Lựa chọn vật liệu inox cho linh kiện đúc mẫu chảy trong ngành công nghiệp thực phẩm

Trong ngành công nghiệp thực phẩm, linh kiện kim loại thường xuyên phải tiếp xúc với nước, muối, axit hữu cơ, hơi nóng và hóa chất vệ sinh. Vì vậy, việc lựa chọn đúng vật liệu inox ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chống ăn mòn, độ bền, tuổi thọ và mức độ an toàn của thiết bị.Đối với các chi tiết có hình dạng phức tạp như thân van, vỏ bơm, cánh khuấy, khớp nối,... đúc mẫu chảy là một phương pháp sản xuất được sử dụng phổ biến.

Đúc mẫu chảy inox được ứng dụng như thế nào trong ngành thực phẩm?

Đúc mẫu chảy phù hợp với các linh kiện inox có hình dạng 3D phức tạp, nhiều mặt cong, gân tăng cứng, lỗ xuyên hoặc vị trí khó gia công hoàn toàn bằng phương pháp cắt gọt. So với kết cấu ghép hàn, đúc lost wax có thể giúp giảm số lượng chi tiết, hạn chế đường hàn và tạo sản phẩm gần với hình dạng hoàn thiện. Sau đúc, các bề mặt yêu cầu dung sai cao vẫn có thể được gia công CNC. Những linh kiện ngành công nghiệp thực phẩm thường được sản xuất bằng công nghệ này gồm :

• Thân van và thân bơm
• Cánh khuấy
• Đầu nối và khớp nối
• Kẹp, bản lề và tay khóa
• Giá đỡ cảm biến
• Linh kiện máy pha cà phê
• Linh kiện máy cân định lượng
• Linh kiện máy đóng gói
• Bộ phận của thiết bị chế biến thủy sản và đồ uống

Xử lý bề mặt sau đúc: đánh bóng và thụ động hóa inox

Đối với linh kiện inox sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, quá trình sản xuất thường không kết thúc ngay sau công đoạn đúc. Tùy theo yêu cầu của sản phẩm, chi tiết sau đúc có thể tiếp tục được gia công CNC, mài, đánh bóng và thụ động hóa (passivation) để đạt yêu cầu về kích thước, độ nhẵn bề mặt, khả năng chống ăn mòn và tính thẩm mỹ.

Đánh bóng giúp loại bỏ độ nhám, dấu vết và khuyết điểm nhỏ trên bề mặt sau đúc, đồng thời tạo bề mặt nhẵn và dễ vệ sinh hơn. Đây là yếu tố đặc biệt quan trọng đối với các chi tiết tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm hoặc thường xuyên phải vệ sinh.

Sau các công đoạn đúc, gia công hoặc đánh bóng, bề mặt inox cũng có thể bị nhiễm sắt tự do hoặc còn tồn tại oxit và tạp chất từ quá trình sản xuất. Thụ động hóa inox là công đoạn xử lý hóa học nhằm làm sạch các tạp chất này và tạo điều kiện để lớp màng oxit giàu crom bảo vệ trên bề mặt được hình thành hoặc phục hồi tốt hơn. Nhờ đó, chi tiết có thể nâng cao khả năng chống ăn mòn và hạn chế nguy cơ xuất hiện rỉ sét bề mặt trong quá trình sử dụng.

Đối với linh kiện ngành thực phẩm, việc kết hợp đúng mác inox + chất lượng đúc + gia công hoàn thiện + xử lý bề mặt là yếu tố quan trọng để đáp ứng đồng thời yêu cầu về độ bền, khả năng vệ sinh, chống ăn mòn và tính thẩm mỹ.

Những tiêu chí chính khi lựa chọn inox đúc lost wax

Không có một mác inox duy nhất phù hợp với mọi thiết bị thực phẩm. Việc lựa chọn vật liệu cần dựa trên các yếu tố sau:

• Linh kiện có tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm hay không
• Hàm lượng muối và chloride
• Mức độ tiếp xúc với axit hữu cơ
• Nhiệt độ và áp suất làm việc
• Loại hóa chất vệ sinh
• Tần suất vệ sinh
• Yêu cầu hàn sau đúc
• Độ bền và độ cứng cần thiết
• Khả năng gia công CNC
• Yêu cầu về chứng chỉ vật liệu và truy xuất lô

Một mác inox có khả năng chống ăn mòn cao chưa chắc là lựa chọn tối ưu nếu chi phí cao, khó gia công hoặc không cần thiết đối với môi trường sử dụng thực tế.

