Il processo di fabbricazione dell'acciaio inossidabile comprende la preparazione del materiale, la formatura, la saldatura, il trattamento superficiale e il controllo di qualità. Ogni passaggio richiede il processo appropriato in base ai requisiti del prodotto.
Preparazione del materiale: selezione e taglio del materiale
Selezione del materiale: selezionare il tipo di acciaio inossidabile in base all'ambiente operativo del prodotto (come corrosività e temperatura). Ad esempio, le apparecchiature alimentari richiedono 304 o 316L (quali a basso-carbonio per evitare la precipitazione di carburo durante la saldatura, che riduce la resistenza alla corrosione); gli ambienti marini richiedono acciaio inossidabile 316L o duplex.
Taglio: il taglio viene eseguito utilizzando il taglio laser, il taglio a getto d'acqua o la cesoiatura. Il taglio laser è il metodo di taglio preferito per i prodotti di precisione in acciaio inossidabile grazie alla sua zona minima influenzata dal calore-e all'elevata qualità dei bordi. Il taglio a getto d'acqua è adatto per lamiere spesse o applicazioni in cui la deformazione termica non è un requisito.
Formatura: piegatura, allungamento e imbutitura profonda
Piegatura: le piastre piane vengono piegate in parti cilindriche, coniche o di forma personalizzata-utilizzando un rullo per lamiere o una pressa piegatrice. Ad esempio, quando si producono serbatoi per l'acqua in acciaio inossidabile, le lamiere piane vengono arrotolate in cilindri e saldate con cuciture longitudinali. Le presse piegatrici vengono utilizzate per creare pezzi angolari in acciaio a forma di L-e U-.
Allungamento: utilizzando le fustelle, i fogli piatti vengono allungati in forme di cavità profonde-come tazze e scatole. Ad esempio, quando si producono thermos in acciaio inossidabile, la lamiera piana viene gradualmente allungata nel corpo della tazza attraverso più fasi di allungamento. Il tasso di riduzione in ciascuna fase di allungamento deve essere controllato entro il 15%-20% per evitare fessurazioni.
Imbutitura profonda: per pezzi complessi con cavità-profonda, come le pentole in acciaio inossidabile, viene utilizzata una pressa idraulica insieme a uno stampo per imbutitura profonda-. I lubrificanti (come olio minerale o lubrificanti a base di acqua-) vengono utilizzati durante l'imbutitura profonda per ridurre l'attrito e prevenire rotture.
Saldatura: una tecnologia chiave per l'unione e la sigillatura
La saldatura dell'acciaio inossidabile richiede di affrontare la questione della resistenza alla corrosione, del controllo della deformazione e dell'estetica della saldatura. I metodi comuni includono:
Saldatura TIG (saldatura ad arco di argon): adatta per lamiere sottili (0,5-3 mm) e saldature di precisione, ad esempio nelle apparecchiature alimentari e nei dispositivi medici. La saldatura TIG utilizza un'asta di tungsteno non consumabile per generare un arco e un filo di apporto (come 308L o 316L) per creare un bellissimo cordone di saldatura con elevata resistenza alla corrosione.
Saldatura MIG (saldatura con protezione di gas): adatta per piastre di medio-spessore (3-12 mm), è più efficiente della saldatura TIG. La saldatura MIG utilizza un'alimentazione continua del filo per generare l'arco e un gas comunemente utilizzato è una miscela di argon-CO2, che consente la saldatura ad alta velocità.
Saldatura a punti: adatta per l'assemblaggio di lamiere sottili, come armadi in acciaio inossidabile e pannelli di porte di ascensori. La saldatura a punti utilizza la pressione degli elettrodi e la corrente per sciogliere i punti di contatto, formando una saldatura. Sebbene efficiente, riduce anche la resistenza della saldatura.
Saldatura laser: adatta per saldature di precisione o per unire materiali diversi, come l'acciaio inossidabile con l'alluminio. La saldatura laser offre una piccola zona-alterata dal calore e una deformazione minima, ma il costo dell'attrezzatura è elevato.
Trattamento superficiale: migliora l'estetica e la funzionalità
Il trattamento superficiale dell’acciaio inossidabile deve bilanciare resistenza alla corrosione, estetica e funzionalità. I metodi comuni includono:
Lucidatura: la lucidatura meccanica (carta vetrata, ruota di lucidatura) o la lucidatura chimica (decapaggio acido) viene utilizzata per ottenere una finitura a specchio-. Questo è adatto per oggetti decorativi e stoviglie. Ad esempio, la rugosità superficiale di un lavello in acciaio inossidabile dovrebbe essere controllata su Ra inferiore o uguale a 0,8 μm per ridurre l'adesione dello sporco.
Spazzolatura: l'utilizzo di un nastro abrasivo o di una spazzola metallica per creare una trama fine sulla superficie aumenta l'attrito e nasconde i graffi. Questo è adatto per pannelli di porte di ascensori e alloggiamenti di elettrodomestici. La direzione di spazzolatura deve essere allineata con la direzione di utilizzo del prodotto per evitare distrazioni visive.
Galvanotecnica: cromo, nichel o titanio vengono applicati alla superficie dell'acciaio inossidabile per migliorare la resistenza alla corrosione e le proprietà decorative. Ad esempio, gli accessori da bagno in acciaio inossidabile sono spesso cromati-placcati per migliorarne la lucentezza, mentre i dispositivi medici sono nichelati-placcati per ridurre le reazioni allergiche.
Sabbiatura: le particelle di sabbia vengono applicate sulla superficie utilizzando un flusso d'aria ad alta-pressione, creando una finitura opaca. Questo è adatto per attrezzature industriali e facciate continue per edifici. La sabbiatura può nascondere i segni di saldatura e migliorare la struttura complessiva.
Ispezione di qualità: controllo completo dalle materie prime al prodotto finito
La produzione dell’acciaio inossidabile richiede numerosi test per garantire la qualità, tra cui:
Analisi della composizione chimica: gli spettrometri vengono utilizzati per misurare il contenuto di elementi come cromo, nichel e molibdeno per garantire la conformità agli standard (ad esempio, l'acciaio inossidabile 304 deve contenere maggiore o uguale al 18% di cromo e maggiore o uguale all'8% di nichel).
Test delle proprietà meccaniche: le macchine per prove di trazione vengono utilizzate per misurare la resistenza alla trazione, la resistenza allo snervamento e l'allungamento per garantire la conformità ai requisiti operativi (ad esempio, l'acciaio inossidabile 304 deve avere una resistenza alla trazione maggiore o uguale a 520 MPa).
Test di resistenza alla corrosione: i test in nebbia salina (NSS) o i test di corrosione ciclica (CCT) simulano ambienti difficili per testare la stabilità del film di passivazione superficiale. Ad esempio, l'acciaio inossidabile 316 deve superare un test in nebbia salina di 480 ore per non mostrare ruggine.
Test non distruttivi: i test a raggi X,-a ultrasuoni o con liquidi penetranti vengono utilizzati per rilevare difetti interni (ad esempio pori e crepe) nelle saldature per garantirne la qualità. Ad esempio, il 100% delle saldature in acciaio inossidabile nei recipienti a pressione deve essere sottoposto a test a raggi X.
