Jusheng

Un'azienda di dispositivi medici di fascia alta stava realizzando un lotto di componenti di precisione in acciaio inossidabile. Le stampe stesse indicavano: "Deve essere utilizzato acciaio inossidabile 316". Nel tentativo di ridurre i costi, pensarono che, poiché erano tutti in acciaio inossidabile, avrebbero potuto sostituirli con l'acciaio inossidabile 304. La lavorazione era impeccabile e i componenti risultavano splendidamente rifiniti.

Ma proprio quando l'ispezione finale del cliente era terminata, una piccola calamita fece deragliare l'intero ordine. I componenti erano magnetici, non soddisfacendo i rigorosi criteri di biocompatibilità e di ambiente non magnetico. Si resero conto che dietro la dicitura "inossidabile" si nascondeva un "magnetismo" invisibile e nascosto.

L'utilizzo della lavorazione CNC nei settori aerospaziale ed elettronico presenta le stesse problematiche. In questo articolo, sveleremo a fondo il mistero del magnetismo dell'acciaio inossidabile 304 rispetto al 316 e vi sveleremo come influenzerà il successo della vostra lavorazione CNC e del vostro prodotto.

Riepilogo delle risposte principali

Perché 316 è più antimagnetico di 304? Analisi del test sul campo del team JS

Negli ultimi 10 anni, il team JS ha offerto servizi di lavorazione CNC a settori ad alta precisione come l'elettronica medica, aerospaziale e automobilistica, con oltre 5.000 progetti di produzione di lavorazioni CNC personalizzate.

In precedenza avevamo aiutato un'azienda del settore medicale a superare le esigenze di lavorazione non magnetica degli strumenti chirurgici, aumentando il livello di qualificazione del prodotto dal 60% al 99,8%. Abbiamo anche risolto il problema delle elevate proprietà magnetiche dei componenti in acciaio inossidabile 304 per un cliente del settore aerospaziale, allineandoli agli standard attraverso l'ottimizzazione dei processi.

Questo è un riassunto delle nostre centinaia di esperienze pratiche di lavorazione CNC e ti aiuterà a comprendere facilmente le differenze magnetiche tra l'acciaio inossidabile 304 e 316 e a diventare un esperto nei metodi scientifici per identificarle. ...

Se hai bisogno di risolvere problemi magnetici in acciaio inossidabile durante la lavorazione CNC, scegli i nostri servizi di produzione CNC personalizzati. Ti forniremo soluzioni di qualità per la realizzazione del tuo progetto e riceverai aggiornamenti completi sullo stato di avanzamento dell'ordine.

Ripristinare la percezione del magnetismo dell'acciaio inossidabile

Molti hanno la percezione che "l'acciaio inossidabile non sia magnetico". Ma questo è un equivoco comune sul magnetismo dell'acciaio inossidabile. Nelle nostre attività di lavorazione CNC, ci capita spesso di vedere clienti che scelgono un materiale inappropriato a causa di questo equivoco.

In realtà, il magnetismo dell'acciaio inossidabile non è assoluto, il suo magnetismo dipende molto dalla microstruttura del materiale.

• Gli acciai inossidabili austenitici (come il 304 e il 316) sono intrinsecamente amagnetici in condizioni normali. Tuttavia, durante la lavorazione e il trattamento termico, la loro struttura interna può modificarsi e indurre magnetismo.
• L'acciaio inossidabile ferritico e martensitico è intrinsecamente magnetico e può essere attratto liberamente dai magneti senza necessità di lavorazione meccanica.
• Inoltre, l'acciaio inossidabile con un solo contenuto di cromo, come l'acciaio inossidabile 18 , è soggetto a magnetizzazione in condizioni normali a causa della mancanza dell'elemento nichel per stabilizzare la struttura austenitica.

Per facilitarvi la comprensione del magnetismo dei diversi tipi di acciaio inossidabile, abbiamo presentato una tabella del magnetismo di alcuni tipi generali di acciaio inossidabile, da utilizzare come riferimento nella scelta dei materiali per le parti lavorate a CNC:

304 vs. 316: Stabilità magnetica

Dopo aver compreso le basi del magnetismo nell'acciaio inossidabile, dovresti chiederti perché il 304 e il 316, entrambi acciai inossidabili austenitici, abbiano una stabilità magnetica diversa.