Các mác inox đúc phổ biến trong ngành công nghiệp thực phẩm

SCS13 và CF8: nhóm inox đúc gần với SUS304 và AISI 304

SCS13 và CF8 thuộc nhóm inox austenitic Cr-Ni. Đây là những mác inox đúc được sử dụng phổ biến trong các thiết bị thực phẩm thông thường.(*) SUS304 và AISI 304 thường được dùng để chỉ vật liệu cán, tấm hoặc thanh. Trong khi đó, SCS13 và CF8 là mác dùng cho sản phẩm đúcNhóm vật liệu này có khả năng chống ăn mòn tốt trong môi trường nước, thực phẩm ít muối và điều kiện vệ sinh không quá khắc nghiệt. Khả năng gia công và đánh bóng cũng tương đối thuận lợi.Các ứng dụng phù hợp gồm:

• Giá đỡ và thân máy
• Kẹp và bản lề
• Khớp nối
• Linh kiện máy pha chế đồ uống
• Linh kiện tiếp xúc với nước
• Bộ phận không làm việc trong môi trường chloride cao

SCS14 và CF8M: nhóm inox đúc gần với SUS316 và AISI 316

SCS14 và CF8M có bổ sung molybdenum. Thành phần này giúp tăng khả năng chống ăn mòn rỗ trong môi trường chứa chloride.So với SCS13 và CF8, nhóm SCS14 và CF8M phù hợp hơn với:

• Thực phẩm có hàm lượng muối cao
• Thiết bị chế biến thủy sản
• Thiết bị thường xuyên tiếp xúc với hóa chất vệ sinh
• Thân van
• Vỏ bơm
• Máy chế biến thực phẩm mặn
• Thiết bị đồ uống
• Linh kiện làm việc trong môi trường ẩm và ăn mòn cao

Chi phí vật liệu và gia công của SCS14 hoặc CF8M thường cao hơn nhóm SCS13 hoặc CF8. Vì vậy, cần đánh giá môi trường sử dụng trước khi lựa chọn.

CF3 và CF3M: inox đúc carbon thấp

CF3 thuộc nhóm gần với 304L, còn CF3M thuộc nhóm gần với 316L.Hàm lượng carbon thấp giúp giảm nguy cơ kết tủa carbide crom khi hàn hoặc gia nhiệt. Nhờ đó, vật liệu duy trì được hàm lượng crom cần thiết để tạo lớp màng bảo vệ, góp phần hạn chế ăn mòn giữa các hạt và giảm nguy cơ suy giảm khả năng chống ăn mòn.CF3 và CF3M thường được xem xét cho:

• Chi tiết cần hàn sau đúc
• Cụm van hàn
• Đầu nối đường ống
• Linh kiện thiết bị thực phẩm và dược phẩm
• Chi tiết có yêu cầu chống ăn mòn cao
• Cụm lắp ráp phải qua nhiều công đoạn gia nhiệt

Trong đó, CF3M có molybdenum nên phù hợp hơn với môi trường chloride so với CF3.

SUS630 và 17-4PH: inox hóa bền cho chi tiết chịu lực

SUS630, còn gọi là 17-4PH, là inox hóa bền tiết pha. Vật liệu này có độ bền và độ cứng cao hơn nhiều so với nhóm 304 hoặc 316.Mác này phù hợp với các chi tiết cần chịu tải, chịu mài mòn hoặc yêu cầu ổn định kích thước cao, chẳng hạn:

• Trục
• Tay khóa
• Cơ cấu đóng mở
• Bộ phận truyền động
• Chi tiết chịu tải trong máy thực phẩm
• Bộ phận cần nhiệt luyện để điều chỉnh cơ tính

