لقد تحققت من أن الأجزاء تم تصنيعها وفقًا للمواصفات.تأكد الآن من اتخاذ خطوات لحماية هذه الأجزاء في البيئة التي يتوقعها عملاؤك.#قاعدة
يظل التخميل خطوة مهمة في زيادة مقاومة التآكل للأجزاء والتجمعات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ.هذا يمكن أن يحدث فرقًا بين الأداء المرضي والفشل المبكر.التخميل غير الصحيح يمكن أن يسبب التآكل.
التخميل هو تقنية ما بعد التصنيع التي تزيد من مقاومة التآكل المتأصلة في سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ التي تُصنع منها قطعة العمل.هذه ليست إزالة الترسبات أو الرسم.
لا يوجد إجماع على الآلية الدقيقة التي يعمل بها التخميل.ولكن من المعروف على وجه اليقين أن هناك طبقة واقية من الأكسيد على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ المخمل.يقال إن هذا الفيلم غير المرئي رقيق للغاية ، حيث يقل سمكه عن 0.0000001 بوصة ، أي حوالي 1/100000 من سمك شعرة الإنسان!
سوف يكتسب جزء من الفولاذ المقاوم للصدأ النظيف ، المشكل حديثًا ، المصقول ، أو المخلل تلقائيًا فيلم الأكسيد هذا بسبب التعرض للأكسجين الجوي.في ظل الظروف المثالية ، تغطي طبقة الأكسيد الواقية هذه جميع أسطح الجزء بالكامل.
ومع ذلك ، من الناحية العملية ، يمكن أن تتسرب الملوثات مثل الأوساخ المصنّعة أو جزيئات الحديد من أدوات القطع على سطح أجزاء الفولاذ المقاوم للصدأ أثناء المعالجة.إذا لم تتم إزالتها ، فقد تقلل هذه الأجسام الغريبة من فعالية فيلم الحماية الأصلي.
أثناء المعالجة ، يمكن إزالة آثار الحديد الحر من الأداة ونقلها إلى سطح قطعة العمل المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ.في بعض الحالات ، قد تظهر طبقة رقيقة من الصدأ على الجزء.في الواقع ، هذا هو تآكل فولاذ الأداة ، وليس المعدن الأساسي.في بعض الأحيان ، يمكن أن تؤدي التشققات الناتجة عن جزيئات الفولاذ المدمجة من أدوات القطع أو منتجات التآكل الخاصة بها إلى تآكل الجزء نفسه.
وبالمثل ، يمكن أن تلتصق الجزيئات الصغيرة من الأوساخ المعدنية الحديدية بسطح الجزء.على الرغم من أن المعدن قد يبدو لامعًا في حالته النهائية ، إلا أن الجسيمات غير المرئية من الحديد الحر يمكن أن تسبب الصدأ السطحي بعد التعرض للهواء.
يمكن أن تكون الكبريتيدات المكشوفة مشكلة أيضًا.يتم تصنيعها عن طريق إضافة الكبريت إلى الفولاذ المقاوم للصدأ لتحسين إمكانية التشغيل الآلي.تزيد الكبريتيدات من قدرة السبيكة على تكوين رقائق أثناء المعالجة ، والتي يمكن إزالتها تمامًا من أداة القطع.إذا لم يتم تخميل الأجزاء بشكل صحيح ، يمكن أن تصبح الكبريتيدات نقطة البداية لتآكل سطح المنتجات الصناعية.
في كلتا الحالتين ، يكون التخميل مطلوبًا لزيادة مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ للتآكل الطبيعي.يزيل الملوثات السطحية مثل جزيئات الحديد وجزيئات الحديد في أدوات القطع التي يمكن أن تشكل الصدأ أو تصبح نقطة البداية للتآكل.يزيل التخميل أيضًا الكبريتيدات الموجودة على سطح سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ ذات القطع المفتوح.
يوفر الإجراء المكون من خطوتين أفضل مقاومة للتآكل: 1. التنظيف ، الإجراء الرئيسي ، ولكن يتم إهماله أحيانًا 2. حمام الحمض أو التخميل.
