteriores-geralmente entre 0,15% e 0,40%. O alto teor de carbono confere a este tipo de aço potencial para tratamento térmico por meio de têmpera e revenido. A dureza do aço inoxidável-martensítico tratado termicamente pode atingir mais de 50 HRC, o que é adequado para peças como facas, instrumentos cirúrgicos, lâminas de barbear e esferas de rolamento que possuem requisitos rígidos de retenção de borda ou resistência ao desgaste. Contudo, deve-se notar que o desempenho de estampagem do aço inoxidável martensítico é limitado; flexão moderada e estampagem superficial ainda podem ser realizadas no estado recozido, mas a estampagem profunda e a conformação complexa devem ser concluídas antes do tratamento térmico. As decisões de seleção de materiais para peças estampadas de aço inoxidável exigem uma compensação-entre resistência à corrosão, complexidade de formação, requisitos de resistência e custo: a austenita oferece a melhor formabilidade, a ferrita oferece a melhor economia e a martensita oferece.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A diferença significativa no comportamento de estampagem entre o aço inoxidável e o aço carbono comum resulta de sua maior resistência, tendência mais pronunciada ao endurecimento por trabalho e características únicas de retorno elástico. Maior resistência à deformação: O limite de escoamento do aço inoxidável 304 é de cerca de 200 a 300 MPa e a resistência à tração excede 520 MPa, ambos superiores aos do aço comum de baixo carbono. Isso significa que a força de estampagem necessária para estampar peças de aço inoxidável com o mesmo formato é significativamente maior, o que impõe requisitos mais elevados à tonelagem e rigidez da prensa. A tensão de contato suportada pelo molde também aumenta e a taxa de desgaste da peça de trabalho acelera. Portanto, os moldes de estampagem de aço inoxidável são geralmente feitos de aço rápido-em pó ou metal duro e são revestidos com nitreto de titânio ou revestimento de carbono tipo diamante-.

 

Efeito significativo de endurecimento por trabalho: durante o processo de deformação plástica do aço inoxidável austenítico, um grande número de emaranhados de discordância e gêmeos de deformação são gerados na rede cúbica-centrada na face, resultando em um aumento acentuado na resistência do material e uma diminuição na plasticidade. Essa característica tem dois lados: no processo de estampagem profunda, o endurecimento por trabalho pode ajudar a parede lateral a resistir ao adelgaçamento e à fissuração e a obter uma distribuição mais uniforme da espessura da parede, mas na formação de múltiplos-passes ou em cenários que exigem deformação secundária local, o endurecimento por trabalho pode causar fissuras prematuras no material. Na engenharia, esse problema geralmente é atenuado pelo controle da quantidade de deformação única, pela adição de tratamento de recozimento entre os processos ou pela seleção de classes fáceis de-de-formagem contendo cobre e outros elementos de liga (como 304Cu).

 

Comportamento de retorno elástico significativo: O módulo de elasticidade do aço inoxidável é de cerca de 193 a 200 GPa, que é semelhante ao aço carbono, mas devido ao seu maior limite de escoamento, a tensão de recuperação elástica por unidade de deformação é maior. Após a dobra e a conformação, o ângulo de retorno elástico das peças de aço inoxidável é geralmente 20% a 50% maior do que o das peças de aço carbono da mesma especificação. A taxa de retorno elástico pode variar em até 15% entre os diferentes tipos - o retorno elástico do aço inoxidável austenítico é geralmente maior que o da ferrita, e o retorno elástico do estado endurecido-é maior que o do estado recozido. Métodos comuns para compensar o retorno elástico incluem predefinir o ângulo de flexão no molde, definir nervuras de pressão na raiz da dobra para introduzir deformação plástica compressiva ou configurar uma estação de modelagem para correção do ângulo após a dobra.

