Jusheng

Une entreprise de dispositifs médicaux haut de gamme produisait un lot de pièces de précision en acier inoxydable. Les impressions indiquaient : « L'acier inoxydable 316 doit être utilisé. » Pour réduire les coûts, l'entreprise a pensé que, comme toutes les pièces étaient en acier inoxydable, elles pourraient être remplacées par de l'acier inoxydable 304. L'usinage était impeccable et les pièces étaient d'une finition impeccable.

Mais juste au moment où le contrôle d'entrée du client final était terminé, un petit aimant a fait capoter toute la commande. Les composants étaient magnétiques, ne répondant pas aux critères rigoureux de biocompatibilité et d'environnement non magnétique. Ils ont alors réalisé que derrière la mention « inoxydable » se cachait un « magnétisme » invisible.

L'utilisation de l'usinage CNC dans les secteurs de l'aéronautique et de l'électronique présente les mêmes problèmes. Dans cet article, nous vous présentons en détail le mystère du magnétisme de l'acier inoxydable 304 et 316 , et vous expliquons son influence sur la réussite de votre usinage CNC et de vos produits.

Résumé de la réponse principale

Pourquoi le 316 est-il plus antimagnétique que le 304 ? Analyse des essais sur le terrain de l'équipe JS.

Depuis 10 ans, l'équipe JS propose des services d'usinage CNC à des domaines de haute précision comme le médical, l'aérospatiale et l'électronique automobile avec plus de 5 000 projets de fabrication d'usinage CNC personnalisés.

Nous avions déjà aidé une entreprise médicale à répondre aux besoins d'usinage amagnétique de ses instruments chirurgicaux, augmentant le niveau de qualification de ses produits de 60 % à 99,8 %. Nous avons également résolu le problème des propriétés magnétiques élevées de pièces en acier inoxydable 304 pour un client du secteur aéronautique, en les mettant en conformité avec les normes grâce à l'optimisation des processus.

Ce résumé de nos centaines d'expériences pratiques en usinage CNC vous aidera à comprendre facilement les différences magnétiques entre l'acier inoxydable 304 et l'acier inoxydable 316 et à maîtriser les méthodes scientifiques pour les identifier. Nous vous garantissons que ce contenu résoudra efficacement vos problèmes magnétiques en usinage CNC .

Si vous avez besoin de résoudre des problèmes magnétiques liés à l'acier inoxydable lors de l'usinage CNC, choisissez nos services d'usinage CNC sur mesure. Nous vous fournirons des solutions de qualité pour la réalisation de votre projet et vous serez tenu informé de l'avancement de votre commande.

Réinitialiser la perception du magnétisme de l'acier inoxydable

Beaucoup pensent que l'acier inoxydable est amagnétique. Or, il s'agit d'une idée fausse courante concernant le magnétisme de l'acier inoxydable. Dans nos activités d'usinage CNC, nous constatons souvent que nos clients choisissent un matériau inapproprié en raison de cette idée fausse.

En fait, le magnétisme de l’acier inoxydable n’est pas absolu, son magnétisme dépend beaucoup de la microstructure du matériau.

• Les aciers inoxydables austénitiques (tels que les 304 et 316) sont intrinsèquement amagnétiques dans des conditions normales. Cependant, lors de l'usinage et du traitement thermique, leur structure interne peut se modifier et induire un magnétisme.
• L'acier inoxydable ferritique et martensitique est intrinsèquement magnétique et peut être attiré librement vers les aimants sans usinage.
• De plus, l'acier inoxydable avec une seule teneur en chrome, comme l'acier inoxydable 18 , est sujet à la magnétisation dans des conditions normales en raison du manque d'élément nickel pour stabiliser la structure de l'austénite.

