Jusheng

Компания, производящая высокотехнологичное медицинское оборудование, изготавливала партию прецизионных деталей из нержавеющей стали. В самих чертежах было указано: «Необходимо использовать нержавеющую сталь марки 316». Чтобы сократить расходы, они решили заменить её на нержавеющую сталь марки 304, поскольку все детали были из нержавеющей стали. Обработка была выполнена качественно, и детали получились превосходно.

Но как только завершался входной контроль у последнего клиента, небольшой магнит испортил весь заказ. Компоненты оказались магнитными, не отвечая строгим критериям биосовместимости и немагнитной среды. Они поняли, что за маркировкой «нержавеющая» скрывается скрытый, невидимый «магнетизм».

Применение ЧПУ-обработки в аэрокосмической и электронной промышленности имеет те же проблемы. В этой статье мы подробно раскроем тайну магнетизма нержавеющей стали 304 и 316 и расскажем, как это повлияет на эффективность вашей ЧПУ-обработки и качество вашего продукта.

Краткое изложение основных ответов

Почему сталь 316 более антимагнитна, чем 304? Анализ полевых испытаний, проведённый командой JS

За последние 10 лет команда JS предлагает услуги по обработке на станках с ЧПУ для высокоточных областей, таких как медицинская, аэрокосмическая и автомобильная электроника, выполнив более 5000 индивидуальных производственных проектов по обработке на станках с ЧПУ.

Ранее мы помогли медицинской компании решить проблему немагнитной обработки хирургических инструментов, повысив уровень квалификации продукции с 60% до 99,8%. Мы также решили проблему высоких магнитных свойств деталей из нержавеющей стали марки 304 для заказчика из аэрокосмической отрасли, приведя их в соответствие со стандартами за счет оптимизации процесса.

Это краткое изложение наших сотен практических опытов в области обработки на станках с ЧПУ, которое поможет вам легко понять различия в магнитных свойствах нержавеющей стали марок 304 и 316 и освоить научные методы их определения. Мы гарантируем, что его содержание эффективно решит ваши проблемы с магнитными свойствами при обработке на станках с ЧПУ .

Если вам необходимо решить проблемы с магнитными свойствами нержавеющей стали при обработке на станках с ЧПУ, воспользуйтесь нашими услугами по индивидуальной обработке на станках с ЧПУ. Мы предоставим вам качественные решения для реализации вашего проекта и будем предоставлять полную информацию о ходе выполнения заказа.

Изменение восприятия магнетизма нержавеющей стали

Многие считают, что «нержавеющая сталь немагнитна». Но это распространённое заблуждение о её магнетизме. В реальных условиях эксплуатации станков с ЧПУ мы часто сталкиваемся с тем, что клиенты выбирают неподходящий материал именно из-за этого заблуждения.

На самом деле магнетизм нержавеющей стали не является абсолютным, его магнетизм во многом зависит от микроструктуры материала.

• Аустенитные нержавеющие стали (например, 304 и 316) в типичных условиях по своей природе немагнитны. Однако в процессе механической и термической обработки их внутренняя структура может изменяться, что приводит к возникновению магнетизма.
• Ферритные и мартенситные нержавеющие стали по своей природе магнитны и могут свободно притягиваться магнитами без механической обработки.
• Кроме того, нержавеющая сталь с одним содержанием хрома, например нержавеющая сталь 18 , склонна к намагничиванию в нормальных условиях из-за отсутствия элемента никеля, стабилизирующего структуру аустенита.

Чтобы облегчить вам понимание магнетизма различных видов нержавеющей стали, мы представили таблицу магнетизма некоторых основных типов нержавеющей стали для вашего удобства при выборе материалов деталей для обработки на станках с ЧПУ:

304 против 316: Магнитная стабильность

Поняв основы магнетизма нержавеющей стали, вы наверняка зададитесь вопросом, почему стали 304 и 316, обе аустенитные нержавеющие стали, обладают разной магнитной стабильностью.

На самом деле, магнитное различие между ними по сути является борьбой за микроструктурную стабильность, а такая стабильность напрямую влияет на эксплуатационные характеристики изделия после обработки на станке с ЧПУ.

Мы разработали подробную таблицу, в которой представлены основные различия между ними, чтобы помочь вам правильно выбрать идеальный материал для индивидуального производства с ЧПУ:

Коротко говоря, магнетизм нержавеющей стали 304 обусловлен процессом. Поскольку она не обладает дополнительной прочностью, присущей молибдену, её микроструктура после обработки легко переходит из аустенита в мартенсит, что и обуславливает магнетизм.

С другой стороны, 316, обладающий повышенной прочностью за счет молибдена, не меняет свою микроструктуру и менее восприимчив к магнетизму даже после сложной фрезерной обработки на станках с ЧПУ и сверления.

