Jy het verseker dat die onderdele volgens spesifikasie gemasjineer word. Maak nou seker dat jy stappe gedoen het om hierdie onderdele te beskerm in die toestande wat jou kliënte verwag. #basic
Passivering bly 'n kritieke stap in die maksimalisering van die basiese korrosiebestandheid van vlekvrye staalbewerkte onderdele en samestellings. Dit kan die verskil maak tussen bevredigende werkverrigting en voortydige mislukking. Indien dit verkeerd uitgevoer word, kan passivering eintlik korrosie veroorsaak.
Passivering is 'n na-vervaardigingsmetode wat die inherente korrosiebestandheid van die vlekvrye staallegerings wat die werkstuk produseer, maksimeer. Dit is nie 'n ontkalkingsbehandeling nie, en dit is ook nie 'n verflaag nie.
Daar is geen algemene konsensus oor die presiese meganisme van hoe passivering werk nie. Maar dit is seker dat daar 'n beskermende oksiedfilm op die oppervlak van gepassiveerde vlekvrye staal is. Hierdie onsigbare film word beskou as uiters dun, minder as 0.0000001 duim dik, ongeveer 1/100 000ste van die dikte van 'n menslike haar!
'n Skoon, nuut bewerkte, gepoleerde of gepekelde vlekvrye staalonderdeel sal outomaties hierdie oksiedfilm verkry as gevolg van sy blootstelling aan atmosferiese suurstof. Onder ideale toestande bedek hierdie beskermende oksiedlaag alle oppervlaktes van die onderdeel volledig.
In die praktyk kan kontaminante soos werkswinkelvuil of ysterdeeltjies van snygereedskap egter tydens bewerking na die oppervlak van vlekvrye staalonderdele oordra. Indien hierdie vreemde voorwerpe nie verwyder word nie, kan dit die doeltreffendheid van die oorspronklike beskermende film verminder.
Tydens bewerking kan spore van vry yster van die gereedskap afslyt en na die oppervlak van die vlekvrye staalwerkstuk oordra. In sommige gevalle kan 'n dun lagie roes op die onderdeel verskyn. Dit is eintlik korrosie van die staal deur die gereedskap, nie van die basismetaal nie. Soms kan skeure van ingebedde staaldeeltjies van snygereedskap of hul korrosieprodukte erosie van die onderdeel self veroorsaak.
Net so kan klein deeltjies ysterhoudende werkswinkelvuil aan die oppervlak van die onderdeel kleef. Alhoewel metaal blink kan lyk in die bewerkte toestand, kan onsigbare deeltjies van vrye yster na blootstelling aan lug oppervlakroes veroorsaak.
Blootgestelde sulfiede kan ook 'n probleem wees. Hulle kom van die byvoeging van swael tot vlekvrye staal om die bewerkbaarheid te verbeter. Sulfiede verhoog die legering se vermoë om skyfies tydens bewerking te vorm, wat heeltemal van die snygereedskap afgespoel kan word. Tensy onderdele behoorlik gepassiveer word, kan sulfiede 'n beginpunt word vir oppervlakkorrosie op vervaardigde produkte.
In beide gevalle is passivering nodig om die natuurlike korrosiebestandheid van die vlekvrye staal te maksimeer. Dit verwyder oppervlakbesoedelingstowwe, soos ysterhoudende werkswinkelvuildeeltjies en ysterdeeltjies in snygereedskap, wat roes kan vorm of 'n beginpunt vir korrosie kan word. Passivering verwyder ook sulfiede wat blootgestel word aan die oppervlak van vrysnydende vlekvrye staallegerings.
'n Tweestapprosedure bied die beste korrosiebestandheid: 1. Skoonmaak, 'n basiese maar soms oor die hoof gesiene prosedure; 2. Suurbad of passiveringsbehandeling.
Skoonmaak moet altyd 'n prioriteit wees. Oppervlaktes moet deeglik skoongemaak word van vet, koelmiddel of ander werkswinkelrommel vir optimale korrosiebestandheid. Masjienrommel of ander werkswinkelvuil kan versigtig van die onderdeel afgevee word. Kommersiële ontvetters of skoonmaakmiddels kan gebruik word om prosesolies of koelmiddels te verwyder. Vreemde materiaal soos termiese oksiede moet moontlik verwyder word deur metodes soos slyp of beits.
Soms kan 'n masjienoperateur basiese skoonmaak oorslaan en verkeerdelik dink dat skoonmaak en passivering gelyktydig sal plaasvind deur bloot 'n vetbelaaide onderdeel in 'n suurbad te doop. Dit gaan nie gebeur nie. Omgekeerd reageer besmette vet met suur om lugborrels te vorm. Hierdie borrels versamel op die werkstukoppervlak en belemmer passivering.