Pour vous permettre de mieux comprendre le magnétisme des différents types d'acier inoxydable, nous avons présenté un tableau du magnétisme de certains types généraux d'acier inoxydable pour votre référence dans la sélection des matériaux des pièces d'usinage CNC :

304 vs. 316 : Stabilité magnétique

Après avoir compris les bases du magnétisme dans l’acier inoxydable, vous devriez vous demander pourquoi les aciers inoxydables austénitiques 304 et 316 auraient une stabilité magnétique différente.

En fait, la différence magnétique entre les deux est essentiellement une bataille de stabilité microstructurelle, et une telle stabilité a un impact direct sur les performances du produit après l'usinage CNC.

Nous avons développé un tableau complet présentant les principales différences entre les deux pour vous aider à sélectionner correctement le matériau idéal pour votre fabrication d'usinage CNC personnalisé :

En bref, le magnétisme de l'acier inoxydable 304 est « induit par le procédé ». Comme il ne possède pas la résistance supplémentaire du molybdène, sa microstructure se transforme facilement de l'austénite à la martensite après le traitement, ce qui engendre le magnétisme.

Le 316, en revanche, avec la résistance supplémentaire du molybdène, ne transforme pas sa microstructure et est moins sensible au magnétisme même après un fraisage et un perçage CNC complexes.

Lors du choix de l'acier inoxydable 304 ou 316, nos spécialistes vous recommanderont le matériau adapté à vos besoins d'usinage CNC et utiliseront des techniques d'usinage de pointe pour garantir la qualité de vos pièces usinées CNC. Dès votre commande, vous recevrez immédiatement un devis précis, vous évitant ainsi de coûteuses erreurs de sélection de matériaux.

Échec du test magnétique ? Comment déterminer scientifiquement le type d'acier inoxydable

La plupart des gens utilisent des aimants pour déterminer le type d'acier inoxydable, partant du principe que « si ça colle, ce n'est pas du bon acier inoxydable ». Le procédé est imprécis.

Étant donné que l'acier inoxydable 304 est également attiré magnétiquement après un travail à froid comme l'usinage CNC, les aimants ne peuvent être utilisés que comme un outil de sélection préliminaire rapide et en aucun cas comme l'exigence ultime pour distinguer l'acier inoxydable 304 de l'acier inoxydable 316.

Voici trois de ces méthodes scientifiques que nous utilisons régulièrement dans des projets réels :

Test de réactifs chimiques

Cette méthode est simple et très précise, idéale pour une analyse initiale sur site. Vous pouvez utiliser un réactif spécifique à l'acier inoxydable, comme une solution de test de teneur en nickel, en le déposant sur la surface du matériau à tester et en observant le changement de couleur après 3 à 5 minutes.

S'il s'agit d'acier inoxydable 304, la surface sera rouge. S'il s'agit d'acier inoxydable 316, aucun changement de couleur ne sera perceptible. Consultez les instructions des réactifs pour connaître les procédures spécifiques.

Tests spectroscopiques

L' équipe JS exige la méthode industrielle la plus précise et un processus rigoureux de validation des matériaux avant l'usinage CNC. Ce processus vérifie la composition chimique du matériau en comparant son spectre d'émission.

Il peut détecter avec précision la quantité d'éléments tels que le chrome, le nickel et le molybdène avec une marge d'erreur inférieure à 0,01 %, vous permettant de déterminer clairement qu'il s'agit d'acier inoxydable 304 ou 316 pour éviter toute mauvaise utilisation du matériau dès la source.

Capture des étincelles d'usinage

Il s'agit d'une méthode empirique qui fait appel à des opérateurs possédant au moins cinq ans d'expérience en usinage CNC. Pendant l'usinage CNC, utilisez une meule tournant à grande vitesse pour entrer en contact avec le matériau et observer les étincelles générées.

L'acier inoxydable 304 produit moins d'étincelles et avec des lignes plus épaisses et des ramifications uniformes. L'acier inoxydable 316 produit moins d'étincelles avec des lignes plus fines, une ramification très minime et une couleur pâle.