 

Adesão do molde e tendência a arranhões: a soldagem a frio tende a ocorrer entre o aço inoxidável e o aço do molde sob condições de fricção de alta-pressão, ou seja, pequenas partículas de aço inoxidável são transferidas e aderidas à superfície do molde, formando uma borda-construída. Esses aderentes arranharão a superfície da peça durante a estampagem subsequente e formarão marcas de desenho, o que é um defeito inaceitável para cozinhas, banheiros e peças decorativas que requerem aparência espelhada. As soluções incluem: melhorar o nível de polimento da parte funcional do molde para uma superfície espelhada (Ra menor ou igual a 0,1 mícron), selecionar materiais de molde em pó de aço rápido de alta velocidade contendo vanádio, aplicar revestimentos DLC ou CrN e usar óleo de estampagem especial contendo aditivos de extrema pressão. Na produção de peças de estampagem de aço inoxidável OEM, o efeito sobreposto dos desafios técnicos acima requer verificação suficiente de testes de molde e otimização de parâmetros durante o estágio de desenvolvimento do processo, em vez de simplesmente aplicar a experiência do processo de estampagem de aço carbono.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cozinha, banheiro e eletrodomésticos: pias de aço inoxidável, painéis de fogão, câmaras de coleta de fumaça de exaustores, revestimento de lava-louças, molduras de portas de micro-ondas, dobradiças de geladeiras e maçanetas de portas - a maioria das peças metálicas desses eletrodomésticos de uso diário são fabricadas por meio de processos de estampagem. As aplicações em cozinhas e banheiros impõem exigências extremamente altas à qualidade da superfície das peças estampadas em aço inoxidável. Quaisquer arranhões, desenhos, reentrâncias ou defeitos de casca de laranja afetarão a classificação da aparência. Portanto, a frequência de manutenção dos moldes é maior do que a das peças estruturais industriais, e matérias-primas revestidas de aço inoxidável são frequentemente utilizadas para proteger a superfície.

 

Dispositivos médicos e farmacêuticos: bandejas para instrumentos cirúrgicos, caixas de esterilização, componentes de bancadas estéreis, acessórios e invólucros para carrinhos médicos e suportes para equipamentos de diagnóstico. A área médica tem requisitos rígidos quanto às propriedades higiênicas das peças estampadas em aço inoxidável - o material deve ter uma estrutura não-porosa para evitar abrigar bactérias e baixa rugosidade superficial para facilitar a limpeza e desinfecção. Os austeníticos 304 e 316 são materiais convencionais na área médica. Geralmente são polidos eletroquimicamente após a estampagem para obter uma superfície brilhante e limpa e para eliminar impurezas no filme de passivação. Indústria automotiva: proteções térmicas e suportes para sistemas de escapamento, juntas de vedação de motores, cintas de tanques de combustível, bielas de limpadores, pequenas peças estampadas em mecanismos de ajuste de assentos, carcaças de airbags e braçadeiras de bateria. As aplicações automotivas têm altos requisitos de resistência ao calor e resistência à fadiga por vibração de peças estampadas em aço inoxidável. As séries de ferrita (409, 439) dominam os sistemas de exaustão, enquanto as séries austeníticas são mais comumente usadas em chassis e fixadores que exigem maior resistência à corrosão.

 

Equipamentos eletrônicos e de comunicação: molduras intermediárias de telefones celulares, peças estruturais de gabinetes de tablets, caixas de baterias, porta-cartões SIM, estilhaços de antenas e tampas de blindagem. Os produtos eletrônicos têm requisitos rígidos quanto à precisão dimensional e planicidade das peças estampadas em aço inoxidável. A tolerância é frequentemente controlada dentro de ±0,03 mm e os lotes são grandes e atualizados rapidamente. Os moldes de estampagem devem ter longa vida útil e capacidade de troca rápida. Equipamentos industriais e de construção: painéis de portas e caixilhos de armários de controle, acessórios para correntes transportadoras, conectores para paredes cortina de edifícios, caixilhos de módulos fotovoltaicos e nós de conexão em suportes resistentes a terremotos. Tais aplicações priorizam a resistência e a resistência às intempéries das peças estampadas em aço inoxidável em detrimento da estética da superfície. A competitividade das peças estampadas de aço inoxidável com preço de fábrica na China nos campos acima depende não apenas do custo de uma única peça, mas também do controle abrangente da vida útil do molde e da taxa de sucata.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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