يجب أن يكون التنظيف دائمًا أولوية.يجب تنظيف الأسطح تمامًا من الشحوم أو سائل التبريد أو أي حطام آخر لضمان مقاومة التآكل المثلى.يمكن محو حطام المعالجة أو أي أوساخ المصنع الأخرى برفق من الجزء.يمكن استخدام مزيلات الشحوم أو المنظفات التجارية لإزالة زيوت المعالجة أو المبردات.قد يلزم إزالة المواد الغريبة مثل الأكاسيد الحرارية بطرق مثل الطحن أو التخليل.
في بعض الأحيان قد يتخطى مشغل الآلة التنظيف الأساسي ، معتقدًا خطأً أن التنظيف والتخميل سيحدثان في نفس الوقت ، ببساطة عن طريق غمر الجزء الملطخ بالزيت في حمام حمضي.ذلك لن يحدث.على العكس من ذلك ، يتفاعل الشحوم الملوثة مع الحمض لتشكيل فقاعات هواء.تتجمع هذه الفقاعات على سطح قطعة العمل وتتداخل مع التخميل.
والأسوأ من ذلك ، أن تلوث محاليل التخميل ، التي تحتوي أحيانًا على تركيزات عالية من الكلوريدات ، يمكن أن يتسبب في حدوث "وميض".على النقيض من إنتاج فيلم الأكسيد المطلوب بسطح لامع ونظيف ومقاوم للتآكل ، يمكن أن يؤدي النقش الوامض إلى نقش شديد أو اسوداد السطح - تدهور في السطح تم تصميم التخميل لتحسينه.
يتم إخماد أجزاء الفولاذ المرتنزيتي المقاوم للصدأ [مغناطيسية ، مقاومة للتآكل بشكل معتدل ، قوة خضوع تصل إلى حوالي 280 ألف رطل لكل بوصة مربعة (1930 ميجا باسكال)] في درجات حرارة عالية ثم تلطيفها لتوفير الصلابة المطلوبة والخصائص الميكانيكية.يمكن معالجة السبائك المتصلبة بالترسيب (التي تتمتع بقوة أفضل ومقاومة للتآكل من درجات مارتينسيت) بالمحلول ، وتشكيلها جزئيًا ، وتعمرها في درجات حرارة منخفضة ، ثم الانتهاء منها.
في هذه الحالة ، يجب تنظيف الجزء جيدًا باستخدام مزيل الشحوم أو المنظف قبل المعالجة الحرارية لإزالة أي آثار لسائل القطع.خلاف ذلك ، المبرد المتبقي على الجزء قد يسبب الأكسدة المفرطة.يمكن أن تتسبب هذه الحالة في تكوين خدوش على أجزاء أصغر بعد إزالة الترسبات باستخدام الطرق الحمضية أو الكاشطة.إذا ترك المبرد على أجزاء صلبة لامعة ، كما هو الحال في فرن التفريغ أو في جو وقائي ، يمكن أن يحدث كربنة السطح ، مما يؤدي إلى فقدان مقاومة التآكل.
بعد التنظيف الشامل ، يمكن غمر أجزاء الفولاذ المقاوم للصدأ في حمام حامضي تخميل.يمكن استخدام أي من الطرق الثلاث - التخميل بحمض النيتريك ، التخميل بحمض النيتريك بثاني كرومات الصوديوم ، التخميل بحمض الستريك.تعتمد طريقة الاستخدام على درجة الفولاذ المقاوم للصدأ ومعايير القبول المحددة.
يمكن تخميل درجات الكروم والنيكل الأكثر مقاومة للتآكل في حمام حمض النيتريك بنسبة 20٪ (حجم / حجم) (الشكل 1).كما هو موضح في الجدول ، يمكن تخميل الفولاذ المقاوم للصدأ الأقل مقاومة عن طريق إضافة ثنائي كرومات الصوديوم إلى حمام حمض النيتريك لجعل المحلول أكثر أكسدة وقادرًا على تكوين فيلم تخميل على سطح المعدن.خيار آخر لاستبدال حمض النيتريك بكرومات الصوديوم هو زيادة تركيز حمض النيتريك إلى 50٪ من حيث الحجم.تؤدي إضافة ثنائي كرومات الصوديوم والتركيز العالي لحمض النيتريك إلى تقليل احتمالية حدوث وميض غير مرغوب فيه.
