L'acer inoxidable 17-4 PH (UNS S17400 / ASTM A747 Grau CB7Cu-1) és un aliatge martensític d'enduriment per precipitació que conté aproximadament un 15,0% a un 17,5% de crom, un 3,0% a un 5,0% de níquel i un 3,0% a un 5,0% de coure. Proporciona un alt rendiment, una excel·lent resistència al desgast i un rendiment a la corrosió comparable a l'acer inoxidable austenític 304 en ambients atmosfèrics i químics suaus.
Jining Wabon Precision Metal Co., Ltd. fabrica components personalitzats de 17-4 PH amb fosa d'inversió de sol de sílice 100%. Aquest procés produeix peces de forma propera-neta amb una rugositat superficial de Ra 3,2 um a Ra 6,3 um i toleràncies lineals conformes a ISO 8062-3 DCTG5, reduint o eliminant significativament el mecanitzat secundari.
Procés de fabricació
La nostra instal·lació de fosa opera una ruta de procés automatitzada de sol de sílice optimitzada específicament per controlar la segregació de l'aliatge i la porositat del gas en els acers inoxidables de coure-:
Disseny d'eines i injecció:Eines d'alumini fabricades mitjançant mecanitzat CNC de 5 eixos. La cera de patró s'injecta a temperatura controlada (T=62 graus C +/- 2 graus C) i pressió per garantir la repetibilitat dimensional.
Edifici de carcassa robòtica:Construcció de closca de ceràmica multi-capes amb purins de sílice pura i farina/sorra de zircó per a les capes facials, seguida de les capes de suport de mullita. L'assecat de la closca s'executa a habitacions-climàtiques controlades (22 ºC +/- 1 ºC, humitat relativa 60 % +/- 5%).
Desparafinat en autoclau i cocció a -alta temperatura:Desparafinat en autoclau de vapor a 8 bar de pressió. Les closques de ceràmica es pre-coin a 1050 graus C durant 2 hores per eliminar els residus orgànics i sinteritzar l'aglutinant ceràmic.
Fusió per inducció de -freqüència mitjana:Les matèries primeres certificades i els aliatges mestres es fonen en forns d'inducció de -freqüència mitjana. La química de la fosa es verifica mitjançant espectrometria d'emissió òptica (OES) abans de l'abocament. La desoxidació i la purga d'argó s'apliquen abans de l'abocament a 1580 °C a 1620 °C.
Eliminació, granallament i tall de la porta:Eliminació mecànica de la carcassa seguida d'una gran-acer amb granalla d'acer a alta pressió i eliminació de la porta de serra o de plasma.
Materials i especificacions tècniques
Límits de composició química (ASTM A747 CB7Cu-1 vs. forjat 17-4 PH)
|
Element |
ASTM A747 CB7Cu-1 (qualitat de fosa) |
UNS S17400 (forjat 17-4 PH) |
Gamma de control intern de Wabon |
|
Crom (Cr) |
15.50 - 17.50% |
15.00 - 17.50% |
16.00 - 17.00% |
|
Níquel (Ni) |
3.60 - 4.60% |
3.00 - 5.00% |
4.00 - 4.50% |
|
Coure (Cu) |
2.80 - 3.20% |
3.00 - 5.00% |
3.00 - 3.50% |
|
Niobi (Nb) + Ta |
0.15 - 0.45% |
0.15 - 0.45% |
0.25 - 0.35% |
|
Manganès (Mn) |
Màxim 1,00% |
Màxim 1,00% |
Màxim 0,70% |
|
Silici (Si) |
Màxim 1,00% |
Màxim 1,00% |
Màxim 0,60% |
|
Carboni (C) |
Màxim 0,07% |
Màxim 0,07% |
0.03 - 0.05% |
|
Fòsfor (P) |
Màxim 0,04% |
Màxim 0,04% |
Màxim 0,025% |
|
Sofre (S) |
Màxim 0,03% |
Màxim 0,03% |
Màxim 0,015% |