In realtà, la differenza magnetica tra i due è essenzialmente una battaglia di stabilità microstrutturale, e tale stabilità ha un impatto diretto sulle prestazioni del prodotto dopo la lavorazione CNC.

Abbiamo sviluppato una tabella completa che presenta le principali differenze tra i due per aiutarti a selezionare correttamente il materiale ideale per la tua produzione di lavorazioni CNC personalizzate:

In breve, il magnetismo dell'acciaio inossidabile 304 è "indotto dal processo". Poiché non possiede la resistenza aggiuntiva del molibdeno, la sua microstruttura si trasforma facilmente da austenite a martensite dopo la lavorazione, causando il magnetismo.

Il 316, invece, con l'aggiunta della resistenza del molibdeno, non trasforma la sua microstruttura ed è meno sensibile al magnetismo anche dopo complesse lavorazioni di fresatura e foratura CNC.

Nella scelta tra acciaio inossidabile 304 e 316, i nostri specialisti possono consigliare il materiale più adatto alle vostre esigenze di lavorazione CNC e le migliori tecniche di lavorazione per garantire che i pezzi lavorati CNC soddisfino la qualità desiderata. Effettuando un ordine, potrete ottenere immediatamente un preventivo accurato per la lavorazione CNC , risparmiandovi costosi errori di selezione dei materiali.

Fallimento del test magnetico? Come determinare scientificamente il tipo di acciaio inossidabile

La maggior parte delle persone usa i magneti per determinare il tipo di acciaio inossidabile, partendo dal presupposto che "se si attacca, non è un buon acciaio inossidabile". Il procedimento è impreciso.

Poiché anche l'acciaio inossidabile 304 viene attratto magneticamente dopo una lavorazione a freddo come la lavorazione CNC, i magneti possono essere utilizzati solo come uno strumento di screening preliminare rapido e in nessun caso come requisito fondamentale per distinguere l'acciaio inossidabile 304 dall'acciaio inossidabile 316.

Tre di questi metodi scientifici che utilizziamo regolarmente nei progetti reali sono:

Test dei reagenti chimici

Questo metodo è semplice e piuttosto accurato, perfetto per l'analisi iniziale in loco. È possibile utilizzare un reagente di prova specifico per l'acciaio inossidabile, come la soluzione per il test del contenuto di nichel, posizionando il reagente sulla superficie del materiale da testare e osservando il cambiamento di colore dopo 3-5 minuti.

Se si tratta di acciaio inossidabile 304, la superficie sarà rossa. Se si tratta di acciaio inossidabile 316, non si noterà alcuna variazione di colore percepibile. Consultare le istruzioni del reagente per le singole procedure.

Test spettroscopici

Il metodo industriale più accurato e un rigoroso processo di convalida del materiale richiesto dal team JS prima della lavorazione CNC. Verifica la composizione chimica del materiale confrontandone lo spettro di emissione.

È in grado di rilevare con precisione la quantità di elementi quali cromo, nichel e molibdeno con un margine di errore inferiore allo 0,01%, consentendo di determinare con certezza se si tratta di acciaio inossidabile 304 o 316, evitando così l'uso improprio del materiale fin dalla fonte.

Cattura delle scintille di lavorazione

Si tratta di un metodo empirico che si avvale di operatori con almeno cinque anni di esperienza nella lavorazione CNC. Durante il processo di lavorazione CNC, utilizzare una mola rotante ad alta velocità per entrare in contatto con il materiale e osservare le scintille generate:

L'acciaio inossidabile 304 produce meno scintille, con linee più spesse e ramificazioni più uniformi. L'acciaio inossidabile 316 produce meno scintille, con linee più sottili, ramificazioni minime e colore pallido.

