Top 5 corrosiebestendige materialen die elke fabrikant moet kennen

Hoe de juiste corrosiebestendige materiaal te kiezen

Materiaalkeuze is een cruciale onderdeel van elk productieproces. Het kiezen van het juiste materiaal is zo belangrijk omdat het materiaal de chemische en mechanische eigenschappen van het geproduceerde component definieert, de levensduur van het component aanzienlijk kan beïnvloeden en zorgt dat het deel correct functioneert. Corrosiebestendige materialen spelen een significante rol in de productie vanwege hun materiaaleigenschappen en hun gebrek aan reactiviteit op harde omgevingsomstandigheden en chemicaliën.

Veel luchtvaartcomponenten worden bijvoorbeeld geproduceerd met titaan, wolfraam en koolstofvezel omdat deze materialen erg sterk, maar licht en flexibel zijn. Helaas kunnen deze materialen met elkaar reageren en galvanische corrosie veroorzaken over de tijd, gelokaliseerde corrosie waar een ionenuitwisseling tussen materialen plaatsvindt. Hier behouden corrosiebestendige materialen de integriteit van delen in een van de meest streng geregelde industrieën ter wereld.

Vanuit een milieuperspectief zijn vervuilingvrije zonne- en windenergiebronnen kwetsbaar voor harde omstandigheden en helpen corrosiebestendige materialen de kritische componenten te beschermen tegen schade over de tijd. Dit helpt fabricanten veilig componenten te bouwen voor alternatieve energiebronnen en bij te dragen aan een duurzamere economie. Voor ingenieurs die hun delen willen beschermen tegen corrosieve media zoals zuren en zouten, of UV-degradatie, hier zijn de beste corrosiebestendige materialen om te overwegen.

Voorbeelden van corrosiebestendige materialen

1. Roestvrij staal

Roestvrij staal legeringen zijn bekend om hun corrosiebestendigheid, duktiliteit en hoge sterkte. Corrosiebestendige eigenschappen in roestvrij staal staan direct in verband met hun chroom- en nikkelgehalte – meer van deze elementen correleren met verhoogde weerstand.

De meeste roestvrij staal legeringen op de markt vandaag bevatten ten minste 18% chroom. Wanneer chroom oxideert vormt het een beschermende laag chroomoxide op het oppervlak van het metalen deel, wat zowel corrosie voorkomt als zuurstof weerhoudt het onderliggende staal te bereiken.

Omdat dit materiaal een hoog smeltpunt heeft en hoge druk kan weerstaan en ondersteunen, is het ook goed geschikt voor bouw, machinebouw en het fabriceren van opslagcontainers. 304, 430 en 316 roestvrij staal zijn de meest gespecificeerde graden, met 316 als de keuze voor harde mariene omgevingen.

Echter, de duurzaamheid en hoge corrosiebestendigheid van roestvrij staal komen met een hoge prijs, wat ze prohibitief duur maakt voor sommige fabricanten. Ook kunnen roestvrij staal legeringen moeilijk te verwerken zijn, met name bij lassen, vanwege hun hoge smeltpunt.

2. Aluminium

Aluminiumlegeringen zijn niet-toxisch, 100% recycleerbaar, hebben een hoge sterkte-gewichtsverhouding, hoge thermische en elektrische geleiding, en zijn gemakkelijk bewerkbaar. Ook is aluminium uniek omdat het een van de weinige materialen is die van nature corrosiebestendig is.

Dit materiaal bevat weinig tot geen ijzer, dus het kan niet roesten, hoewel het kan oxideren. Wanneer een aluminiumlegering blootgesteld wordt aan water en oxideert, een proces genaamd zelf-passivatie, vormt een film van aluminiumoxide op het oppervlak van het deel en beschermt het tegen corrosie. Aluminium 5052-H32 is meer corrosiebestendig dan andere aluminiumvariëteiten en vormt een heldere, gladde afwerking.

Dit oxidatieproces kan ook nauwkeurig gecontroleerd worden door een proces genaamd anodiseren. Ook is aluminium uniek omdat het een van de weinige innovatieve materialen voor additieve productie is die van nature corrosiebestendig is. Anodiseren is een goedkope gecontroleerde afwerking die breed gebruikt wordt. Dit proces stelt ook kleur toe te voegen aan het deel, wat verdere aanpassing voor verschillende use cases mogelijk maakt.