Om sake te vererger, kan kontaminasie van passiveringsoplossings, wat soms hoë konsentrasies chloriede bevat, "flitsing" veroorsaak. Anders as om die verlangde oksiedfilm met 'n glansende, skoon, korrosiebestande oppervlak te verkry, kan flitsetsing lei tot 'n swaar geëtste of donker oppervlak - oppervlakverswakking wat passivering ontwerp is om te optimaliseer.
Onderdele gemaak van martensitiese vlekvrye staal [magneties, matig bestand teen korrosie, vloeigrens tot ongeveer 280 ksi (1930 MPa)] word verhard by verhoogde temperature en dan getemper om die verlangde hardheid en meganiese eienskappe te verseker. Presipitasie-verhardbare legerings, wat beter sterkte en korrosiebestandheid as martensitiese legerings het, kan in oplossing behandel word, gedeeltelik gemasjineer word, by laer temperature verouder word en dan afgewerk word.
In hierdie geval moet die onderdeel deeglik skoongemaak word met 'n ontvetter of skoonmaakmiddel om enige spore van snyvloeistof te verwyder voor hittebehandeling. Andersins kan die snyvloeistof wat op die onderdeel agterbly, oormatige oksidasie veroorsaak. Hierdie toestand kan veroorsaak dat ondermaatse onderdele deuk nadat die skaal deur suur- of skuurmetodes verwyder is. As snyvloeistof toegelaat word om op helder verharde onderdele te bly, soos in 'n vakuumoond of beskermende atmosfeer, kan oppervlakkarburisering plaasvind, wat lei tot verlies aan korrosieweerstand.
Na deeglike skoonmaak kan die vlekvrye staalonderdele in 'n passiverende suurbad gedompel word. Enige van drie metodes kan gebruik word – salpetersuurpassivering, salpetersuur met natriumdichromaatpassivering en sitroensuurpassivering. Watter metode om te gebruik, hang af van die graad van vlekvrye staal en die gespesifiseerde aanvaardingskriteria.
Meer korrosiebestande chroom-nikkel grade kan gepassiveer word in 'n 20% (v/v) salpetersuurbad (Figuur 1). Soos in die tabel getoon, kan minder bestande vlekvrye staal gepassiveer word deur natriumdichromaat by 'n salpetersuurbad te voeg, wat die oplossing meer oksiderend maak en 'n passiewe film op die metaaloppervlak kan vorm. Nog 'n opsie om salpetersuur met natriumchromaat te vervang, is om die konsentrasie salpetersuur tot 50% per volume te verhoog. Beide die byvoeging van natriumdichromaat en die hoër konsentrasie salpetersuur verminder die kans op ongewenste flits.
Die prosedure vir die passivering van vrybewerkende vlekvrye staal (ook getoon in Figuur 1) verskil ietwat van dié vir nie-vrybewerkende vlekvrye staalgrade. Dit is omdat tydens passivering in 'n tipiese salpetersuurbad sommige of al die swaelbevattende bewerkbare graadsulfiede verwyder word, wat mikroskopiese diskontinuïteite in die oppervlak van die bewerkte onderdeel skep.
Selfs 'n oor die algemeen effektiewe waterspoeling kan oorblywende suur in hierdie diskontinuïteite na passivering laat. Hierdie suur sal dan die oppervlak van die onderdeel aanval tensy dit geneutraliseer of verwyder word.
Om maklik bewerkbare vlekvrye staal effektief te passiveer, het Carpenter die AAA (Alkali-Suur-Alkali) proses ontwikkel, wat oorblywende suur neutraliseer. Hierdie passiveringsmetode kan in minder as 2 uur voltooi word. Hier is die stap-vir-stap proses:
Na ontvetting, week die dele vir 30 minute in 'n 5% natriumhidroksiedoplossing by 71°C tot 82°C (160°F tot 180°F). Spoel die dele dan deeglik in water af. Dompel die onderdeel vervolgens vir 30 minute in 'n 20% (v/v) salpetersuuroplossing wat 22 g/l natriumdichromaat bevat by 49°C tot 60°C (120°F tot 140°F). Nadat die onderdeel uit die bad verwyder is, spoel dit met water af en dompel dit dan vir nog 30 minute in die natriumhidroksiedoplossing. Spoel die onderdeel weer met water af en droog dit af, en voltooi die AAA-metode.