يختلف إجراء التخميل للفولاذ المقاوم للصدأ الذي يمكن تشكيله آليًا (كما هو موضح في الشكل 1) اختلافًا طفيفًا عن الإجراء الخاص بدرجات الفولاذ المقاوم للصدأ التي لا يمكن تشغيلها آليًا.هذا لأنه أثناء التخميل في حمام حامض النيتريك ، تتم إزالة بعض أو كل الكبريتيدات التي تحتوي على الكبريت ، مما ينتج عنه عدم تجانس مجهري على سطح قطعة العمل.
حتى غسل الماء الفعال بشكل طبيعي يمكن أن يترك الحمض المتبقي في هذه الانقطاعات بعد التخميل.سيهاجم هذا الحمض سطح الجزء إذا لم يتم تحييده أو إزالته.
من أجل التخميل الفعال للفولاذ المقاوم للصدأ سهل التصنيع ، طور Carpenter عملية AAA (حمض قلوي قلوي) ، والتي تحيد الحمض المتبقي.يمكن إكمال طريقة التخميل هذه في أقل من ساعتين.هذه هي العملية خطوة بخطوة:
بعد إزالة الشحوم ، انقع الأجزاء في محلول 5٪ هيدروكسيد الصوديوم عند 160 درجة فهرنهايت إلى 180 درجة فهرنهايت (71 درجة مئوية إلى 82 درجة مئوية) لمدة 30 دقيقة.ثم اشطف الأجزاء جيدًا بالماء.ثم اغمر الجزء لمدة 30 دقيقة في محلول حمض النيتريك 20٪ (حجم / حجم) يحتوي على 3 أونصات / جالون (22 جم / لتر) ثنائي كرومات الصوديوم عند 120 درجة فهرنهايت إلى 140 درجة فهرنهايت (49 درجة مئوية) إلى 60 درجة مئوية.) بعد إزالة الجزء من الحمام ، اشطفه بالماء ، ثم اغمره في محلول هيدروكسيد الصوديوم لمدة 30 دقيقة.اشطف الجزء مرة أخرى بالماء وجفف ، استكمالًا لطريقة AAA.
أصبح تخميل حامض الستريك شائعًا بشكل متزايد لدى الشركات المصنعة التي ترغب في تجنب استخدام الأحماض المعدنية أو المحاليل التي تحتوي على ثنائي كرومات الصوديوم ، بالإضافة إلى مشاكل التخلص ومخاوف السلامة المتزايدة المرتبطة باستخدامها.يعتبر حامض الستريك صديقًا للبيئة من جميع النواحي.
في حين أن تخميل حامض الستريك يقدم فوائد بيئية جذابة ، فإن المتاجر التي نجحت في تخميل الأحماض غير العضوية وليس لديها مخاوف تتعلق بالسلامة قد ترغب في الاستمرار في الدورة.إذا كان لدى هؤلاء المستخدمين متجرًا نظيفًا ، وكانت المعدات في حالة جيدة ونظيفة ، وكان المبرد خاليًا من الرواسب الحديدية للمصنع ، وتنتج العملية نتائج جيدة ، فقد لا تكون هناك حاجة حقيقية للتغيير.
تم العثور على تخميل حمام حامض الستريك ليكون مفيدًا لمجموعة واسعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ، بما في ذلك عدة درجات فردية من الفولاذ المقاوم للصدأ ، كما هو موضح في الشكل 2. للراحة ، يتضمن الشكل 2. 1 الطريقة التقليدية للتخميل بحمض النيتريك.لاحظ أنه يتم التعبير عن تركيبات حمض النيتريك القديمة كنسب مئوية بالحجم ، بينما يتم التعبير عن تركيزات حمض الستريك الجديدة كنسب مئوية بالكتلة.من المهم ملاحظة أنه عند تنفيذ هذه الإجراءات ، فإن التوازن الدقيق بين وقت النقع ودرجة حرارة الحمام والتركيز أمر بالغ الأهمية لتجنب "الوميض" الموصوف أعلاه.