При выборе нержавеющей стали марки 304 или 316 наши специалисты порекомендуют подходящий материал, исходя из ваших потребностей в обработке на станках с ЧПУ, и первоклассные методы обработки, гарантирующие желаемое качество деталей, обработанных с помощью ЧПУ. Разместив заказ, вы сразу получите точное коммерческое предложение на обработку на станках с ЧПУ , что избавит вас от дорогостоящих ошибок при выборе материала.

Магнитный тест не прошёл? Как научно определить тип нержавеющей стали?

Большинство людей используют магниты для определения марки нержавеющей стали, полагая, что «если прилипает, значит, это некачественная нержавеющая сталь». Этот процесс неточен.

Поскольку нержавеющая сталь марки 304 также становится магнитопритягиваемой после холодной обработки, например, обработки на станках с ЧПУ, магниты можно использовать только как быстрый предварительный инструмент проверки, но ни в коем случае не как окончательное требование для различения нержавеющей стали 304 и 316.

Три таких научных метода, которые мы регулярно используем в реальных проектах:

Тестирование химических реагентов

Этот метод прост и достаточно точен, поэтому идеально подходит для первичного анализа на месте. Вы можете использовать специальный реагент для анализа нержавеющей стали, например, раствор для определения содержания никеля, нанеся его на поверхность исследуемого материала и наблюдая за изменением цвета через 3–5 минут.

Если это нержавеющая сталь марки 304, поверхность окрасится в красный цвет. Если это нержавеющая сталь марки 316, заметного изменения цвета не будет. Ознакомьтесь с инструкциями к реагентам для каждого конкретного случая.

Спектроскопическое тестирование

Самый точный промышленный метод и строгий процесс проверки материала, требуемый командой JS перед обработкой на станках с ЧПУ. Он проверяет химический состав материала путём сравнения его спектра излучения.

Он может точно определять количество таких элементов, как хром, никель и молибден с погрешностью менее 0,01%, что позволяет четко определить, является ли нержавеющая сталь 304 или 316, и предотвратить неправильное использование материала еще на начальной стадии.

Улавливание искр при механической обработке

Это эмпирический метод, в котором задействованы операторы с не менее чем пятилетним опытом работы на станках с ЧПУ. В процессе обработки на станке с ЧПУ используйте высокоскоростной вращающийся шлифовальный круг для контакта с материалом и наблюдайте за образованием искр:

Нержавеющая сталь марки 304 дает меньше искр, линии более толстые, а разветвления равномерные. Нержавеющая сталь марки 316 дает меньше искр, линии более тонкие, разветвления очень минимальны, а цвет бледный.

Если вам требуется точное определение типа нержавеющей стали и обработка, воспользуйтесь нашими услугами онлайн-обработки с ЧПУ. Мы используем передовые методы, такие как спектральный анализ, для получения нужного материала и изготовления деталей с ЧПУ в соответствии с вашими требованиями. Для дополнительной уверенности мы также предоставляем отчёты об испытаниях материалов.

За пределами ЧПУ: все факторы, влияющие на магнетизм нержавеющей стали

Магнитные свойства не являются уникальными для обработки на станках с ЧПУ, а представляют собой многогранное свойство , зависящее от многих факторов, таких как закупка материала, механическая обработка и дополнительная обработка, которые оказывают прямое влияние на конечные магнитные характеристики деталей, обработанных на станках с ЧПУ :

Химический состав

Это основополагающий фактор. Как упоминалось ранее, молибден является основной причиной большего магнитного сопротивления стали 316 по сравнению с 304.

Содержание никеля также влияет на магнитные характеристики. Повышенное содержание никеля стабилизирует структуру аустенита и делает её устойчивой к магнетизму. Отсутствие никеля, напротив, может привести к повышенной склонности к мартенситному превращению, что может привести к возникновению магнетизма.

Холодная обработка

Это наиболее распространённый фактор. Холодная обработка, такая как гибка, глубокая вытяжка, точение, фрезерование, строгание и шлифование, может влиять на магнитные свойства. Чем больше усилие и частота обработки, тем больше напряжение в материале, тем выше степень превращения аустенита в мартенсит и тем сильнее магнетизм.

Например, после многократных процессов гибки магнетизм нержавеющей стали 304 становится колоссальным. Такая обработка, как изготовление зубчатых передач на заказ , требующая сложного фрезерования и шлифования, имеет более сильный эффект магнитной индукции из-за более выраженной концентрации напряжений.

