1. Overzicht van de verwerking van roestvrijstalen gietonderdelen
Gietonderdelen van roestvrij staal worden veel gebruikt in machines, bouw-, automobiel- en voedselapparatuur vanwege hun corrosieweerstand en sterkte. Na het gieten voldoen de onderdelen echter zelden direct aan de uiteindelijke maat- en oppervlaktevereisten. Daarom worden verschillende verwerkingsmethoden toegepast om de gewenste precisie, prestatie en esthetiek te bereiken. Deze post-casting-bewerkingen omvatten machinale bewerking, warmtebehandeling, polijsten, gritstralen en oppervlaktecoating. Door deze methoden te begrijpen, kunnen ingenieurs en fabrikanten de meest kosteneffectieve en technisch geschikte processen voor hun toepassingen selecteren.
2. Bewerkingsprocessen voor roestvrijstalen gietstukken
Bewerking is een van de meest voorkomende bewerkingen na het gieten. Het omvat het verwijderen van overtollig materiaal om nauwe toleranties en precieze geometrieën te bereiken. De hoge hardheid en taaiheid van roestvrij staal maken het een grotere uitdaging om te bewerken in vergelijking met koolstofstaal, waardoor geoptimaliseerde gereedschappen en snijparameters nodig zijn.
2.1 Draaien en frezen
- Draaien: Ideaal voor cilindrische onderdelen zoals assen, ringen en onderdelen met schroefdraad. Hogesnelheidshardmetalen gereedschappen of gecoate wisselplaten hebben de voorkeur om slijtage te weerstaan.
- Frezen: Gebruikt voor vlakke of complexe oppervlakken. Modern CNC-frezen maakt meerassig precisiesnijden en gladde afwerkingen mogelijk met minimale gereedschapsporen.
2.2 Boren, tappen en kotteren
- Boren en tappen worden gebruikt om draadgaten te maken voor montagedoeleinden. Roestvast staal vereist lage voedingssnelheden, voldoende koelmiddel en scherp gereedschap om verharding te voorkomen.
- Kotterbewerkingen corrigeren de maatnauwkeurigheid in gegoten gaten en zorgen voor nauwe toleranties bij mechanische passingen.
2.3 Slijpen en precisieafwerking
Slijpen wordt uitgevoerd wanneer extreem nauwe toleranties of spiegelafwerkingen vereist zijn, zoals bij klepzittingen, pompwaaiers of medische componenten. Het proces verwijdert fijne hoeveelheden materiaal en corrigeert kleine vervormingen uit eerdere bewerkingsstappen.
3. Warmtebehandelingsmethoden
Warmtebehandeling wordt gebruikt om de mechanische en microstructurele eigenschappen van roestvrijstalen gietonderdelen te wijzigen. Hoewel roestvast staal van nature corrosiebestendig is, kan warmtebehandeling de hardheid, ductiliteit en interne spanningsverdeling verbeteren, vooral na het gieten en bewerken.
3.1 Oplossingsbehandeling
Dit proces omvat het verwarmen van de gegoten onderdelen tot een hoge temperatuur (doorgaans 1000–1100 °C) en het snel afschrikken ervan. Het lost carbideprecipitaten op en herstelt de chroomverdeling, waardoor de corrosieweerstand en taaiheid worden verbeterd. Austenitische roestvaste staalsoorten zoals 304 en 316 ondergaan gewoonlijk deze behandeling.
3.2 Veroudering en stressverlichting
- Veroudering versterkt precipitatiehardende roestvaste staalsoorten (bijv. 17-4 PH) door fijne intermetallische verbindingen te vormen.
- Het verlichten van spanningen bij 300–400°C helpt de interne spanningen als gevolg van gieten of machinaal bewerken te verminderen, waardoor vervorming tijdens gebruik tot een minimum wordt beperkt.
