Jusheng

Uma empresa de dispositivos médicos de ponta estava produzindo um lote de peças de aço inoxidável de precisão. As próprias impressões diziam: "Aço inoxidável 316 deve ser usado". Para reduzir custos, eles pensaram que, como todas as peças eram de aço inoxidável, poderiam substituí-las por aço inoxidável 304. A usinagem foi excelente e as peças ficaram com um acabamento impecável.

Mas assim que a inspeção de recebimento do cliente final foi concluída, um pequeno ímã atrapalhou todo o pedido. Os componentes eram magnéticos, não atendendo aos rigorosos critérios de biocompatibilidade e ambiente não magnético. Perceberam que por trás da designação "inoxidável" havia um "magnetismo" oculto e invisível.

O uso da usinagem CNC nas indústrias aeroespacial e eletrônica compartilha os mesmos problemas. Neste artigo, desvendamos o mistério do magnetismo do aço inoxidável 304 vs. 316 e revelamos como isso influenciará o sucesso da sua usinagem CNC e do seu produto.

Resumo da Resposta Principal

Por que o 316 é mais antimagnético que o 304? Análise de Testes de Campo da Equipe JS

Nos últimos 10 anos, a equipe da JS tem oferecido serviços de usinagem CNC para áreas de alta precisão, como eletrônica médica, aeroespacial e automotiva, com mais de 5.000 projetos de fabricação de usinagem CNC personalizados.

Anteriormente, ajudamos uma empresa médica a superar as necessidades de usinagem não magnética de instrumentos cirúrgicos, aumentando o nível de qualificação do produto de 60% para 99,8%. Também solucionamos o problema das altas propriedades magnéticas de peças de aço inoxidável 304 para um cliente aeroespacial, alinhando-as aos padrões por meio da otimização do processo.

Este é um resumo de nossas centenas de experiências práticas em usinagem CNC, que o ajudará a compreender facilmente as diferenças magnéticas entre os aços inoxidáveis 304 e 316 e a se tornar um mestre em métodos científicos para identificá-las. Você tem a garantia de que este conteúdo resolverá efetivamente seus problemas magnéticos em usinagem CNC .

Se você precisa resolver problemas magnéticos de aço inoxidável em usinagem CNC, escolha nossos serviços personalizados de produção de usinagem CNC. Forneceremos soluções de qualidade para a realização do seu projeto, e você receberá atualizações completas sobre o andamento do pedido.

Redefinindo a percepção do magnetismo do aço inoxidável

Muitas pessoas têm a percepção de que "o aço inoxidável não é magnético". Mas esse é um equívoco comum sobre o magnetismo do aço inoxidável. Em nossas atividades reais de usinagem CNC, geralmente vemos clientes escolhendo um material inadequado devido a esse equívoco.

Na verdade, o magnetismo do aço inoxidável não é absoluto, seu magnetismo depende muito da microestrutura do material.

• Aços inoxidáveis austeníticos (como 304 e 316) são inerentemente não magnéticos em condições normais. No entanto, durante a usinagem e o tratamento térmico, sua estrutura interna pode mudar e induzir magnetismo.
• Aços inoxidáveis ferríticos e martensíticos são inerentemente magnéticos e podem ser atraídos por ímãs livremente, sem usinagem.
• Além disso, o aço inoxidável com um único teor de cromo, como o aço inoxidável 18 , é propenso à magnetização em condições normais devido à falta de elemento níquel para estabilizar a estrutura da austenita.

Para facilitar a compreensão do magnetismo de diferentes tipos de aço inoxidável, apresentamos uma tabela do magnetismo de alguns tipos gerais de aço inoxidável para sua referência na seleção de materiais de peças de usinagem CNC:

304 vs. 316: Estabilidade Magnética

Depois de entender os princípios básicos do magnetismo no aço inoxidável, você deve se perguntar por que 304 e 316, ambos aços inoxidáveis austeníticos, seriam magneticamente diferentes em estabilidade.

Na verdade, a diferença magnética entre os dois é essencialmente uma batalha de estabilidade microestrutural, e essa estabilidade tem um impacto direto no desempenho do produto após a usinagem CNC.

Desenvolvemos uma tabela completa apresentando as principais diferenças entre os dois para ajudar você a selecionar corretamente o material ideal para sua usinagem CNC personalizada:

Em resumo, o magnetismo do aço inoxidável 304 é "induzido pelo processo". Como não possui a resistência adicional do molibdênio, sua microestrutura se transforma facilmente de austenita para martensita após o processamento, o que causa magnetismo.

