Каковы основные технологические процессы обработки полос из нержавеющей стали?

Обработка полос из нержавеющей стали подразумевает серию процессов, таких как резка, формовка, обработка поверхности и оптимизация характеристик рулонных полос из нержавеющей стали (с толщиной, как правило, от 0,01 до 3 мм и шириной от 10 до 2000 мм), чтобы соответствовать требованиям «высокой точности, заданной формы и индивидуальных характеристик» в таких областях, как электроника, автомобилестроение, кухонная утварь и медицинские приборы.

Обработка полос из нержавеющей стали

Основными особенностями являются непрерывное производство, высокая точность размеров и стабильность поверхности. Выбор подходящего технологического процесса следует осуществлять с учётом свойств материала полосы из нержавеющей стали (например, коррозионной стойкости и твёрдости).

Обработка полос из нержавеющей стали обычно следует процессу «предварительная обработка → формовочная обработка → отделка → поверхностная обработка → оптимизация характеристик». Разные процессы соответствуют разным продукт требованиям. Основные процессы следующие:

1. Процесс предварительной обработки: создание основы для последующей обработки

Цель заключается в удалении загрязнений с поверхности полосового материала и выравнивании его плоскостности, чтобы избежать влияния на точность последующего формования.

Обезжиривание и очистка

Функция: Удаление остатков прокатного масла и пыли, образовавшихся в процессе прокатки (если масляные пятна останутся, при последующей сварке/нанесении покрытия появятся пузыри).

Процесс: Погружение в щелевой очиститель (например, раствор гидроксида натрия) + распыление, затем промывка чистой водой и сушка горячим воздухом.

Водяная пленка на поверхности после очистки должна быть непрерывной (без разрывов), а остатки масла должны быть ≤5 мг/м².

Выравнивание (правка)

Функция: Устранение «волнистой формы» (такой как волны по краям и в центре) полосы после прокатки для обеспечения плоскостности (обычно требуется ≤0,1 мм/м);

Оборудование: Многовалковая правильная машина (от 12 до 24 валков, большее количество валков используется для тонких полос), которая «выравнивает» деформацию за счёт разницы давления между верхними и нижними валками.

Примечание: Для жёстких нержавеющих сталей (например, 430 hard) следует снижать скорость прокатки, чтобы избежать растрескивания.

2. Отделочный процесс: Повышение точности размеров и качества поверхности

Выполнение «тонкой настройки» готовых изделий для обеспечения их соответствия требованиям окончательной сборки.

Удаление заусенцев/фаска

Причина: После резки и штамповки на краях часто образуются заусенцы (обычно ≤0,05 мм, могут поцарапать детали при сборке).

Процесс: Для тонких полос применяются «пассивирующие полировальные колеса» (гибкая шлифовка), для толстых полос — шлифование абразивной лентой или химическое удаление заусенцев (коррозия кислыми растворами);

Высота заусенца не должна превышать 0,01 мм, кромки не должны иметь острых углов.

Выпрямление фиксированной длины

Функция: для листовых материалов после поперечной резки устранение незначительных изгибов (например, «коробления») с целью обеспечения плоскостности;

Оборудование: машина для выравнивания (с вакуумными присосами для позиционирования), точность ±0,02 мм/м.

Очистка и сушка

Функция: удаление остатков металлической стружки и полировального порошка в процессе окончательной обработки;

Процесс: ультразвуковая очистка (подходит для сложных конструкций) + сушка горячим воздухом (температура 60–80 °C, без окисления).

3. Процесс поверхностной обработки: оптимизация внешнего вида и функциональности

Регулировка состояния поверхности в соответствии с требованиями к изделию, делится на «декоративную обработку» и «функциональную обработку»:

Декоративная обработка

Шлифование (HL): использование абразивной ленты для одностороннего шлифования с образованием равномерных полос (распространённые типы: 120#, 240#, 400#, чем больше число, тем тоньше обработка), применяется для кухонной посуды и панелей лифтов.

Зеркальная полировка: с помощью черновой шлифовки (шлифовальный круг) → тонкой шлифовки (полировальный круг + полировальная паста) достигается шероховатость поверхности Ra ≤0,02 мкм (отражающая, как зеркало), применяется для медицинских устройств и деталей высокого декоративного класса.

Цветное покрытие: цветная пленка (например, золотая или черная) наносится на поверхность методом вакуумного напыления (например, PVD), что придаёт декоративный эффект и обеспечивает коррозионную стойкость; используется для корпусов мобильных телефонов и ювелирных изделий.

Функциональная обработка

Пассивация: полоса погружается в хроматный раствор для образования оксидной пленки толщиной 2–5 мкм, что повышает коррозионную стойкость (например, испытание 304-й полосы методом солевого тумана после пассивации превышает 500 часов); применяется для наружного оборудования.

Покрытие: нанесение тефлона (PTFE) или эпоксидной смолы для формирования термостойкого/износостойкого покрытия, применяемого в антипригарных сковородах и уплотнительных прокладках подшипников.

Электролитическая полировка: за счёт электролитического воздействия удаляются мельчайшие выступы на поверхности, снижается шероховатость (Ra≤0,1 мкм) и одновременно повышается коррозионная стойкость. Применяется для деталей, контактирующих с пищевыми продуктами (например, трубочки и столовые приборы).

4. Процесс оптимизации характеристик: регулировка механических или химических свойств

Для изделий, требующих определённой прочности и упругости, характеристики оптимизируются путём термической обработки или механической обработки:

Отжиг

Функция: устранение наклёпа (например, увеличение твёрдости и снижение вязкости ленты после штамповки), восстановление мягкого состояния;

Процесс: нержавеющая сталь серии 300 нагревается до температуры 1050–1100 °C (выдерживается в течение 30–60 минут), затем следует быстрое охлаждение (закалка водой), при этом твёрдость может быть снижена с HV250 до значений ниже HV150.

Применение: используется для деталей, требующих вторичного изгиба (например, шлангов из нержавеющей стали).

Отпускной обработки

Функция: повышение упругости (например, в пружинных деталях), стабилизация размеров;

Процесс: сталь серии 400 нагревается при температуре 300–500 °C (выдерживается в течение 1–2 часов), затем медленно охлаждается для поддержания твёрдости на уровне HV200–250 с сохранением упругости.

Применение: пружинные детали и зажимы из нержавеющей стали.

Поверхностное легирование

Функция: повышение твёрдости поверхности (например, устойчивость к царапинам);

Процесс: на поверхности формируется нитридный слой толщиной 5–10 мкм методом азотирования при температуре 500–550 °C, твёрдость может достигать значения выше HV800.

Применение: клавиши мобильных телефонов, прецизионные шестерни.