A coisa mais importante a lembrar ao fabricar um produto de aço inoxidável é garantir que os processos de fabricação retenham e não comprometam as propriedades intrínsecas do aço inoxidável.
A fabricação de todos os aços inoxidáveis deve ser feita apenas com ferramentas dedicadas a materiais de aço inoxidável. Ferramentas e superfícies de trabalho devem ser completamente limpas antes do uso. Essas precauções são necessárias para evitar a contaminação cruzada do aço inoxidável por metais facilmente corroídos que podem descolorir a superfície do produto fabricado.
As ferramentas e lâminas devem ser mantidas afiadas e as folgas, por exemplo, entre lâminas de guilhotina, devem ser mais apertadas do que para aços carbono.
Velocidades de Formação
Diferentemente dos aços carbono, as taxas de encruamento dos aços inoxidáveis significam que deformações mais severas são possíveis em velocidades de conformação mais lentas. Para operações de conformação normalmente realizadas em alta velocidade, como forjamento a frio, recomenda-se que o processo seja desacelerado.
Propriedades de Fabricação de Aço Inoxidável
Além das razões comerciais para a escolha do aço inoxidável como material, como resistência ao calor e à corrosão, outra vantagem são suas propriedades de fabricação. Os aços inoxidáveis austeníticos, em particular, podem ser fabricados por todos os métodos de fabricação padrão. Algumas técnicas são mais adequadas a determinados graus de aço inoxidável do que aos aços carbono normais. Isso é bem demonstrado para procedimentos de deformação severa, como a conformação a frio.
Devido ao aço inoxidável tender a ter maior resistência e taxas de encruamento do que o aço carbono, algumas alterações em ferramentas e equipamentos podem ser necessárias.
Uma máquina mais robusta pode ser necessária devido à alta resistência do aço inoxidável.
Pela mesma razão, a capacidade de uma máquina, como uma guilhotina, pode ser apenas 60% de sua capacidade de aço carbono.
Uma deformação maior do que a utilizada para aços carbono pode ser frequentemente necessária devido ao retomo elástico após a conformação. Por exemplo, na fabricação de tubos, um projeto de conjunto de rolos diferente do utilizado para aço carbono será necessário, pois um maior grau de sobre-dobra é necessário.
Desenho
A trefilação a frio pode produzir componentes em 301, 302 e 304 com resistências à tração superiores a 2000 MPa devido ao encruamento. A produção de componentes nessas resistências é limitada a seções muito finas e fios finos. Com o aumento da espessura da seção, a quantidade de trabalho a frio necessária para produzir essas resistências também aumenta a ponto de não poder ser feita na prática. Isso ocorre porque a superfície do aço inoxidável encrua mais rapidamente do que o interior do material. O encruamento de toda a seção transversal de diâmetros maiores requer forças excepcionais e impraticáveis.
O aço inoxidável austenítico pode ser usado para produzir componentes estampados a frio que exigem alongamentos muito altos e, portanto, o aço inoxidável é amplamente especificado para a produção de utensílios domésticos.
Corte
A maioria das ligas de aço inoxidável pode ser cortada usando métodos de corte padrão empregados para outros metais. A taxa de encruamento dos aços inoxidáveis, às vezes, significa que equipamentos mais robustos e lâminas ou gumes de corte especializados são necessários. Também é preciso considerar as mudanças na zona afetada pelo calor quando o método de corte gera altas temperaturas ao longo do corte. Métodos de corte comuns incluem:
- Corte plasma
- Corte a laser
- Corte com jato de água
- Serragem de fita
- Corte
- Guilhotina
- Corte com disco abrasivo
Escopo - RoHS e WEEE
Como muitos outros métodos de fabricação para aço inoxidável, a dobra pode ser feita usando o mesmo equipamento usado para dobrar outros metais. Uma diferença é que as taxas de encruamento podem significar a necessidade de equipamentos mais rígidos e níveis de potência mais altos. Da mesma forma, a capacidade do equipamento será muito menor do que para aços carbono.