Se avete bisogno di identificare con precisione il tipo di acciaio inossidabile e di effettuare lavorazioni meccaniche, scegliete i nostri servizi di lavorazione CNC online. Utilizziamo tecniche avanzate come l'analisi spettrale per ottenere il materiale corretto e fornire pezzi lavorati CNC in base alle vostre esigenze. Forniamo anche report di collaudo dei materiali per una maggiore sicurezza.

Oltre il CNC: fattori completi che influenzano il magnetismo dell'acciaio inossidabile

Le proprietà magnetiche non sono esclusive della lavorazione CNC, ma sono una proprietà multiforme che dipende da molti fattori, come quelli che includono l'acquisto del materiale, la lavorazione e l'elaborazione aggiuntiva, che hanno un impatto diretto sulle prestazioni magnetiche finali delle parti lavorate CNC :

Composizione chimica

È il fattore di base. Come accennato in precedenza, il molibdeno è la causa della maggiore resistenza magnetica del 316 rispetto a quella del 304.

Anche il contenuto di nichel influenza le caratteristiche magnetiche. Un contenuto di nichel più elevato stabilizza la struttura dell'austenite e la rende resistente al magnetismo. Al contrario, l'assenza di nichel potrebbe portare a una maggiore suscettibilità alla trasformazione martensitica, che a sua volta potrebbe dare origine a magnetismo.

Lavorazione a freddo

È il fattore più comune. I processi di lavorazione a freddo come piegatura, imbutitura, tornitura, fresatura, piallatura e rettifica possono influenzare le proprietà magnetiche. Maggiore è la forza e la frequenza di lavorazione, maggiore è lo stress nel materiale, maggiore è il rapporto di trasformazione austenite/martensite e maggiore è il magnetismo.

Ad esempio, dopo molteplici processi di piegatura, il magnetismo nell'acciaio inossidabile 304 diventa gigantesco. Lavorazioni come la lavorazione di ingranaggi personalizzati , che richiede una fresatura e una rettifica complesse, hanno un effetto di induzione magnetica più forte a causa di una concentrazione di stress più pronunciata.

Trattamento termico

Diversi trattamenti termici producono effetti diversi sulle proprietà magnetiche. Il trattamento di solubilizzazione elimina la struttura martensitica dall'acciaio inossidabile e ripristina quella austenitica, riducendo o eliminando così il magnetismo.

Ad esempio, dopo il trattamento di soluzione, la permeabilità magnetica dell'acciaio inossidabile 316L è estremamente bassa, quasi amagnetica. Tuttavia, una ricottura impropria tende ad aumentare il magnetismo.

Processo di fusione

L'uniformità della composizione durante la fusione influirà sulle proprietà magnetiche.

Quando elementi come cromo e nichel vengono distribuiti in modo non uniforme durante la fusione, si verificano variazioni nella composizione del materiale in aree localizzate, causando la facile generazione di magnetismo in alcune aree. Anche le impurità acquisite durante la fusione influiscono sulla stabilità magnetica.

Indipendentemente dalle cause delle proprietà magnetiche dell'acciaio inossidabile, siamo in grado di correggerle grazie alla nostra lavorazione CNC. Vi forniamo componenti CNC affidabili per le vostre esigenze di produzione CNC personalizzate, senza il fastidio degli effetti magnetici sulla qualità del prodotto.

Magnetismo: un attore invisibile nella lavorazione CNC e nelle contromisure

Il magnetismo nell'acciaio inossidabile influisce direttamente sulla lavorazione CNC? Sì, soprattutto per l'acciaio inossidabile 304. Il magnetismo agisce come un partner fantasma nella lavorazione CNC, il che potrebbe causare problemi di asportazione truciolo, precisione e altri problemi, rendendo la lavorazione più difficile e costosa:

1. Rimozione dei trucioli:

Durante la lavorazione CNC di componenti magnetici in acciaio inossidabile 304, i trucioli generati vengono assorbiti dalla superficie dell'utensile o del pezzo.

Ciò non solo compromette il corretto flusso del refrigerante, causando una dissipazione inefficiente del calore dell'utensile e un'usura eccessiva, ma impedisce anche la tempestiva rimozione dei trucioli, causando graffi sulla superficie del pezzo e compromettendo la qualità della finitura superficiale delle parti lavorate.