O 316, por outro lado, com a resistência adicional do molibdênio, não transforma sua microestrutura e é menos suscetível ao magnetismo, mesmo após fresamento e perfuração CNC complexos.

Na seleção de aço inoxidável 304 vs. 316, nossos especialistas podem recomendar o material apropriado com base nas suas necessidades de usinagem CNC e técnicas de usinagem de ponta para garantir que as peças usinadas atendam à qualidade desejada. Ao fazer um pedido, você pode obter um orçamento preciso para usinagem CNC imediatamente, evitando erros dispendiosos na seleção de materiais.

Falha no teste magnético? Como determinar cientificamente o tipo de aço inoxidável

A maioria das pessoas usa ímãs para determinar o tipo de aço inoxidável, partindo do princípio de que "se grudar, não é um bom aço inoxidável". O processo é impreciso.

Como o aço inoxidável 304 também se torna magneticamente atraído após trabalho a frio, como usinagem CNC, os ímãs só podem ser usados como uma ferramenta rápida de triagem preliminar e de forma alguma como o requisito final para distinguir o aço inoxidável 304 do 316.

Três desses métodos científicos que usamos regularmente em projetos reais são:

Teste de reagentes químicos

Este método é fácil e bastante preciso, sendo, portanto , perfeito para análises iniciais no local. Você pode usar um reagente de teste específico para aço inoxidável, como uma solução para teste de teor de níquel, colocando o reagente na superfície do material a ser testado e observando a mudança de cor após 3 a 5 minutos.

Se for aço inoxidável 304, a superfície será vermelha. Se for aço inoxidável 316, não haverá nenhuma mudança de cor perceptível. Consulte as instruções do reagente para procedimentos individuais.

Teste espectroscópico

O método industrial mais preciso e um rigoroso processo de validação de materiais exigidos pela equipe da JS antes da usinagem CNC. Ele verifica a composição química do material comparando seu espectro de emissão.

Ele pode detectar com precisão a quantidade de elementos como cromo, níquel e molibdênio com uma margem de erro de menos de 0,01%, permitindo que você determine claramente que é aço inoxidável 304 vs 316 para evitar o uso indevido do material desde a fonte.

Captura de faíscas de usinagem

Este é um método empírico que utiliza operadores com no mínimo cinco anos de experiência em usinagem CNC. Durante o processo de usinagem CNC, utilize uma roda de retificação rotativa de alta velocidade para entrar em contato com o material e observar as faíscas geradas:

O aço inoxidável 304 produz menos faíscas, com linhas mais grossas e ramificações uniformes. O aço inoxidável 316 produz menos faíscas, com linhas mais finas, ramificações mínimas e cores claras.

Se você precisa da identificação exata do tipo de aço inoxidável e precisa de usinagem, escolha nossos serviços de usinagem CNC online. Utilizamos técnicas avançadas, como análise espectral, para obter o material correto e fornecer peças usinadas CNC de acordo com suas necessidades. Também fornecemos relatórios de testes de materiais para maior confiança.

Além do CNC: Fatores completos que afetam o magnetismo do aço inoxidável

As propriedades magnéticas não são exclusivas da usinagem CNC, mas são uma propriedade multifacetada que depende de muitos fatores, como aqueles que incluem compra de material, usinagem e processamento adicional, que têm um impacto direto no desempenho magnético final das peças usinadas CNC :

Composição Química

É o fator subjacente. Como mencionado anteriormente, o molibdênio é a causa subjacente da maior resistência magnética do 316 em comparação com o 304.

O teor de níquel também afeta as características magnéticas. O aumento do teor de níquel estabiliza a estrutura da austenita e a torna resistente ao magnetismo. Por outro lado, a ausência de níquel pode levar a uma maior suscetibilidade à transformação martensítica, o que pode levar ao magnetismo.

Trabalho a frio

É o fator mais comum. Processos de trabalho a frio, como dobramento, estampagem profunda, torneamento, fresamento, aplainamento e retificação, podem afetar as propriedades magnéticas. Quanto maior a força e a frequência do processamento, maior a tensão no material, maior a razão de transformação de austenita em martensita e maior o magnetismo.

Por exemplo, após vários processos de dobra, o magnetismo no aço inoxidável 304 se torna gigantesco. Processamentos como usinagem de engrenagens personalizadas , que exigem fresamento e retificação complexos, têm um efeito de indução magnética mais forte devido à concentração de tensão mais pronunciada.

Tratamento térmico

Diferentes tratamentos térmicos produzem efeitos distintos nas propriedades magnéticas. O tratamento por solução elimina a estrutura martensítica do aço inoxidável e restaura a estrutura austenítica, reduzindo ou eliminando o magnetismo.