4. Technieken voor oppervlakteafwerking
Oppervlakteafwerking verbetert het uiterlijk, de netheid en de corrosieweerstand van roestvrijstalen gietonderdelen. Afhankelijk van de toepassing worden verschillende afwerkingen geselecteerd: industrieel, decoratief of hygiënisch. Oppervlaktebehandeling speelt ook een cruciale rol bij het voorbereiden van onderdelen voor coating of lassen.
4.1 Polijsten
Door te polijsten worden oppervlakteonregelmatigheden, oxideschilfers en gereedschapssporen verwijderd. Bij mechanisch polijsten worden schuurwielen, banden of pasta's gebruikt om een satijnen, halfglanzende of spiegelende afwerking te verkrijgen. Voor voedsel- en medische componenten minimaliseren hoogglanzende oppervlakken vervuiling en vereenvoudigen ze de reiniging.
4.2 Kogelstralen en zandstralen
Bij kogelstralen worden stalen of keramische media op het oppervlak geprojecteerd om de textuur te reinigen en te homogeniseren. Zandstralen is vergelijkbaar, maar gebruikt fijnere media voor gladdere afwerkingen. Deze methoden zijn vooral handig vóór het verven, coaten of inspecteren, omdat ze eventuele gietfouten zoals poriën of scheuren blootleggen.
4.3 Passiveren en beitsen
- Bij het beitsen worden zure oplossingen gebruikt (meestal een mengsel van salpeterwaterstoffluoride) om oxidehuid te verwijderen en een schoon metalen oppervlak te herstellen.
- Passivering vormt vervolgens een dunne chroomoxidefilm die de corrosieweerstand verbetert zonder het uiterlijk of de afmetingen te beïnvloeden.
5. Las- en montageprocessen
Veel roestvrijstalen gietstukken vereisen verbinding of montage met andere componenten. De juiste lastechnieken behouden de corrosieweerstand en mechanische integriteit, terwijl defecten in de door hitte beïnvloede zones tot een minimum worden beperkt.
5.1 Algemene lasmethoden
| Lassen methode | Kenmerken | Toepassingen |
| TIG (GTAW) | Hoge precisie, zuivere lasnaden, weinig spatten | Dunwandige en precisieonderdelen |
| MIG (GMAW) | Snellere afzetting, gematigde precisie | Algemene montages en dikke secties |
| Weerstandslassen | Geen vulmiddel, snelle, plaatselijke hitte | Kleine componenten en massaproductie |
6. Inspectie en kwaliteitscontrole
Na verwerking moeten roestvrijstalen gietonderdelen worden geïnspecteerd om er zeker van te zijn dat ze voldoen aan de maat-, oppervlakte- en mechanische vereisten. Niet-destructief onderzoek (NDT) wordt vaak gebruikt om de interne integriteit te verifiëren en verborgen gebreken op te sporen die worden veroorzaakt door gieten of machinaal bewerken.
6.1 Gemeenschappelijke inspectiemethoden
- Dimensionale inspectie met behulp van coördinatenmeetmachines (CMM) of schuifmaten voor precisieverificatie.
- Visuele en oppervlakte-inspecties om scheuren, porositeit of inconsistenties in de afwerking op te sporen.
- Ultrasone, radiografische of kleurpenetratietests voor detectie van ondergrondse gebreken.
7. Conclusie: Kiezen van de juiste verwerkingscombinatie
De prestaties en het uiterlijk van roestvrijstalen gietstukken zijn sterk afhankelijk van de nabewerkingsmethoden. Bewerking zorgt voor dimensionale precisie, warmtebehandeling versterkt het materiaal en afwerking verbetert de duurzaamheid en corrosieweerstand. Het selecteren van de juiste combinatie van deze methoden, op basis van het legeringstype, de toepassingsvereisten en de kostendoelstellingen, zorgt voor duurzame, hoogwaardige gegoten componenten die geschikt zijn voor veeleisende industriële omgevingen.