Термическая обработка

Различные виды термической обработки по-разному влияют на магнитные свойства. Термическая обработка на твердый раствор устраняет мартенситную структуру нержавеющей стали и восстанавливает аустенитную, тем самым уменьшая или полностью устраняя магнетизм.

Например, после обработки на твердый раствор магнитная проницаемость нержавеющей стали 316L крайне низкая, она практически немагнитна. Однако неправильный отжиг имеет тенденцию к усилению намагниченности.

Процесс плавки

Однородность состава во время плавки влияет на магнитные свойства.

Изменения в составе материала в отдельных областях возникают из-за неравномерного распределения таких элементов, как хром и никель, в процессе плавки, что приводит к появлению в некоторых областях магнетизма. Примеси, образующиеся в процессе плавки, также влияют на магнитную стабильность.

Независимо от причин магнитных свойств нержавеющей стали, мы можем устранить их с помощью нашей обработки на станках с ЧПУ. Мы поставляем вам надежные детали, изготовленные с ЧПУ, для ваших индивидуальных потребностей в обработке на станках с ЧПУ , без проблем, связанных с влиянием магнитного поля на качество продукции.

Магнетизм: невидимый игрок в обработке на станках с ЧПУ и меры противодействия

Влияет ли магнетизм нержавеющей стали напрямую на обработку на станках с ЧПУ? Да, особенно для нержавеющей стали марки 304. Магнетизм действует как незримый спутник в обработке на станках с ЧПУ, что может привести к проблемам со стружкоудалением, точностью и другими дефектами, что делает обработку более сложной и дорогостоящей:

1. Удаление стружки:

В процессе обработки деталей из магнитной нержавеющей стали марки 304 на станке с ЧПУ образующаяся стружка будет адсорбироваться на поверхности инструмента или заготовки.

Это не только влияет на правильную подачу охлаждающей жидкости, вызывая неэффективное рассеивание тепла инструментом и повышенный износ, но и препятствует своевременному удалению стружки, что приводит к появлению царапин на поверхности заготовки и ухудшению качества обработки поверхности обработанных деталей.

2. Проблемы точности обработки:

В приложениях с очень высокой точностью обработки на станках с ЧПУ, таких как медицинское оборудование и прецизионные формы, магнетизм может повлиять на обрабатываемость.

Например, при фрезеровании тонкостенных деталей магнетизм может вызывать слабое притяжение между заготовкой и приспособлением, что смещает положение заготовки и в конечном итоге приводит к тому, что обработанный размер превышает допуски.

Ниже JS представил два эффективных и проверенных решения по контролю магнетизма при обработке на станках с ЧПУ:

1.Выбор нержавеющей стали 316:

Нержавеющая сталь марки 316 чрезвычайно магнитоустойчива и наименее подвержена намагничиванию при обработке на станках с ЧПУ.

Это на самом деле может значительно сократить проблемы с удалением стружки и точностью, что делает его особенно подходящим для отраслей, чувствительных к магнитному полю, таких как медицинская и аэрокосмическая промышленность , помимо снижения затрат на постобработку.

2.Постобработка:

Обработка на твердый раствор может быть выполнена после обработки на станке с ЧПУ, если уже используется нержавеющая сталь марки 304. Обработка устраняет мартенситную структуру материала, снижает магнетизм и придает детали магнитные свойства.

Компания JS Precision Manufacturing предлагает надежные решения проблем с магнетизмом при обработке на станках с ЧПУ. Свяжитесь с нашей онлайн-службой поддержки клиентов, чтобы узнать подробности о наших возможностях по изготовлению деталей с ЧПУ на заказ. Как только вы оформите заказ, мы сразу же организуем производство, чтобы обеспечить своевременную доставку и избежать переделок из-за проблем с магнетизмом.

Пример: высокотехнологичный медицинский проект на грани краха из-за магнетизма

История клиента

Одна стартап-компания производила немагнитные фиксаторы для прецизионных хирургических инструментов для европейского бренда. Они закупили 100 фиксаторов по цене около 150 долларов США за штуку. Партия, которая была бы отбракована, привела бы к убыткам более чем в 15 000 долларов США.

В первой пробной партии мелкосерийного производства они использовали нержавеющую сталь марки 304 для минимизации затрат. Детали, изготовленные на станке с ЧПУ, соответствовали их стандартам точности, но при проверке заказчиком с помощью гауссметра была обнаружена слабая магнитная проницаемость в некоторых областях, значительно превышающая установленный предел (относительная магнитная проницаемость <1,05). Вся партия была забракована.

Анализ и решение JS

1. Анализ первопричин

Получив заказ от клиента, мы первым делом провели анализ его лома. Спектроскопический анализ дал положительный результат, поскольку материал был изготовлен из нержавеющей стали марки 304.