Por exemplo, após o tratamento de solução, a permeabilidade magnética do aço inoxidável 316L é extremamente baixa, quase não magnética. Mas o recozimento inadequado tende a aumentar o magnetismo.

Processo de fundição

A uniformidade da composição durante a fundição afetará as propriedades magnéticas.

Variações na composição do material em áreas localizadas ocorrerão quando elementos como cromo e níquel forem distribuídos de forma desigual durante a fundição, fazendo com que algumas áreas gerem magnetismo facilmente. Impurezas adquiridas durante a fundição também afetam a estabilidade magnética.

Independentemente das razões por trás das propriedades magnéticas do aço inoxidável, somos capazes de corrigi-las por meio de nossa usinagem CNC. Fornecemos peças de usinagem CNC confiáveis para suas necessidades de fabricação personalizadas, sem o incômodo das influências magnéticas na qualidade do produto.

Magnetismo: um ator invisível na usinagem CNC e contramedidas

O magnetismo no aço inoxidável afeta diretamente a usinagem CNC? Sim, especialmente no aço inoxidável 304. O magnetismo atua como um parceiro fantasma na usinagem CNC, o que pode causar problemas com a remoção de cavacos, precisão e outros objetos, tornando a usinagem mais difícil e custosa:

1. Remoção de cavacos:

Durante a usinagem CNC de peças magnéticas de aço inoxidável 304, os cavacos gerados serão adsorvidos na superfície da ferramenta ou peça de trabalho.

Isso não só afeta o fluxo adequado do líquido de arrefecimento, causando dissipação ineficiente do calor da ferramenta e desgaste extra, mas também impede a remoção oportuna dos cavacos, causando arranhões na superfície da peça e afetando a qualidade do acabamento superficial das peças usinadas.

2. Problemas de usinagem de precisão:

Para aplicações com altíssima precisão em tarefas de usinagem CNC, como equipamentos médicos e moldes de precisão, o magnetismo pode interferir na usinabilidade.

Por exemplo, na fresagem de componentes de paredes finas, o magnetismo pode induzir uma fraca atração entre a peça de trabalho e o dispositivo de fixação, o que desloca a posição da peça de trabalho e acaba tornando o tamanho usinado maior do que as tolerâncias.

A JS resumiu abaixo duas soluções eficazes e testadas para controlar o magnetismo na usinagem CNC:

1. Selecionando aço inoxidável 316:

O aço inoxidável 316 é extremamente estável magneticamente e tem menor probabilidade de ser magnetizado durante usinagem CNC.

Isso pode realmente reduzir significativamente os problemas de remoção de chips e precisão, o que o torna particularmente adequado para indústrias sensíveis ao magnetismo, como as indústrias médica e aeroespacial , além de reduzir as despesas de pós-processamento.

2.Pós-processamento:

O tratamento de solução pode ser realizado após a usinagem CNC, caso o aço inoxidável 304 já esteja em uso. O tratamento elimina a estrutura martensítica do material, reduz o magnetismo e adiciona especificações magnéticas ao componente.

A JS Precision Manufacturing oferece soluções infalíveis para problemas de magnetismo em usinagem CNC. Entre em contato com nosso atendimento ao cliente online para obter detalhes sobre nossa capacidade de fabricação de usinagem CNC personalizada. Assim que você fizer um pedido, providenciaremos a produção imediatamente para entrega pontual e evitaremos retrabalho devido a problemas de magnetismo.

Estudo de caso: um projeto médico de ponta à beira do colapso devido ao magnetismo

Histórico do cliente

Uma startup produziu dispositivos de fixação não magnéticos para instrumentos cirúrgicos de precisão para uma marca europeia. Eles compraram 100 dispositivos por cerca de US$ 150 a unidade. Um lote rejeitado resultaria em perdas de mais de US$ 15.000.

Em seu primeiro teste de produção em pequenos lotes, eles utilizaram aço inoxidável 304 para minimizar custos. Os componentes produzidos em uma máquina CNC estavam dentro dos padrões de precisão, mas, após testes realizados pelo cliente com um gaussímetro, foi descoberto um magnetismo fraco em algumas áreas , excedendo em muito o limite estabelecido (permeabilidade relativa < 1,05). Todo o lote foi rejeitado.

Análise e Solução JS

1. Análise da causa raiz

Após recebermos a encomenda do cliente, testamos primeiro o material descartado. A análise espectroscópica deu positivo, pois o material era aço inoxidável 304.

Investigações posteriores revelaram que o magnetismo resultou do endurecimento localizado durante os processos de fresamento e furação CNC. O estresse interno causado pela profundidade excessiva de corte em valores elevados durante a usinagem converteu austenita em martensita, produzindo magnetismo.