2. Problemi di lavorazione di precisione:

Nelle applicazioni che richiedono un'altissima precisione nelle lavorazioni CNC, come apparecchiature mediche e stampi di precisione, il magnetismo potrebbe interferire con la lavorabilità.

Ad esempio, nella fresatura di componenti con pareti sottili, il magnetismo può indurre una debole attrazione tra il pezzo in lavorazione e l'attrezzatura, che sposta la posizione del pezzo in lavorazione e finisce per rendere le dimensioni lavorate più grandi delle tolleranze.

Di seguito JS ha condensato due soluzioni efficaci e testate per il controllo del magnetismo nella lavorazione CNC:

1. Selezione dell'acciaio inossidabile 316:

L'acciaio inossidabile 316 è estremamente stabile dal punto di vista magnetico e ha la minore probabilità di magnetizzarsi durante la lavorazione CNC.

Ciò può effettivamente ridurre significativamente i problemi di rimozione dei trucioli e di precisione, rendendolo particolarmente adatto ai settori sensibili al magnetismo, come l' industria medica e aerospaziale , oltre a ridurre i costi di post-elaborazione.

2. Post-elaborazione:

Il trattamento di solubilizzazione può essere eseguito dopo la lavorazione CNC, se è già in uso acciaio inossidabile 304. Il trattamento elimina la struttura martensitica del materiale, riduce il magnetismo e aggiunge specifiche magnetiche al componente.

JS Precision Manufacturing offre soluzioni infallibili ai problemi di magnetismo nelle lavorazioni CNC. Contattate il nostro servizio clienti online per maggiori dettagli sulla nostra capacità produttiva di lavorazioni CNC personalizzate. Non appena effettuerete un ordine, organizzeremo immediatamente la produzione per una consegna puntuale ed eviteremo rilavorazioni dovute a problemi di magnetismo.

Caso di studio: un progetto medico di alto livello sull'orlo del collasso a causa del magnetismo

Background del cliente

Una startup produceva dispositivi di fissaggio per strumenti chirurgici di precisione non magnetici per un'etichetta europea. Ne ha acquistati 100 a circa 150 dollari l'uno. Un lotto scartato avrebbe comportato perdite di oltre 15.000 dollari.

Nella loro prima produzione di prova in piccoli lotti, hanno utilizzato acciaio inossidabile 304 per ridurre al minimo i costi. I componenti prodotti con una macchina CNC rispettavano gli standard di precisione, ma dopo essere stati testati dal cliente con un gaussmetro, hanno scoperto un debole magnetismo in alcune aree, ben oltre il limite stabilito (permeabilità relativa <1,05). L'intero lotto è stato scartato.

Analisi e soluzione JS

1.Analisi della causa principale

Dopo aver ricevuto l'incarico dal cliente, abbiamo innanzitutto testato il materiale di scarto. L'analisi spettroscopica ha dato esito positivo, poiché il materiale era in acciaio inossidabile 304.

Ulteriori indagini hanno rivelato che il magnetismo derivava dall'indurimento localizzato durante i processi di fresatura e foratura CNC. Le sollecitazioni interne causate dall'eccessiva profondità di taglio a valori elevati durante la lavorazione meccanica convertivano l'austenite in martensite, producendo magnetismo.

2. Cambio materiale

Consigliamo vivamente di passare all'acciaio inossidabile 316L (a bassissimo tenore di carbonio). La "L" sta per "a bassissimo tenore di carbonio". Questo materiale non solo è più resistente al magnetismo rispetto al 304, ma offre anche una migliore resistenza alla corrosione, un fattore che lo rende preferibile per l'uso in dispositivi medici.

3. Miglioramento del processo

I nostri ingegneri hanno rivisto i loro percorsi utensile CNC e hanno implementato due importanti modifiche:

• Abbiamo utilizzato un metodo di "fresatura ad alta velocità" con una profondità di taglio ridotta e una velocità di avanzamento aumentata per ridurre al minimo l'impatto della lavorazione sulla struttura del materiale.
• Abbiamo modificato l'angolo di spruzzo del refrigerante per creare spazio per un'evacuazione efficace dei trucioli e abbiamo aggiunto un processo di distensione dopo la lavorazione per ridurre ulteriormente il magnetismo residuo.