Si vous souhaitez identifier précisément le type d'acier inoxydable et l'usiner, choisissez nos services d'usinage CNC en ligne. Nous utilisons des techniques avancées, comme l'analyse spectrale, pour obtenir le matériau adéquat et vous fournir des pièces usinées CNC conformes à vos exigences. Nous fournissons également des rapports d'essais de matériaux pour plus de fiabilité.

Au-delà de la CNC : Facteurs affectant le magnétisme de l'acier inoxydable

Les propriétés magnétiques ne sont pas propres à l'usinage CNC, mais constituent une propriété à multiples facettes qui dépend de nombreux facteurs, tels que l'achat de matériaux, l'usinage et le traitement supplémentaire, qui ont un impact direct sur les performances magnétiques finales des pièces d'usinage CNC :

Composition chimique

C'est le facteur sous-jacent. Comme mentionné précédemment, le molybdène est la cause sous-jacente de la plus grande résistance magnétique du 316 par rapport à celle du 304.

La teneur en nickel affecte également les caractéristiques magnétiques. Une teneur accrue en nickel stabilise la structure austénite et la rend résistante au magnétisme. À l'inverse, l'absence de nickel pourrait accroître la susceptibilité à la transformation martensitique, ce qui pourrait conduire au magnétisme.

Travail à froid

C'est le facteur le plus courant. Les procédés de travail à froid tels que le pliage, l'emboutissage, le tournage, le fraisage, le rabotage et la rectification peuvent affecter les propriétés magnétiques. Plus la force et la fréquence d'usinage sont élevées, plus les contraintes dans le matériau sont importantes, plus le rapport de transformation austénite/martensite est élevé et plus le magnétisme est important.

Par exemple, après plusieurs processus de pliage, le magnétisme de l'acier inoxydable 304 devient gigantesque. Un traitement tel que l'usinage d'engrenages sur mesure , qui nécessite un fraisage et un meulage complexes, a un effet d'induction magnétique plus fort en raison d'une concentration de contraintes plus prononcée.

Traitement thermique

Les différents traitements thermiques ont des effets différents sur les propriétés magnétiques. La mise en solution élimine la structure martensitique de l'acier inoxydable et restaure la structure austénitique, réduisant ou supprimant ainsi le magnétisme.

Par exemple, après mise en solution, la perméabilité magnétique de l'acier inoxydable 316L est extrêmement faible, voire amagnétique. Cependant, un recuit inapproprié a tendance à renforcer le magnétisme.

Procédé de fusion

L'uniformité de la composition lors de la fusion affectera les propriétés magnétiques.

Des variations localisées de la composition du matériau se produisent lorsque des éléments comme le chrome et le nickel sont répartis de manière inégale lors de la fusion, ce qui peut facilement générer du magnétisme dans certaines zones. Les impuretés acquises lors de la fusion affectent également la stabilité magnétique.

Quelles que soient les raisons des propriétés magnétiques de l'acier inoxydable, nous pouvons les corriger grâce à notre usinage CNC. Nous vous fournissons des pièces usinées CNC fiables, adaptées à vos besoins de fabrication sur mesure, sans les inconvénients des influences magnétiques sur la qualité du produit.

Le magnétisme : un acteur invisible dans l'usinage CNC et ses contre-mesures

Le magnétisme de l'acier inoxydable affecte-t-il directement l'usinage CNC ? Oui, en particulier pour l'acier inoxydable 304. Le magnétisme agit comme un partenaire fantôme dans l'usinage CNC, ce qui peut entraîner des problèmes d'évacuation des copeaux, de précision et autres, rendant l'usinage plus difficile et plus coûteux.

1. Enlèvement des copeaux :

Lors de l'usinage CNC de pièces magnétiques en acier inoxydable 304, les copeaux générés seront adsorbés sur la surface de l'outil ou de la pièce.

Cela affecte non seulement le bon flux du liquide de refroidissement, provoquant une dissipation inefficace de la chaleur de l'outil et une usure supplémentaire, mais empêche également l'élimination rapide des copeaux, provoquant des rayures sur la surface de la pièce et affectant la qualité de la finition de surface des pièces usinées.