Propietats mecàniques per estat de tractament tèrmic
|
Condicions de tractament tèrmic |
Temperatura de la solució (ºC) |
Temperatura d'envelliment (graus C) i temps de retenció |
Resistència a la tracció Rm (MPa) min. |
Límit de rendiment Rp0,2 (MPa) min. |
Elongació A5 (%) min. |
Duresa (HRC/HB) |
|
Condició A (solucionada) |
1040 +/- 15 (extinció d'aire/oli) |
Cap |
N/A (No per al servei) |
N/A |
N/A |
32 - 38 HRC |
|
Condició H900 |
1040 +/- 15 |
480 +/- 10 graus C/1 hora |
1310 |
1170 |
10% |
40 - 47 HRC |
|
Condició H1025 |
1040 +/- 15 |
550 +/{- 10 graus C/4 hores |
1070 |
1000 |
12% |
35 - 42 HRC |
|
Condició H1075 |
1040 +/- 15 |
580 +/{- 10 graus C/4 hores |
1000 |
860 |
13% |
32 - 38 HRC |
|
Condició H1150 |
1040 +/- 15 |
620 +/{- 10 graus C/4 hores |
930 |
725 |
16% |
28 - 37 HRC |
|
Condició H1150-D (doble) |
1040 +/- 15 |
620 graus C / 2 h + 620 graus C / 2 h |
900 |
725 |
18% |
24 - 33 HRC |
Toleràncies estàndard de fabricació
|
Paràmetre |
Capacitat estàndard |
Capacitat de precisió (a petició) |
|
Tolerància dimensional lineal |
ISO 8062-3 DCTG5 / VDG P695 D2 |
ISO 8062-3 DCTG4 (requereix un ajustament fi d'eines dedicades) |
|
Com a-Rugositat de la superfície de colada |
Ra 3.2 - Ra 6,3 um (Sílice Sol) |
Ra 1.6 - Ra 3,2 um (electropolit o mecanitzat) |
|
Gruix de paret mínim |
1,5 mm (àrees localitzades inferiors a 50 mm) |
2,0 mm (gruix general de la paret) |
|
Interval de pes |
0,02 kg a 45,0 kg |
Fins a 60,0 kg |
Característiques clau del producte
Mecanisme d'enduriment per precipitació:
S'aconsegueix una gran resistència mecànica mitjançant la precipitació en fase sub-microscòpica-de coure (epsilon-Cu) dins de la matriu martensítica durant l'envelliment, evitant la distorsió tèrmica severa associada a l'extinció de l'acer martensític d'alt-carboni.
Estabilitat dimensional en tractament tèrmic:
La contracció volumètrica durant l'envelliment de la condició A a la condició H900 és mínima (aproximadament 0,0004 a 0,0006 polzades/polzades), permetent un mecanitzat ajustat abans del processament tèrmic final.
Resistència a la corrosió en mitjans suaus:
Demostra una resistència a la corrosió atmosfèrica superior als acers inoxidables martensítics de la sèrie 410/420 i comparable al 304 en atmosferes urbanes/industrials i àcid nítric diluït.
Alta resistència a la fatiga i al desgast:
La duresa de fins a 47 HRC en condicions H900 ofereix una alta resistència al desgast de l'adhesiu, l'erosió cavitacional i la fatiga mecànica d'alt-cicle.
Aplicacions típiques
Cossos de-vàlvules d'alta pressió, discos de vàlvules de papallona, impulsors de bombes, guarnicions de vàlvules de control, cilindres d'actuador hidràulic i blocs col·lectors que funcionen amb diferencials de pressió greus.
Actuadors de control de vol, mecanismes de tancament de portes, ganxos de manipulació de càrrega, suports d'aletes de míssils i suports estructurals que requereixen relacions de resistència-a-elevades.
Acoblaments d'eix de l'hèlix, components del cabrestant, carcasses d'instruments submarins, connectors de cables i carcasses de bombes exposades a entorns salobres o marins.