Duplex và các mác inox đặc biệt

Inox duplex kết hợp tổ chức austenite và ferrite. Nhóm vật liệu này có độ bền cao và khả năng chống ăn mòn chloride tốt.Duplex có thể được xem xét trong các trường hợp:

• Thiết bị tiếp xúc với nước muối
• Môi trường chloride cao
• Thiết bị làm việc dưới áp suất
• Linh kiện yêu cầu vừa chống ăn mòn vừa có độ bền cao
• Hệ thống chế biến thực phẩm có hóa chất mạnh

Do chi phí và yêu cầu kiểm soát quy trình cao hơn, duplex thường chỉ được sử dụng khi điều kiện làm việc thực sự cần thiết.

Bảng so sánh các mác inox đúc phổ biến

Các mác trong bảng chỉ mang tính tham khảo. Việc thay thế giữa mác cán và mác đúc cần được xác nhận dựa trên thành phần hóa học, cơ tính, tiêu chuẩn vật liệu và điều kiện sử dụng thực tế.

Cách lựa chọn mác inox đúc theo môi trường sử dụng

Việc lựa chọn vật liệu nên bắt đầu từ môi trường sử dụng. Sau đó mới đánh giá đến khả năng đúc, gia công CNC, hàn, xử lý nhiệt và chi phí.

Những chứng từ và kiểm tra cần xác nhận

Đối với linh kiện inox đúc dùng trong ngành công nghiệp thực phẩm, chỉ ghi tên mác vật liệu trên báo giá là chưa đủ.Người mua nên xác nhận các nội dung sau:

• Chứng chỉ thành phần hóa học
• Mác vật liệu theo từng mẻ đúc
• Khả năng truy xuất nguồn gốc theo lô
• Kết quả kiểm tra kích thước
• Kiểm tra cơ tính khi bản vẽ yêu cầu
• Kiểm tra thẩm thấu màu đối với khuyết tật bề mặt
• Kiểm tra rò rỉ hoặc áp suất đối với thân van và vỏ bơm
• Hồ sơ nhiệt luyện đối với SUS630 hoặc vật liệu đặc biệt
• Hồ sơ xử lý bề mặt khi có yêu cầu

Ngoài vật liệu, khả năng đáp ứng yêu cầu ngành thực phẩm còn phụ thuộc vào thiết kế chi tiết, độ nhẵn bề mặt, mức độ làm sạch và phương pháp xử lý sau đúc.

Năng lực đúc mẫu chảy inox của Kobayashi Casting Viet Nam

Kobayashi Casting có khả năng đúc nhiều mác inox như SCS13, SCS14, CF8, CF8M, CF3, CF3M, SCH13, SCH 21, SCH22, SUS309, SUS304N2, SUS303 và 17-4PH. Để đáp ứng từng mác vật liệu, công ty kiểm soát thành phần hóa học theo từng mẻ nấu, quản lý nguyên liệu riêng biệt, thiết lập điều kiện nấu – rót và áp dụng quy trình nhiệt luyện phù hợp. Đặc biệt, các mác carbon thấp như CF3 và CF3M cần kiểm soát chặt hàm lượng carbon, trong khi 17-4PH yêu cầu xử lý nhiệt để đạt độ bền và độ cứng theo chỉ định.

Kobayashi Casting đáp ứng các lĩnh vực như thiết bị thực phẩm, y tế, bán dẫn và máy móc công nghiệp. Công ty có thể tiếp nhận bản vẽ để đánh giá mác vật liệu, hình dạng đúc, yêu cầu dung sai và phương án gia công hoàn thiện. Ngoài ra, công ty sở hữu các chứng nhận liên quan như PED 2014/68/EU, AD 2000-W0 và EN 764-5, phù hợp với định hướng đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và truy xuất trong chuỗi cung ứng quốc tế.

Doanh nghiệp đang tìm nhà cung cấp đúc mẫu chảy inox, đúc lost wax cho máy chế biến thực phẩm, thiết bị đồ uống hoặc máy đóng gói ngành công nghiệp thực phẩm có thể gửi bản vẽ, sản lượng và điều kiện sử dụng để Kobayashi Casting Viet Nam đánh giá phương án vật liệu và khả năng sản xuất.