Flexão de barras e lajes
Barra redonda, barra chata, chapa e placa podem ser dobrados usando uma dobradeira, máquina de dobrar ou um enrolador de anéis. Devido ao encruamento, a dobra deve ser feita rapidamente. Será necessária uma sobre-dobra para neutralizar o relaxamento da dobra. O raio de dobra interno não deve ser menor que a espessura do material que está sendo dobrado.
Curvamento de Tubos
A dobra de tubos é frequentemente realizada para aplicações arquitetônicas e outras. A dobra de tubos de aço inoxidável pode ser difícil, a menos que seja feita por pessoas experientes na área. Tanto a dobra rotativa quanto a dobra por prensa hidráulica podem ser empregadas para dobrar tubos de aço inoxidável.
O raio de curvatura da linha central não deve ser menor que o dobro do diâmetro do tubo.
Soldabilidade
A maioria dos aços inoxidáveis pode ser soldada por todos os métodos tradicionais de soldagem. No entanto, a soldabilidade de diferentes graus pode variar consideravelmente. Alguns aços austeníticos são considerados os metais mais fáceis de soldar. A soldabilidade é geralmente baixa para aços ferríticos e martensíticos. Para alguns graus, como o 416, a soldagem não é recomendada.
As varetas e eletrodos de enchimento recomendados variam dependendo da classe que está sendo soldada.
Usinabilidade
Uma crença comum é que o aço inoxidável é difícil de usinar. A usinagem pode ser aprimorada pela seleção correta da liga e usando as seguintes regras:
- As bordas de corte devem ser mantidas afiadas. Bordas cegas causam trabalho excessivo de encruamento.
- Os cortes devem ser leves, mas profundos o suficiente para evitar o encruamento ao deslizar na superfície do material.
- Os quebra-cavacos devem ser empregados para garantir que as aparas permaneçam limpas da peça de trabalho
- Use lubrificantes em grandes quantidades.
Aços inoxidáveis como o 303 e os graus de livre usinagem possuem enxofre em sua composição. Isso produz um aumento marcante na usinabilidade, mas reduz tanto a resistência à corrosão quanto a soldabilidade. Ao longo dos anos, os fabricantes de barras de aço inoxidável melhoraram significativamente a usinabilidade dos graus padrão 304 e 316. Isso foi alcançado por meio de um controle cuidadoso das composições e das variáveis do processo de produção que evitam o efeito prejudicial visto com os graus que contêm enxofre. Isso significa que o ponto foi atingido onde muitos especificadores e usinagens abandonaram o 303.
Finalizando
Embora os aços inoxidáveis possuam excelente resistência à corrosão, e sejam frequentemente selecionados por essa propriedade, um acabamento adequado é necessário para mantê-la. Após qualquer processo de fabricação que altere a condição superficial do material, o aço inoxidável precisa ser desengordurado, limpo e acabado apropriadamente.
Os métodos de acabamento podem incluir um ou mais dos seguintes:
Conservas
A decapagem usa um ácido ou mistura de ácidos para remover a carepa produzida em operações de alta temperatura como soldagem, tratamento térmico ou laminação a quente. Os ácidos e procedimentos dependem do grau de aço inoxidável que está sendo tratado. Deve-se tomar muito cuidado durante o processo de decapagem e com o descarte dos resíduos, pois os ácidos usados incluem ácido sulfúrico, ácido nítrico e ácido fluorídrico.
A decapagem também remove ferrugem devido à corrosão do aço inoxidável ou à corrosão de partículas de ferro e aço contaminantes.
A carepa é removida, pois prejudica a resistência à corrosão do aço inoxidável subjacente.
A decapagem é comumente feita usando banhos ou “pasta de decapagem”. A pasta de decapagem é uma pasta rígida especialmente preparada de ácidos fortes. Nesta forma, ela pode ser aplicada em superfícies verticais ou salientes e áreas localizadas. A pasta de decapagem é frequentemente utilizada para remover descoloração pós-soldagem.
Estes são ácidos fortes e devem ser tomadas precauções apropriadas ao manuseá-los. O mesmo se aplica aos ácidos usados em passivação.
