5 van de best presterende corrosiebestendige materialen

Hoe kies je het juiste corrosiebestendige materiaal

Materiaalkeuze is een cruciaal onderdeel van elk productieproces. Het kiezen van het juiste materiaal is zo belangrijk omdat het materiaal de chemische en mechanische eigenschappen van het te vervaardigen onderdeel bepaalt, de levensduur van het onderdeel aanzienlijk kan beïnvloeden en ervoor zorgt dat het onderdeel naar behoren functioneert. Corrosiebestendige materialen spelen een belangrijke rol bij de productie vanwege hun materiaaleigenschappen en hun gebrek aan reactiviteit tegen zware omgevingsomstandigheden en chemicaliën.

Veel lucht- en ruimtevaartcomponenten worden bijvoorbeeld vervaardigd met titanium, wolfraam en koolstofvezel, omdat deze materialen erg sterk, maar toch licht en flexibel zijn. Helaas kunnen deze materialen met elkaar reageren en na verloop van tijd galvanische corrosie veroorzaken, plaatselijke corrosie waarbij ionen tussen materialen worden uitgewisseld. Hier behouden corrosiebestendige materialen de integriteit van onderdelen in een van de strengst gereguleerde industrieën ter wereld.

Vanuit milieuoogpunt zijn vervuilingsvrije zonne- en windenergiebronnen kwetsbaar voor zware omstandigheden en corrosiebestendige materialen helpen hun kritieke componenten na verloop van tijd te beschermen tegen schade. Dit helpt fabrikanten om veilig componenten voor alternatieve energiebronnen te bouwen en bij te dragen aan een duurzamere economie. Voor ingenieurs die hun onderdelen willen beschermen tegen corrosieve media zoals zuren en zouten, of UV-degradatie, zijn hier de beste corrosiebestendige materialen om te overwegen.

Voorbeelden van corrosiebestendige materialen

1. Roestvrij staal

Roestvrijstalen legeringen staan ​​bekend om hun corrosiebestendigheid, ductiliteit en hoge sterkte. Corrosiebestendige eigenschappen in roestvrij staal zijn direct gekoppeld aan hun chroom- en nikkelgehalte - meer van deze elementen correleren met verhoogde weerstand.

De meeste roestvrijstalen legeringen die tegenwoordig op de markt zijn, bevatten ten minste 18% chroom. Wanneer chroom oxideert, vormt het een beschermende laag van chroomoxide op het oppervlak van het metalen onderdeel, wat zowel corrosie voorkomt als voorkomt dat zuurstof het onderliggende staal bereikt.

Omdat dit materiaal een hoog smeltpunt heeft en hoge druk kan verdragen en ondersteunen, is het ook zeer geschikt voor de bouw, machinebouw en het vervaardigen van opslagcontainers. Roestvrij staal 304, 430 en 316 zijn de meest gespecificeerde soorten roestvrij staal, waarbij 316 de beste keuze is voor ruwe maritieme omgevingen.

De duurzaamheid en hoge corrosieweerstand van roestvrij staal hebben echter een hoge prijs, waardoor ze voor sommige fabrikanten onbetaalbaar duur zijn. Bovendien kunnen legeringen van roestvrij staal moeilijk zijn om mee te werken, vooral bij het lassen, vanwege hun hoge smeltpunt.

2. Aluminium

Aluminiumlegeringen zijn niet-toxisch, 100% recyclebaar, hebben een hoge sterkte-gewichtsverhouding, hebben een hoge thermische en elektrische geleidbaarheid en zijn gemakkelijk te bewerken. Aluminium is ook uniek omdat het een van de weinige materialen is die van nature corrosiebestendig zijn.

Dit materiaal bevat weinig tot geen ijzer en kan dus niet roesten, maar wel oxideren. Wanneer een aluminiumlegering wordt blootgesteld aan water en oxideert, een proces dat zelfpassivering wordt genoemd, vormt zich een film van aluminiumoxide op het oppervlak van het onderdeel en beschermt het tegen corrosie. Aluminium 5052-H32 is corrosiebestendiger dan andere soorten aluminium en vormt een heldere, gladde afwerking.

Dit oxidatieproces kan ook nauwkeurig worden gecontroleerd door middel van een proces dat anodisatie wordt genoemd. Aluminium is ook uniek omdat het een van de weinige innovatieve materialen voor additive manufacturing is die van nature corrosiebestendig zijn. Anodisatie is een goedkope gecontroleerde afwerking die veel wordt gebruikt. Dit proces maakt het ook mogelijk om kleur aan het onderdeel toe te voegen, waardoor verdere aanpassingen voor verschillende gebruikssituaties mogelijk zijn.