2. Problèmes d’usinage de précision :

Pour les applications nécessitant une très haute précision dans les tâches d'usinage CNC, comme les équipements médicaux et les moules de précision, le magnétisme peut interférer avec l'usinabilité.

Par exemple, lors du fraisage de composants à parois minces, le magnétisme peut induire une faible attraction entre la pièce et le dispositif, ce qui déplace la position de la pièce et finit par rendre la taille usinée supérieure aux tolérances.

JS a condensé ci-dessous deux solutions efficaces et testées pour contrôler le magnétisme dans l'usinage CNC :

1. Sélection de l'acier inoxydable 316 :

L'acier inoxydable 316 est extrêmement stable magnétiquement et le moins susceptible d'être magnétisé lors de l'usinage CNC.

Cela peut en fait réduire considérablement les problèmes d'élimination des copeaux et de précision, ce qui le rend particulièrement adapté aux industries sensibles au magnétisme telles que l' industrie médicale et aérospatiale , en plus de réduire les dépenses de post-traitement.

2. Post-traitement :

Un traitement de mise en solution peut être réalisé après l'usinage CNC, si de l'acier inoxydable 304 est déjà utilisé. Ce traitement élimine la structure martensitique du matériau, réduit le magnétisme et renforce les propriétés magnétiques du composant.

JS Precision Manufacturing propose des solutions efficaces aux problèmes de magnétisme dans l'usinage CNC. Contactez notre service client en ligne pour en savoir plus sur notre capacité de fabrication sur mesure. Dès votre commande, nous organisons immédiatement la production pour une livraison dans les délais et évitons les reprises dues aux problèmes de magnétisme.

Étude de cas : Un projet médical haut de gamme au bord de l'effondrement à cause du magnétisme

Contexte du client

Une start-up produisait des fixations d'instruments chirurgicaux de précision non magnétiques pour une marque européenne. Elle en achetait 100 à environ 150 dollars américains l'unité. Un lot rejeté aurait entraîné des pertes de plus de 15 000 dollars américains.

Lors de leur première production expérimentale en petite série, ils ont utilisé de l'acier inoxydable 304 pour minimiser les coûts. Les composants produits sur machine CNC étaient conformes à leurs normes de précision, mais des tests effectués par le client à l'aide d'un gaussmètre ont révélé un faible magnétisme dans certaines zones, dépassant largement la limite fixée (perméabilité relative < 1,05). L'ensemble du lot a été rejeté.

Analyse et solution JS

1. Analyse des causes profondes

Après avoir obtenu la commande du client, nous avons d'abord testé ses chutes de matériaux. L'analyse spectroscopique s'est avérée positive, car il s'agissait d'acier inoxydable 304.

Des recherches plus poussées ont révélé que le magnétisme résultait d'un durcissement localisé lors des processus de fraisage et de perçage CNC. Les contraintes internes causées par une profondeur de coupe excessive à des valeurs élevées lors de l'usinage ont transformé l'austénite en martensite, produisant ainsi du magnétisme.

2. Changement de matériau

Nous recommandons fortement l'utilisation de l'acier inoxydable 316L (à très faible teneur en carbone). Le « L » signifie « à très faible teneur en carbone ». Ce matériau est non seulement plus résistant au magnétisme que l'acier 304, mais offre également une meilleure résistance à la corrosion, ce qui le rend particulièrement adapté aux dispositifs médicaux.

3. Amélioration des processus

Nos ingénieurs ont revu leurs parcours d'outils CNC et mis en œuvre deux changements majeurs :

• Nous avons utilisé une méthode de « fraisage à grande vitesse » avec une profondeur de coupe réduite et une vitesse d'avance augmentée pour minimiser les impacts de l'usinage sur la structure du matériau.
• Nous avons modifié l'angle de pulvérisation du liquide de refroidissement pour faire de la place pour une évacuation efficace des copeaux et ajouté un processus de soulagement des contraintes après l'usinage afin de réduire davantage le magnétisme résiduel.