Passivação
Passivação é um processo usado para remover qualquer contaminação por ferro livre na superfície do aço inoxidável. Ferro em forma de ferro elementar, ferro fundido, aço carbono, aço macio ou outras ligas não inoxidáveis pode causar problemas com os aços inoxidáveis. Este material é normalmente depositado por ferramentas ou superfícies de trabalho durante a fabricação. As partículas de ferro promovem corrosão na superfície do aço inoxidável. Em sua forma mais branda, a descoloração causada pode ser desagradável. Corrosão mais séria é a corrosão por pites isolados no ponto de contaminação. A passivação envolve o tratamento do aço inoxidável com ácido nítrico ou uma combinação de ácido nítrico e dicromato de sódio para remover os contaminantes de ferro.
Moagem
Aços inoxidáveis são facilmente polidos e esmerilhados se as técnicas padrão forem ligeiramente modificadas. Um acúmulo de material nas mídias abrasivas ocorre devido à alta resistência dos aços inoxidáveis. A baixa condutividade térmica significa que também há um acúmulo de calor. O resultado pode ser o escurecimento por calor da superfície do material.
O uso de baixas velocidades de moagem e alimentação, combinado com lubrificantes e corpos moedores especificamente selecionados, pode aliviar essas complicações.
A resistência à corrosão dos aços inoxidáveis tende a aumentar com o grau de polimento da superfície.
Eletropolimento
O inverso da galvanoplastia é o eletropolimento. Este é um processo eletroquímico que remove os picos da superfície áspera de um metal. O eletropolimento alisa a superfície do material, tornando-a mais brilhante.
O acabamento resultante é muito resistente à corrosão, higiênico e atraente. Em alguns aços inoxidáveis, o acabamento da superfície parece fosco em vez de liso e reflexivo.
Escurecimento
Ocasionalmente, uma superfície altamente polida não é desejada para aço inoxidável. Neste caso, o escurecimento é usado para produzir uma superfície de óxido preto não reflexiva. Vários métodos podem ser usados para obter este acabamento.
Alguns tratamentos são proprietários, mas dois métodos comuns são a imersão em soluções de ácido sulfúrico e dicromato de potássio ou a imersão em um banho de sal fundido de dicromato de sódio.
Polimento Mecânico
Qualquer procedimento de polimento mecânico deve ser feito com cuidado para garantir que não ocorra contaminação por materiais à base de ferro.
A jateamento com areia deve ser feito com areia de sílica ou granada limpa. O jateamento com granalha, pérola de aço e arame cortado deve usar mídia de aço inoxidável com resistência à corrosão igual ou superior à do metal sendo limpo. O acabamento em tambor e vibratório são frequentemente usados para polir conexões e peças pequenas.
O calor da cor clara pode ser removido com escovação por arame, mas as escovas devem ser de aço inoxidável e nunca devem ser usadas em outros materiais.
Peças limpas mecanicamente não são tão resistentes à corrosão quanto o aço inoxidável decapado. Isso se deve ao fato de que a limpeza mecânica não remove todo o material com deficiência de cromo da superfície e à retenção de alguns resíduos de carepa. A limpeza mecânica é frequentemente utilizada para preparar a superfície do aço inoxidável antes da decapagem.
Colorir
Aços inoxidáveis podem receber uma variedade de cores de superfície para aplicações arquitetônicas. Essas cores incluem bronze, azul, dourado, vermelho, roxo, preto e verde. Uma gama de tonalidades também pode ser produzida.
A coloração é feita por um processo proprietário que envolve a imersão do aço inoxidável em uma solução quente de ácido crômico/sulfúrico. Isso é seguido por um tratamento de endurecimento catódico em outra solução ácida. O material base reagindo com o ácido quente produz um filme transparente. Embora o filme seja incolor, a interferência da luz confere cor à camada. Se a superfície do metal subjacente for altamente polida, o efeito será um brilho metálico forte. Para aço inoxidável com acabamento fosco e acetinado, o resultado será um acabamento fosco.