Aluminium wordt vaak gebruikt in ruimtevaarttoepassingen, carrosseriepanelen van auto's, zoutwatergevoelige toepassingen en andere situaties waar een hoogwaardig materiaal vereist is. Fabrikanten moeten overwegen aluminium te gebruiken als ze een betaalbaar corrosiebestendig materiaal nodig hebben, waarbij ze er rekening mee moeten houden dat aluminiumfabricage rommelig en lastig kan zijn om mee te werken.

3. Zachte metalen

Zachte metalen, of rode metalen, omvatten corrosiebestendige materialen zoals koper en zijn legeringen, messing en brons. Koper is kneedbaar, kneedbaar en een uitstekende geleider van warmte en elektriciteit. Deze metalen kunnen zorgen voor corrosiebestendigheid gedurende de hele levenscyclus van een bepaald onderdeel. . Koper zal na verloop van tijd niet corroderen; wanneer het oxideert, vormt het een groene buitenlaag, patina genaamd, die het onderdeel beschermt tegen verdere corrosie.

Koper speelt ook een sleutelrol bij de productie van onderdelen voor systemen voor hernieuwbare energie. Omdat koper zo'n uitstekende thermische en elektrische geleider is, transporteren systemen die worden aangedreven door koper energie efficiënter en met een kleinere impact op het milieu.

4. Polypropyleen

Metalen zijn niet de enige corrosiebestendige materialen die beschikbaar zijn. Polypropyleen, een van de meest populaire kunststoffen in de maakindustrie en een bijzonder veel voorkomende kunststof voor de productie van auto-onderdelen. Het is ook een van de meest corrosiebestendige kunststoffen.

Deze thermoplastische polymeerhars heeft de bijnaam "het staal van de kunststofindustrie" gekregen vanwege zijn taaiheid, het vermogen om hoge niveaus van fysieke druk te weerstaan ​​en weerstand tegen een breed scala aan corrosieve elementen zoals olie, oplosmiddelen, water, bacteriën en meer. High-density polypropyleen (HDPE) biedt een hogere treksterkte en een groter werktemperatuurbereik.

De hoge ontvlambaarheid en hoge thermische coëfficiënt van dit materiaal beperken echter de bruikbaarheid ervan voor toepassingen bij hoge temperaturen. Het is ook belangrijk op te merken dat polypropyleen gevoelig is voor oxidatie, UV-degradatie en bepaalde gechloreerde oplosmiddelen.

5. Polytetrafluorethyleen (PTFE)

PTFE, gewoonlijk aangeduid met de merknaam Teflon, is een chemisch- en corrosiebestendig technisch thermoplast met de laagste wrijvingscoëfficiënt van alle bekende vaste stoffen. PTFE is hydrofoob, wat betekent dat het geen water opneemt en een goed elektrisch isolerend vermogen heeft in zowel warme als natte omgevingen.

PTFE is vooral bekend om zijn commerciële en medische toepassingen — het maken van antiaanbaklagen voor potten en pannen en het leveren van een antifrictiecoating voor medische en industriële toepassingen. Dankzij de lage wrijving wordt dit materiaal gebruikt voor de vervaardiging van lagers, tandwielen, glijplaten, afdichtingen en andere kleine onderdelen die essentieel zijn voor industriële toepassingen. PTFE wordt ook vaak gebruikt in koolstofvezel- en glasvezelcomposieten.

Toch heeft PTFE zijn beperkingen. Dit materiaal is moeilijk te verbinden en is gevoelig voor kruip, slijtage en straling. Ook kunnen dampen die vrijkomen door PTFE giftig zijn in gesloten omgevingen. Het is het beste om een ​​ervaren productiepartner te raadplegen voordat u belangrijke beslissingen neemt over materialen.

Krijg deskundig advies over materiaalkeuze

Corrosiebestendigheid is een uiterst wenselijke eigenschap, vooral in de halfgeleider-, energie-, ruimtevaart- en auto-industrie. Er is een breed scala aan corrosiebestendige materialen om uit te kiezen, waaronder de bovengenoemde vijf, en productteams moeten hun due diligence doen tijdens de materiaalkeuze om ervoor te zorgen dat ze voldoen aan hun unieke projectvereisten.

Een ervaren digitale productiepartner, zoals Fast Radius, kan productteams helpen bij het beantwoorden van de moeilijkste vragen tijdens het productontwikkelingsproces. Moet je metaal of plastic gebruiken? Is polypropyleen net zo goed als roestvrij staal? Ons team heeft jarenlange ervaring met alles wat met additieve en traditionele productie te maken heeft, en we helpen elke klant het corrosiebestendige materiaal te kiezen dat zijn onderdelen voor de lange termijn zal beschermen. Neem vandaag nog contact met ons op om aan de slag te gaan.

Bekijk de gerelateerde blogartikelen in het Fast Radius-leercentrum voor meer informatie over materialen in additive manufacturing en hoe u de beste kunt kiezen voor uw volgende project.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?