Braços-efectors finals robòtics, plaques de desgast de-alta càrrega, carcassa d'engranatges, rotors de centrífuga, capçals de mescla i capçals de tall per a processament d'aliments.
Mecanitzat i operacions secundàries
17-4 PH presenta característiques d'enduriment durant el mecanitzat. Per optimitzar la vida útil de l'eina i l'acabat superficial, les estratègies de mecanitzat s'han d'ajustar a les condicions del tractament tèrmic del material:
Bones pràctiques de mecanitzat:Màquina 17-4 PH en condició A o condició H1150 per a màximes taxes d'eliminació de material i menor desgast de l'eina. Si es requereixen toleràncies estrictes (menys d'IT7), realitzeu un mecanitzat desbast a la condició A, feu un tractament tèrmic fins a la condició objectiu final (p. ex., H900) i realitzeu el rectificat final o el tornejat dur.
Serveis de mecanitzat CNC:Centres de mecanitzat CNC de-casa de 3, 4 i 5 eixos, centres de tornejat i electroerosió per filferro per a funcions que requereixen toleràncies de fins a +/- 0.008 mm.
Acabat superficial:Passivació (ASTM A967 Cítric/Nítric), electropolit, granallat, polit a mà fins a un acabat mirall i zinc-níquel.
Soldadura i muntatge:17-4 PH es pot soldar amb GTAW (TIG) o GMAW (MIG) amb metall d'aportació ER630 coincident. El tractament tèrmic post-soldadura (recuit de solució + envelliment) és necessari per restaurar les propietats mecàniques completes a la zona afectada per la calor (HAZ).
Control de qualitat i inspecció
Cada lot de calor de fosa és traçable des de la fosa en brut fins a l'enviament final segons els protocols de gestió de qualitat ISO 9001:2015 i IATF 16949.
|
Categoria d'inspecció |
Mètode de prova / Equip |
Norma aplicable / Criteris d'acceptació |
|
Anàlisi Química |
Espectrometria d'emissió òptica (OES) per calor fos |
Límits químics ASTM A747 Grau CB7Cu-1 |
|
Assajos mecànics |
Tracció, rendiment, allargament, duresa (Rockwell/Brinell) |
ASTM A370 / ASTM E8 |
|
Proves no-destructives (NDT) |
Inspecció de líquid penetrant (LPI) |
ASTM E1417 / ASTM E165 (inspectors certificats de nivell II) |
|
Inspecció de defecte intern |
Proves radiogràfiques (raigs X-) / Radiografia digital |
Radiografia de referència ASTM E192 / ASTM E446 |
|
Verificació dimensional |
Inspecció 3D CMM, escàner òptic 3D, Gauge Pin/Go-NoGo |
ISO 8062-3 / Dibuix d'enginyeria del client |
|
Verificació de la microestructura |
Examen metal·logràfic per al control del contingut de ferrita |
Contingut de ferrita Delta-menys del 10% per evitar la pèrdua de duresa a l'impacte |
Certificats proporcionats: certificat de prova de material (MTC) EN 10204 3.1, informes d'examen de NDT, informes d'inspecció de CMM i certificat de conformitat (CoC) enviat amb cada lot.
OEM i fabricació personalitzada
Treballem directament amb equips d'enginyeria OEM i compradors de nivell 1 per donar suport al desenvolupament de components personalitzats en totes les etapes de producció:
Disseny per a la fabricabilitat (DFM):
Avaluació ràpida del modelatge de sòlids, optimització de l'angle d'esborrany, igualació del gruix de la paret i simulació de solidificació (MAGMA) per evitar la porositat de contracció abans de l'alliberament de l'eina.
Prototips ràpids:
Patrons de cera impresos en 3D o fosa directa de patrons SLA per a l'avaluació de prototips funcionals sense invertir en eines dures. Termini de lliurament del prototip: de 10 a 15 dies laborables.
Eines de producció:
Eines d'alumini/acer endurit d'una-cavitat o-cavitat múltiple dissenyades per a una gran-repetibilitat de volum (vida útil de l'eina fins a 100.000 trets).