Sitroensuurpassivering word toenemend gewild onder vervaardigers wat die gebruik van minerale sure of oplossings wat natriumdichromaat bevat, wil vermy, asook die weggooiprobleme en groter veiligheidskwessies wat met hul gebruik verband hou. Sitroensuur word in elke opsig as omgewingsvriendelik beskou.
Alhoewel sitroensuurpassivering aantreklike omgewingsvoordele bied, kan werkswinkels wat sukses met anorganiese suurpassivering behaal het en geen veiligheidskwessies het nie, die koers wil volhou. As hierdie gebruikers 'n skoon werkswinkel, goed onderhoue en skoon toerusting, koelmiddel vry van ysterhoudende werkswinkelbesoedeling en 'n proses wat goeie resultate lewer, het, is daar dalk geen werklike behoefte aan veranderinge nie.
Passivering in 'n sitroensuurbad is nuttig gevind vir 'n groot reeks vlekvrye staal, insluitend verskeie individuele vlekvrye staalgrade, soos getoon in Figuur 2. Vir gerief word die tradisionele salpetersuurpassiveringsmetode in Figuur 1 ingesluit. Let daarop dat ouer salpetersuurformulerings in volumepersentasie uitgedruk word, terwyl nuwer sitroensuurkonsentrasies in gewigspersentasie uitgedruk word. Dit is belangrik om daarop te let dat wanneer hierdie prosedures geïmplementeer word, die noukeurige balansering van weektyd, badtemperatuur en konsentrasie van kritieke belang is om die "flikkering" wat vroeër beskryf is, te vermy.
Passiveringsbehandelings wissel na gelang van die chroominhoud en bewerkingseienskappe van elke graad. Let op die kolomme wat verwys na Proses 1 of Proses 2. Soos getoon in Figuur 3, behels Proses 1 minder stappe as Proses 2.
Laboratoriumtoetse het getoon dat die sitroensuurpassiveringsproses meer geneig is tot "flitskorrosie" as die salpetersuurproses. Faktore wat tot hierdie aanval bydra, sluit in 'n te hoë badtemperatuur, 'n te lang weektyd en badkontaminasie. Sitroensuurprodukte wat korrosie-inhibeerders en ander bymiddels soos benattingsmiddels bevat, is kommersieel beskikbaar en daar word berig dat dit die vatbaarheid vir "flitskorrosie" verminder.
Die finale keuse van passiveringsmetode sal afhang van die aanvaardingskriteria wat deur die kliënt opgelê word. Sien ASTM A967 vir besonderhede. Dit kan verkry word by www.astm.org.
Toetse word dikwels uitgevoer om die oppervlak van gepassiveerde onderdele te evalueer. Die vraag wat beantwoord moet word, is: "Verwyder passivering vrye yster en optimaliseer dit die korrosiebestandheid van vrysnygrade?"
Dit is belangrik dat die toetsmetode ooreenstem met die graad wat geassesseer word. Toetse wat te streng is, sal perfek goeie materiale druip, terwyl toetse wat te los is, onbevredigende dele sal slaag.
400-reeks neerslagverharding en vrybewerking van vlekvrye staal word die beste geëvalueer in 'n kabinet wat 100% humiditeit (monster nat) vir 24 uur teen 95°F (35°C) kan handhaaf. Die dwarssnit is dikwels die mees kritieke oppervlak, veral vir vrysnygrade. Een rede hiervoor is dat die sulfied in die masjienrigting verleng word en hierdie oppervlak sny.
Kritieke oppervlaktes moet opwaarts geplaas word, maar teen 15 tot 20 grade van die vertikaal om vogverlies toe te laat. Behoorlik gepassiveerde materiaal sal skaars roes, alhoewel dit effense vlekke kan toon.
Austenitiese vlekvrye staalgrade kan ook deur humiditeitstoetsing geëvalueer word. Wanneer dit so getoets word, moet waterdruppels op die oppervlak van die monster teenwoordig wees, wat vrye yster aandui deur die teenwoordigheid van enige roes.
Die prosedures vir die passivering van algemeen gebruikte vrysnyende en nie-vrysnyende vlekvrye staal in sitroensuur- of salpetersuuroplossings vereis verskillende prosesse. Figuur 3 hieronder verskaf besonderhede oor proseskeuse.
(a) Pas pH aan met natriumhidroksied. (b) Sien Figuur 3. (c) Na2Cr2O7 verteenwoordig 3 oz/gallon (22 g/l) natriumdichromaat in 20% salpetersuur. 'n Alternatief vir hierdie mengsel is 50% salpetersuur sonder natriumdichromaat.
