Le processus de fabrication de l'acier inoxydable comprend la préparation des matériaux, le formage, le soudage, le traitement de surface et l'inspection qualité. Chaque étape nécessite le processus approprié en fonction des exigences du produit.
Préparation des matériaux : sélection et découpe des matériaux
Sélection des matériaux : sélectionnez le type d'acier inoxydable en fonction de l'environnement d'exploitation du produit (tel que la corrosivité et la température). Par exemple, les équipements alimentaires nécessitent du 304 ou du 316L (grades à faible -carbone pour éviter la précipitation de carbure pendant le soudage, ce qui réduit la résistance à la corrosion) ; les environnements marins nécessitent de l’acier inoxydable 316L ou duplex.
Découpe : La découpe s'effectue par découpe laser, découpe au jet d'eau ou cisaillement. La découpe laser est la méthode de découpe préférée pour les produits de précision en acier inoxydable en raison de sa zone affectée thermiquement minimale-et de sa haute qualité de bord. La découpe au jet d'eau convient aux plaques épaisses ou aux applications où la déformation thermique n'est pas requise.
Formage : pliage, étirement et emboutissage profond
Pliage : les plaques plates sont pliées en pièces cylindriques, coniques ou de forme personnalisée-à l'aide d'un rouleau de plaques ou d'une presse plieuse. Par exemple, lors de la fabrication de réservoirs d'eau en acier inoxydable, des tôles plates sont enroulées en cylindres et soudées avec des joints longitudinaux. Les presses plieuses sont utilisées pour créer des pièces d'acier d'angle en forme de L-et de U-.
Étirement : à l'aide de matrices, les feuilles plates sont étirées pour former des cavités profondes telles que des tasses et des boîtes. Par exemple, lors de la fabrication de thermos en acier inoxydable, la feuille plate est progressivement étirée dans le corps du gobelet via plusieurs étapes d'étirement. Le taux de réduction à chaque étape d'étirement doit être contrôlé entre 15 % et 20 % pour éviter les fissures.
Emboutissage profond : pour les pièces à cavité complexe et profonde-, telles que les ustensiles de cuisine en acier inoxydable, une presse hydraulique est utilisée en conjonction avec une matrice d'emboutissage profond-. Des lubrifiants (tels que de l'huile minérale ou des lubrifiants à base d'eau-) sont utilisés lors de l'emboutissage profond pour réduire la friction et éviter les fissures.
Le soudage : une technologie clé pour l’assemblage et l’étanchéité
Le soudage de l'acier inoxydable nécessite de prendre en compte la résistance à la corrosion, le contrôle de la déformation et l'esthétique des soudures. Les méthodes courantes incluent :
Soudage TIG (soudage à l'arc sous argon) : convient aux tôles fines (0,5-3 mm) et au soudage de précision, comme dans les équipements alimentaires et les dispositifs médicaux. Le soudage TIG utilise une tige de tungstène non consommable pour générer un arc et un fil d'apport (tel que 308L ou 316L) pour créer un beau cordon de soudure avec une résistance élevée à la corrosion.
Soudage MIG (soudage sous protection gazeuse) : Adapté aux plaques d'épaisseur moyenne-(3-12 mm), il est plus efficace que le soudage TIG. Le soudage MIG utilise un dévidage continu du fil pour générer l'arc, et un gaz couramment utilisé est un mélange argon-CO2, permettant un soudage à grande vitesse.
Soudage par points : convient à l'assemblage de plaques minces, telles que des armoires en acier inoxydable et des panneaux de porte d'ascenseur. Le soudage par points utilise la pression des électrodes et le courant pour faire fondre les points de contact, formant ainsi une soudure. Bien qu’efficace, cela réduit également la résistance des soudures.
Soudage au laser : convient au soudage de précision ou à l’assemblage de matériaux différents, tels que l’acier inoxydable et l’aluminium. Le soudage au laser offre une petite zone affectée thermiquement et une déformation minimale, mais le coût de l'équipement est élevé.
Traitement de surface : améliore l'esthétique et la fonctionnalité
Le traitement de surface de l’acier inoxydable doit équilibrer la résistance à la corrosion, l’esthétique et la fonctionnalité. Les méthodes courantes incluent :
Polissage : le polissage mécanique (papier de verre, meule de polissage) ou chimique (décapage à l'acide) est utilisé pour obtenir une finition semblable à un miroir. Cela convient aux objets de décoration et à la vaisselle. Par exemple, la rugosité de la surface d'un évier en acier inoxydable doit être contrôlée à un Ra inférieur ou égal à 0,8 μm pour réduire l'adhérence de la saleté.
Brossage : L'utilisation d'une bande abrasive ou d'une brosse métallique pour créer une texture fine sur la surface augmente la friction et masque les rayures. Ceci convient aux panneaux de porte d’ascenseur et aux boîtiers d’appareils. Le sens du brossage doit correspondre au sens d’utilisation du produit pour éviter toute distraction visuelle.
Galvanoplastie : du chrome, du nickel ou du titane est appliqué sur la surface de l'acier inoxydable pour améliorer la résistance à la corrosion et les propriétés décoratives. Par exemple, les accessoires de salle de bain en acier inoxydable sont souvent chromés-pour améliorer leur brillance, tandis que les dispositifs médicaux sont nickelés-pour réduire les réactions allergiques.
Sablage : des particules de sable sont appliquées sur la surface à l'aide d'un flux d'air à haute-pression, créant ainsi une finition mate. Ceci convient aux équipements industriels et aux murs-rideaux de construction. Le sablage peut masquer les marques de soudure et améliorer la texture globale.
Inspection qualité : contrôle complet des matières premières au produit fini
La production d'acier inoxydable nécessite de nombreux tests pour garantir la qualité, notamment :
Analyse de la composition chimique : les spectromètres sont utilisés pour mesurer la teneur en éléments tels que le chrome, le nickel et le molybdène afin de garantir le respect des normes (par exemple, l'acier inoxydable 304 doit contenir 18 % de chrome ou plus et 8 % de nickel).
Tests de propriétés mécaniques : des machines d'essai de traction sont utilisées pour mesurer la résistance à la traction, la limite d'élasticité et l'allongement afin de garantir la conformité aux exigences opérationnelles (par exemple, l'acier inoxydable 304 doit avoir une résistance à la traction supérieure ou égale à 520 MPa).
Tests de résistance à la corrosion : les tests au brouillard salin (NSS) ou les tests de corrosion cycliques (CCT) simulent des environnements difficiles pour tester la stabilité du film de passivation de surface. Par exemple, l’acier inoxydable 316 doit passer un test au brouillard salin de 480 heures pour ne montrer aucune rouille.
Tests non destructifs : les tests aux rayons X-, aux ultrasons ou par ressuage sont utilisés pour détecter les défauts internes (par exemple, les pores et les fissures) dans les soudures afin de garantir la qualité de la soudure. Par exemple, 100 % des soudures en acier inoxydable dans les récipients sous pression doivent subir des tests aux rayons X-.