Résultats

Les pièces usinées avec le matériau 316L et avec les nouveaux paramètres ont été mesurées sur un gaussmètre et ont montré que la perméabilité magnétique de toutes les pièces restait comprise entre 0,98 et 1,02, précisément comme demandé par le client de <1,05.

Au final, le client a non seulement évité une perte de 15 000 $ , mais a également reçu son produit trois jours plus tôt. Nos services ont aidé l'entreprise à établir des normes de production uniformes et à gagner la confiance durable des marques européennes.

Leçon apprise : le choix des matériaux ne se résume pas seulement au coût et à la résistance à la corrosion . L'interaction entre leurs propriétés physiques (par exemple, le magnétisme) et le procédé d'usinage est essentielle à la réussite d'une fabrication haut de gamme.

FAQ

Q1 : L'acier inoxydable non magnétique existe-t-il complètement ?

En théorie, un acier inoxydable austénitique parfaitement stable est amagnétique. Cependant , en pratique, dans la fabrication industrielle , il est difficile d'atteindre une perméabilité magnétique absolument nulle. On appelle généralement « acier inoxydable amagnétique » les matériaux présentant une perméabilité magnétique très faible, très proche de 1. L'acier inoxydable 316L traité en solution, par exemple, entre dans cette catégorie.

Q2 : Le magnétisme de l’acier inoxydable affecte-t-il le soudage ?

Le magnétisme de l'acier inoxydable affecte le soudage. Lors du soudage de matériaux magnétiques, le champ magnétique peut perturber l'arc et produire un « coup de foudre ». Cet effet peut entraîner une instabilité de l'arc et un décalage du positionnement du cordon de soudure, diminuant ainsi considérablement la qualité du soudage. Les pièces magnétiques doivent donc être démagnétisées avant soudage.

Q3 : Pourquoi le 304 est-il parfois attiré par les aimants ?

L'acier inoxydable 304 est parfois attiré par les aimants car le travail à froid induit du magnétisme. L'acier inoxydable 304 est généralement austénitique et amagnétique par nature. Cependant, après des procédés de travail à froid tels que le pliage, l'emboutissage, le tournage, le fraisage, le rabotage et la rectification, sa structure interne se modifie : une partie de l'austénite se transforme en martensite, ce qui engendre du magnétisme.

Q4 : Un magnétisme fort est-il une indication de mauvaise qualité ?

Non. Le magnétisme est une propriété physique de l'acier inoxydable largement déterminée par la microstructure et les techniques de traitement des matériaux. Il ne constitue pas un critère d'évaluation de la qualité de l'acier inoxydable. La qualité de l'acier inoxydable dépend d'indices critiques tels que sa composition, sa résistance à la corrosion et ses propriétés mécaniques.

Résumé

Le choix entre l'acier 304 et l'acier 316 est une question de préférence technique qui impacte les performances des produits, la conformité réglementaire et même la réputation d'une entreprise. En matière d'usinage CNC, l'utilisation de matériaux adaptés et la compréhension du magnétisme sont essentielles pour garantir la réussite de projets de fabrication sur mesure.

Vous commandez des matériaux pour un projet aux exigences magnétiques très spécifiques ? Ou devez-vous vous occuper des composants magnétiques des pièces produites par votre fournisseur actuel ? JS vous propose des tarifs d'usinage CNC avantageux et des services d'usinage CNC en ligne de haute qualité.

Contactez notre équipe expérimentée et nous :

• Fournir des services d’identification de matériel précis pour garantir la qualité du contenu matériel reçu.
• Recommander et fournir les aciers inoxydables 316/316L ou autres aciers inoxydables non magnétiques spéciaux les plus adaptés.
• Développer des programmes d’usinage CNC optimisés pour contrôler le magnétisme au point d’origine.