Què haurien de proporcionar els compradors per a una RFQ
Per rebre una cotització comercial precisa i una avaluació de la viabilitat tècnica en un termini de 24 a 48 hores, envieu els paràmetres del projecte següents:
|
Item |
Document/informació requerida |
Per què importa |
|
1. Dibuixos d'enginyeria |
Dibuixos 2D (PDF/DWG amb toleràncies, GD&T, acabat superficial) + 3D Fitxers CAD (STEP, IGES, X_T) |
Permet una avaluació dimensional precisa i el càlcul del volum CAD per al pes de fusió. |
|
2. Material i tractament tèrmic |
Estàndard de material (p. ex., ASTM A747 CB7Cu-1) + Condició de tractament tèrmic (H900, H1025, H1150, etc.) |
Determina el cost de la matèria primera, els cicles del forn de tractament tèrmic i les especificacions de prova de duresa. |
|
3. Quantitats anuals i de comanda |
Ús anual estimat (EAU) i quantitat inicial de prototips / lots pilot |
Determina el disseny de la cavitat de l'eina (cavitat única o multi-) i el desglossament del cost unitari. |
|
4. Requisits d'Inspecció i NDT |
Nivells d'inspecció específics (p. ex., 100% LPI, X-Ray Classe 2, EN 10204 3.1 MTC) |
Assegura que els costos de compliment i les despeses generals de les proves no-destructives es tinguin en compte amb precisió en el preu unitari. |
|
5. Mecanitzat i acabat superficial |
Especifiqueu com a-àrees de llançament en comparació amb funcions totalment mecanitzades; tractaments superficials (passivació, polit) |
Determina el disseny dels accessoris, els temps de cicle de mecanitzat CNC i els passos de processament secundari. |
Preguntes freqüents
P: Com es compara l'acer fos 17-4 PH (ASTM A747 CB7Cu-1) amb el forjat 17-4 PH (UNS S17400)?
R: La fosa 17-4 PH (CB7Cu-1) té ajustos menors d'especificacions químiques, específicament rangs de silici més elevats i de coure lleugerament modificats, per optimitzar la fluïdesa del metall líquid durant la fosa d'inversió. Quan la solució es recobreix i envelleix correctament, la fosa 17-4 PH aconsegueix propietats mecàniques entre el 90 i el 95% de la forjada 17-4 PH alhora que permet característiques geomètriques complexes que no es poden mecanitzar de manera rendible a partir de barres.
P: Per què es prefereix la fosa d'inversió de sol de sílice a la fosa de vidre soluble/aigua per a 17-4 PH?
R: La fosa d'inversió de sol de sílice utilitza materials refractaris d'alta -puresa que eviten la carburació superficial, les capes de reacció i els defectes superficials rugosos. La fosa de vidre d'aigua sovint produeix una rugositat superficial més alta (Ra 12,5 um) i un control dimensional inferior. El sol de sílice aconsegueix Ra 3,2 a 6,3 um com a acabat de fosa-i toleràncies lineals més estrictes (ISO 8062-3 DCTG5), que és essencial per als components d'enginyeria de precisió 17-4 PH.
P: Quina condició de tractament tèrmic he de seleccionar per obtenir la màxima resistència a l'impacte?
R: Per a aplicacions subjectes a càrrega dinàmica o temperatures inferiors a -zero, seleccioneu Condició H1150 o Condició H1150-D (doble envelliment). Aquestes condicions proporcionen una major duresa a l'impacte (Charpy V-Notch superior a 68 J) i allargament (superior al 16%) en comparació amb la Condició H900, que optimitza la duresa (40 a 47 HRC) a costa de la ductilitat.
P: Pot subministrar Wabon completament mecanitzat, llest-per-muntar peces de fosa de 17-4 PH?
A: Sí. Wabon opera a les instal·lacions de mecanitzat CNC de precisió-casa. Entreguem components acabats de 17-4 PH amb certificats de tornejat, fresat, rectificat, tall de rosca, passivació de superfícies i certificats d'inspecció 100% CMM.