2. Troca de material

Recomendamos fortemente a troca para aço inoxidável 316L (ultrabaixo carbono). O "L" significa ultrabaixo carbono. Este material não só é mais resistente ao magnetismo do que o 304, como também oferece melhor resistência à corrosão, um fator que o torna preferível para uso em dispositivos médicos.

3. Melhoria de Processos

Nossos engenheiros revisaram suas trajetórias de ferramentas CNC e implementaram duas mudanças importantes:

• Empregamos um método de "fresamento de alta velocidade" com menor profundidade de corte e maior taxa de avanço para minimizar os impactos da usinagem na estrutura do material.
• Modificamos o ângulo de pulverização do líquido de arrefecimento para abrir espaço para a evacuação eficaz dos cavacos e adicionamos um processo de alívio de tensão após a usinagem para reduzir ainda mais o magnetismo residual.

Resultados

Peças usinadas com material 316L e com os novos parâmetros foram medidas em um gaussímetro e mostraram que a permeabilidade magnética de todas as peças permaneceu entre 0,98-1,02, exatamente como exigido pelo cliente de <1,05.

No final, o cliente não só evitou uma perda de US$ 15.000 como também recebeu o produto três dias antes do prazo. Nossos serviços ajudaram a empresa a estabelecer padrões de produção uniformes e a conquistar a confiança duradoura das marcas europeias.

Lição aprendida: A seleção de materiais não se resume apenas ao custo e à resistência à corrosão . A interação de suas propriedades físicas (por exemplo, magnetismo) e do processo de usinagem é fundamental para o sucesso da fabricação de alta qualidade.

Perguntas frequentes

P1: O aço inoxidável não magnético existe completamente?

Em teoria, o aço inoxidável austenítico completamente estável é não magnético. Na prática, na fabricação industrial, porém, é difícil atingir uma permeabilidade magnética absoluta "zero". Normalmente, chamaríamos de "aço inoxidável não magnético" materiais com permeabilidades magnéticas muito baixas, muito próximas de 1. O aço inoxidável 316L tratado em solução, por exemplo, se enquadraria nessa categoria.

P2: O magnetismo do aço inoxidável afeta a soldagem?

O magnetismo do aço inoxidável afeta a soldagem. Ao soldar materiais magnéticos, o campo magnético pode perturbar o arco e produzir um "golpe magnético". O efeito pode causar instabilidade do arco e desvio da posição do cordão de solda, reduzindo significativamente a qualidade da soldagem. Portanto, peças magnéticas precisam ser desmagnetizadas antes da soldagem.

Q3: Por que o 304 às vezes é atraído por ímãs?

A razão pela qual o aço inoxidável 304 às vezes é atraído por ímãs é que o trabalho a frio induz magnetismo. O aço inoxidável 304 é geralmente austenítico e não magnético por natureza. Mas após processos de trabalho a frio, como dobramento, estampagem profunda, torneamento, fresamento, aplainamento e retificação, sua estrutura interna é alterada, com parte da austenita se transformando em martensita, causando magnetismo.

Q4: O magnetismo forte é uma indicação de baixa qualidade?

Não. O magnetismo é uma propriedade física do aço inoxidável que é amplamente regida pela microestrutura e pela tecnologia de processamento do material, e não é um padrão para avaliar a qualidade do aço inoxidável. A determinação da qualidade do aço inoxidável depende de índices críticos como composição, resistência à corrosão e propriedades mecânicas.

Resumo

Escolher entre 304 e 316 é uma questão de preferência técnica que impacta o desempenho dos produtos, a conformidade regulatória e até mesmo a reputação de uma empresa. Quando se trata de usinagem CNC, usar os materiais certos e entender a ciência do magnetismo são essenciais para garantir a conclusão bem-sucedida de projetos de fabricação personalizados com usinagem CNC.

Você está encomendando materiais para um projeto com requisitos magnéticos muito específicos? Ou precisa se preocupar com componentes magnéticos de peças produzidas pelo seu fornecedor atual? A JS pode oferecer preços de usinagem CNC acessíveis e serviços de usinagem CNC online de alta qualidade.

Entre em contato com nossa equipe experiente e nós iremos:

• Fornecer serviços precisos de identificação de materiais para garantir a qualidade do conteúdo do material recebido.
• Recomendar e fornecer os aços inoxidáveis 316/316L ou outros aços inoxidáveis especiais não magnéticos mais adequados.
• Desenvolva cronogramas de usinagem CNC otimizados para controlar o magnetismo no ponto de origem.