Дальнейшие исследования показали, что магнетизм возникает в результате локального упрочнения в процессе фрезерования и сверления на станках с ЧПУ. Внутреннее напряжение, вызванное чрезмерной глубиной резания при высоких значениях глубины резания во время обработки, превращает аустенит в мартенсит, что приводит к возникновению магнетизма.

2.Переключение материалов

Мы настоятельно рекомендуем перейти на нержавеющую сталь марки 316L (сверхнизкоуглеродистую). Буква «L» означает сверхнизкоуглеродистую. Этот материал не только более устойчив к магнитному полю, чем 304, но и обладает лучшей коррозионной стойкостью, что делает его предпочтительным для использования в медицинских изделиях.

3. Улучшение процесса

Наши инженеры пересмотрели траектории движения инструментов ЧПУ и внедрили два основных изменения:

• Мы использовали метод «высокоскоростного фрезерования» с уменьшенной глубиной резания и увеличенной скоростью подачи, чтобы минимизировать воздействие обработки на структуру материала.
• Мы изменили угол распыления охлаждающей жидкости , чтобы обеспечить эффективный отвод стружки, и добавили процесс снятия напряжений после обработки с целью дальнейшего снижения остаточного магнетизма.

Результаты

Детали, обработанные из материала 316L и с новыми параметрами, были измерены на гауссметре и показали, что магнитная проницаемость всех деталей оставалась в диапазоне 0,98-1,02, что точно соответствует требованию заказчика <1,05.

В конечном итоге клиент не только избежал убытков в размере 15 000 долларов , но и получил товар на три дня раньше срока. Наши услуги помогли компании установить единые стандарты производства и завоевать долгосрочное доверие европейских брендов.

Извлечённый урок: выбор материала определяется не только стоимостью и коррозионной стойкостью . Взаимодействие его физических свойств (например, магнетизма) и процесса обработки имеет решающее значение для успеха высокотехнологичного производства.

Часто задаваемые вопросы

В1: Существует ли полностью немагнитная нержавеющая сталь?

Теоретически, абсолютно стабильная аустенитная нержавеющая сталь немагнитна. Однако на практике в промышленном производстве сложно достичь абсолютно нулевой магнитной проницаемости. Обычно мы называем «немагнитной нержавеющей сталью» материалы с очень низкой магнитной проницаемостью, близкой к 1. Например, к этой категории относится сталь 316L, обработанная методом растворения.

В2: Влияет ли магнетизм нержавеющей стали на сварку?

Магнитные свойства нержавеющей стали влияют на сварку. При сварке магнитных материалов магнитное поле может нарушить дугу и вызвать «магнитный толчок». Это может привести к нестабильности дуги и смещению положения сварного шва, что значительно снижает качество сварки. Поэтому перед сваркой магнитные детали необходимо размагнитить.

В3: Почему 304 иногда притягивается магнитами?

Причина, по которой сталь 304 иногда притягивается магнитами, заключается в том, что холодная обработка вызывает намагничивание. Нержавеющая сталь 304 обычно аустенитная и немагнитная по своей природе. Но после холодной обработки, такой как гибка, глубокая вытяжка, точение, фрезерование, строгание и шлифование, её внутренняя структура изменяется, и часть аустенита превращается в мартенсит, что и обуславливает намагниченность.

В4: Является ли сильный магнетизм признаком плохого качества?

Нет. Магнетизм — это физическое свойство нержавеющей стали, которое в значительной степени определяется микроструктурой и технологией обработки материала. Он не является стандартом для оценки качества нержавеющей стали. Определение качества нержавеющей стали зависит от таких важных показателей, как состав, коррозионная стойкость и механические свойства.

Краткое содержание

Выбор между 304 и 316 марками — это вопрос технических предпочтений, влияющий на производительность продукции, соответствие нормативным требованиям и даже на репутацию компании. В области ЧПУ-обработки использование правильных материалов и понимание принципов магнетизма имеют решающее значение для успешного выполнения индивидуальных производственных проектов с ЧПУ-обработкой.

Вы заказываете материалы для проекта с очень специфическими требованиями к магнитным свойствам? Или вам необходимо разобраться с магнитными компонентами деталей, производимых вашим текущим поставщиком? JS предлагает вам выгодные цены на обработку с ЧПУ и высококачественные услуги онлайн-обработки с ЧПУ .

Свяжитесь с нашей опытной командой, и мы:

• Предоставлять услуги точной идентификации материалов для обеспечения качества получаемого материального содержания.
• Рекомендовать и поставлять наиболее подходящие марки 316/316L или другие специальные немагнитные нержавеющие стали.
• Разработать оптимизированные графики обработки на станках с ЧПУ для управления магнетизмом в точке его возникновения.