Risultati

I pezzi lavorati con materiale 316L e con i nuovi parametri sono stati misurati su un gaussmetro e hanno mostrato che la permeabilità magnetica di tutti i pezzi è rimasta compresa tra 0,98 e 1,02, esattamente come richiesto dal cliente, ovvero <1,05.

Alla fine, il cliente non solo ha evitato una perdita di 15.000 dollari , ma ha anche ricevuto il prodotto con tre giorni di anticipo. I nostri servizi hanno aiutato l'azienda a stabilire standard di produzione uniformi e a conquistare la fiducia a lungo termine dei marchi europei.

Lezione appresa: la scelta del materiale non è solo una questione di costo e resistenza alla corrosione . L'interazione tra le sue proprietà fisiche (ad esempio, il magnetismo) e il processo di lavorazione è fondamentale per il successo della produzione di fascia alta.

Domande frequenti

D1: L'acciaio inossidabile non magnetico esiste completamente?

In teoria, l'acciaio inossidabile austenitico completamente stabile è amagnetico. Nella pratica, tuttavia, nella produzione industriale è difficile raggiungere una permeabilità magnetica "zero" assoluta. Normalmente, i materiali con permeabilità magnetiche molto basse, molto vicine a 1, vengono definiti "acciaio inossidabile amagnetico". Ad esempio, il 316L trattato con soluzione rientrerebbe in questa categoria.

D2: Il magnetismo dell'acciaio inossidabile influisce sulla saldatura?

Il magnetismo dell'acciaio inossidabile influisce sulla saldatura. Durante la saldatura di materiali magnetici, il campo magnetico può disturbare l'arco e produrre un "colpo magnetico". L'effetto potrebbe causare instabilità dell'arco e deviazioni nella posizione del cordone di saldatura, riducendo significativamente la qualità della saldatura. I pezzi magnetici devono quindi essere smagnetizzati prima della saldatura.

D3: Perché a volte i 304 sono attratti dai magneti?

Il motivo per cui l'acciaio inossidabile 304 a volte viene attratto dai magneti è che la lavorazione a freddo induce magnetismo. L'acciaio inossidabile 304 è solitamente austenitico e non magnetico. Tuttavia, dopo processi di lavorazione a freddo come piegatura, imbutitura, tornitura, fresatura, piallatura e rettifica, la sua struttura interna subisce delle modifiche, trasformando parte dell'austenite in martensite, causando magnetismo.

D4: Un forte magnetismo è indice di scarsa qualità?

No. Il magnetismo è una proprietà fisica dell'acciaio inossidabile che è in gran parte determinata dalla microstruttura e dalla tecnologia di lavorazione del materiale, e non è uno standard per giudicare la qualità dell'acciaio inossidabile. La determinazione della qualità dell'acciaio inossidabile dipende da indici critici come la composizione, la resistenza alla corrosione e le proprietà meccaniche.

Riepilogo

La scelta tra 304 e 316 è una questione di preferenze tecniche che influisce sulle prestazioni dei prodotti, sulla conformità normativa e persino sulla reputazione di un'azienda. Quando si tratta di lavorazioni CNC, l'utilizzo dei materiali giusti e la comprensione della scienza del magnetismo sono essenziali per garantire il successo dei progetti di produzione CNC personalizzati.

Stai ordinando materiali per un progetto con requisiti magnetici molto specifici? Oppure devi occuparti dei componenti magnetici di componenti prodotti dal tuo attuale fornitore? JS può offrirti prezzi convenienti per la lavorazione CNC e servizi di lavorazione CNC online di alta qualità.

Contatta il nostro team esperto e noi:

• Fornire servizi accurati di identificazione dei materiali per garantire la qualità del contenuto del materiale ricevuto.
• Consigliamo e forniamo gli acciai inossidabili 316/316L o altri acciai speciali non magnetici più adatti.
• Sviluppare programmi di lavorazione CNC ottimizzati per controllare il magnetismo nel punto di origine.