'n Vinniger metode is om die oplossing in ASTM A380, "Standaardpraktyk vir die skoonmaak, ontkalking en passivering van vlekvrye staalonderdele, toerusting en stelsels," te gebruik. Die toets bestaan ​​daaruit om die onderdeel met 'n kopersulfaat/swaelsuuroplossing af te vee, dit vir 6 minute nat te hou en te kyk vir koperplatering. As 'n alternatief kan die onderdeel vir 6 minute in die oplossing gedompel word. As die yster oplos, vind koperplatering plaas. Hierdie toets is nie van toepassing op die oppervlaktes van voedselverwerkingsonderdele nie. Dit moet ook nie gebruik word vir 400-reeks martensitiese of lae chroom ferritiese staalsoorte nie, aangesien vals positiewe resultate kan voorkom.
Histories is die 5% soutbespuitingstoets by 95°F (35°C) ook gebruik om gepassiveerde monsters te evalueer. Hierdie toets is te streng vir sommige grade en is oor die algemeen nie nodig om te bevestig dat passivering effektief is nie.
Vermy die gebruik van oortollige chloriede, wat skadelike flitsaanvalle kan veroorsaak. Indien moontlik, gebruik slegs hoëgehalte water met minder as 50 dele per miljoen (dpm) chloried. Kraanwater is gewoonlik voldoende en kan in sommige gevalle tot etlike honderde dpm chloried verdra.
Dit is belangrik om die bad gereeld te vervang sodat dit nie passiveringspotensiaal verloor nie, wat kan lei tot weerligstrale en beskadigde onderdele. Die bad moet op die regte temperatuur gehou word, aangesien oormatige temperature gelokaliseerde korrosie kan veroorsaak.
Dit is belangrik om 'n baie spesifieke oplossingveranderingskedule tydens hoë produksielopies te handhaaf om die potensiaal vir kontaminasie te verminder. 'n Kontrolemonster is gebruik om die doeltreffendheid van die bad te toets. Indien die monster aangetas is, is dit tyd om die bad te vervang.
Spesifiseer asseblief dat sekere masjiene slegs vlekvrye staal maak; gebruik dieselfde voorkeurkoelmiddel om vlekvrye staal te sny, uitgesluit alle ander metale.
DO-rakonderdele word afsonderlik behandel om metaal-tot-metaal-kontak te vermy. Dit is veral belangrik vir vrybewerking van vlekvrye staal, aangesien vryvloeiende passiverings- en spoeloplossings benodig word om sulfiedkorrosieprodukte te versprei en die vorming van suurpockets te vermy.
Moenie gekarburiseerde of genitriedeerde vlekvrye staalonderdele passiveer nie. Die korrosiebestandheid van onderdele wat so behandel is, kan verminder word tot die punt waar hulle in die passiveringsbad aangeval sal word.
Moenie ysterhoudende gereedskap in 'n werkswinkelomgewing gebruik wat nie besonder skoon is nie. Staalgruis kan vermy word deur karbied- of keramiekgereedskap te gebruik.
Moenie vergeet dat korrosie in die passiveringsbad kan voorkom as die onderdeel nie behoorlik hittebehandel word nie. Hoë koolstof-, hoë chroommartensitiese grade moet verhard word vir korrosiebestandheid.
Passivering word gewoonlik uitgevoer na daaropvolgende tempering met behulp van temperature wat korrosiebestandheid handhaaf.
Moenie die salpetersuurkonsentrasie in die passiveringsbad ignoreer nie. Periodieke kontroles moet gedoen word met behulp van die eenvoudige titrasieprosedure wat deur Carpenter verskaf word. Moenie meer as een vlekvrye staal op 'n slag passiveer nie. Dit voorkom duur verwarring en vermy galvaniese reaksies.
Oor die outeurs: Terry A. DeBold is 'n navorsings- en ontwikkelingspesialis in vlekvrye staallegerings en James W. Martin is 'n staafmetallurg by Carpenter Technology Corp. (Reading, PA).
In 'n wêreld van toenemend streng oppervlakafwerkingspesifikasies, is eenvoudige "ruheid"-metings steeds nuttig. Kom ons kyk na waarom oppervlakmeting belangrik is en hoe dit op die werksvloer met gesofistikeerde draagbare meters nagegaan kan word.
Is jy seker jy het die beste insetsel vir hierdie draaibewerking? Gaan die spaander na, veral as dit nie gedoen word nie. Spaanderkenmerke kan jou baie vertel.