Aluminium wordt vaak gebruikt in luchtvaarttoepassingen, automobielcarrosseriepaneelen, zoutwatergevoelige toepassingen en andere situaties waar een hoogpresterend materiaal vereist is. Fabrikanten zouden aluminium moeten overwegen als ze een betaalbaar corrosiebestendig materiaal nodig hebben, rekening houdend met het feit dat aluminiumfabricatie rommelig kan zijn en een last 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 smeedbaar, duktil en een uitstekende geleider van warmte en elektriciteit. Deze metalen kunnen corrosiebestendigheid garanderen gedurende de levenscyclus van een gegeven component. Koper corrodeert niet in de loop van de tijd; wanneer het oxideert, vormt het een groene buitenlaag genaamd patina, die het deel beschermt tegen verdere corrosie.

Koper speelt ook een sleutelrol in het fabriceren van delen voor hernieuwbare energiestelsels. Omdat koper een zo uitstekende thermische en elektrische geleider is, verzenden systemen aangedreven door koper energie efficiënter en met een lagere milieueffect.

4. Polypropyleen

Metalen zijn niet de enige corrosiebestendige materialen beschikbaar. Polypropyleen, een van de meest populaire kunststoffen in de productie-industrie, is een bijzonder veelvoorkomend plastic voor het produceren van autodelens. Het is ook een van de meest corrosiebestendige kunststoffen.

Dit thermoplastisch polymere hars is bijgenaamd het "staal van de plasticindustrie" om zijn veerkracht, vermogen om hoge fysieke druk te weerstaan, en weerstand tegen een breed scala aan corrosieve elementen zoals olie, oplosmiddelen, water, bacteriën en meer. Hoogdicht polypropyleen (HDPE) biedt hogere trekkingssterkte en een verhoogd werktemperatuurbereik.

Echter, de hoge brandbaarheid en hoge thermische coëfficiënt van dit materiaal beperken de bruikbaarheid voor hoge-temperatuuretoepassingen. Ook is het belangrijk om te noteren dat polypropyleen gevoelig is voor oxidatie, UV-degradatie en bepaalde gechlorde oplosmiddelen.

5. Polytetrafluoroethyleen (PTFE)

PTFE, vaak aangeduid met de merknaam Teflon, is een chemisch- en corrosiebestendige engineering thermoplast met de laagste wrijvingscoëfficiënt van elk bekend vast materiaal. PTFE is hydrofoob, wat betekent dat het geen water absorbeert, en heeft goede elektrische isolerende kracht in zowel hete als natte omgevingen.

PTFE is bekend om zijn commerciële en medische toepassingen – het creëren van anti-aanbaklaagjes voor pannen en het bieden van een anti-wrijving coating voor medische en industriële toepassingen. Dankzij de lage wrijving wordt dit materiaal gebruikt om lagers, tandwielen, glijplaten, afdichtingen en andere kleine delen te fabriceren die kritiek 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 het is gevoelig voor kruipen, slijtage en straling. Ook kunnen rookgassen die door PTFE vrijgemaakt worden giftig zijn in gesloten omgevingen. Het is het beste om een ervaren productiepartner te raadplegen voordat u grote beslissingen over materialen neemt.

Krijg expert advies over materiaalkeuze

Corrosiebestendigheid is een uiterst wenselijke eigenschap, met name in de halfgeleider-, energie-, luchtvaart- en auto-industrie. Er is een breed scala aan corrosiebestendige materialen om uit te kiezen, inclusief de bovengenoemde vijf, en productteams moeten hun plicht doen tijdens materiaalkeuze om te garanderen dat ze aan hun unieke projectvereisten voldoen.

Een ervaren digitale productiepartner, als Fast Radius, kan productteams helpen de moeilijkste vragen te beantwoorden gedurende het productontwikkelingsproces. Moet u metaal of plastic gebruiken? Is polypropyleen net zo goed als roestvrij staal? Ons team heeft jarenlange ervaring in het navigeren door alle additieve en traditionele productie, en we helpen elke klant de corrosiebestendige materiaal te kiezen die hun delen op de lange termijn beschermt. Neem vandaag nog contact met ons op om te starten.

Voor meer informatie over materialen in additieve productie en hoe u de beste kunt kiezen voor uw volgende project, bekijk de gerelateerde blogartikelen in het Fast Radius leercentrum.

Klaar om uw delen te maken met Fast Radius?