يختلف التخميل حسب محتوى الكروم وخصائص المعالجة لكل صنف.لاحظ أعمدة العملية 1 أو العملية 2. كما هو موضح في الشكل 3 ، تحتوي العملية 1 على خطوات أقل من العملية 2.
أظهرت الاختبارات المعملية أن عملية تخميل حامض الستريك أكثر عرضة "للغليان" من عملية حمض النيتريك.تشمل العوامل المساهمة في هذا الهجوم ارتفاع درجة حرارة الحمام ووقت النقع الطويل وتلوث الحمام.المنتجات القائمة على حامض الستريك والتي تحتوي على مثبطات التآكل والمواد المضافة الأخرى مثل عوامل الترطيب متوفرة تجارياً ويقال إنها تقلل من قابلية "التآكل الومضي".
يعتمد الاختيار النهائي لطريقة التخميل على معايير القبول التي يحددها العميل.انظر ASTM A967 للحصول على التفاصيل.يمكن الوصول إليه على www.astm.org.
غالبًا ما يتم إجراء الاختبارات لتقييم سطح الأجزاء المعطلة.السؤال الذي يجب الإجابة عليه هو "هل يزيل التخميل الحديد المجاني ويحسن مقاومة التآكل للسبائك للقطع التلقائي؟"
من المهم أن تتطابق طريقة الاختبار مع الفصل الذي يتم تقييمه.الاختبارات الصارمة للغاية لن تمر بمواد جيدة تمامًا ، بينما الاختبارات الضعيفة للغاية ستجتاز أجزاء غير مرضية.
من الأفضل تقييم درجة الحموضة والفولاذ المقاوم للصدأ سلسلة 400 في غرفة قادرة على الحفاظ على رطوبة بنسبة 100٪ (عينة رطبة) لمدة 24 ساعة عند 95 درجة فهرنهايت (35 درجة مئوية).غالبًا ما يكون المقطع العرضي هو السطح الأكثر أهمية ، خاصةً لدرجات القطع المجانية.أحد أسباب ذلك هو أن الكبريتيد يُسحب في اتجاه الآلة عبر هذا السطح.
يجب وضع الأسطح الحرجة لأعلى ، ولكن بزاوية 15 إلى 20 درجة من الوضع الرأسي ، للسماح بفقدان الرطوبة.لا تصدأ المواد التي تم تخميلها بشكل صحيح ، على الرغم من ظهور بقع صغيرة عليها.
يمكن أيضًا تقييم درجات الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ عن طريق اختبار الرطوبة.في هذا الاختبار ، يجب أن تكون قطرات الماء موجودة على سطح العينة ، مما يدل على خلو الحديد من وجود أي صدأ.
تتطلب إجراءات التخميل للفولاذ المقاوم للصدأ التلقائي واليدوي الاستخدام الشائع في محاليل حامض الستريك أو النيتريك عمليات مختلفة.على التين.3 أدناه يقدم تفاصيل حول اختيار العملية.
(أ) ضبط الأس الهيدروجيني بهيدروكسيد الصوديوم.(ب) انظر الشكل.3 (ج) Na2Cr2O7 هو 3 أونصات / جالون (22 جم / لتر) ثنائي كرومات الصوديوم في 20٪ حمض النيتريك.بديل لهذا الخليط هو 50٪ حمض نيتريك بدون ثنائي كرومات الصوديوم.
تتمثل الطريقة الأسرع في استخدام ASTM A380 ، الممارسة القياسية لتنظيف وإزالة الترسبات وتخميل أجزاء ومعدات وأنظمة الفولاذ المقاوم للصدأ.يشمل الاختبار مسح الجزء بمحلول كبريتات النحاس / حمض الكبريتيك ، وإبقائه رطبًا لمدة 6 دقائق ، ومراقبة طلاء النحاس.بدلاً من ذلك ، يمكن غمر الجزء في المحلول لمدة 6 دقائق.في حالة ذوبان الحديد ، يحدث طلاء النحاس.لا ينطبق هذا الاختبار على أسطح أجزاء معالجة الطعام.أيضا ، لا ينبغي استخدامه على 400 سلسلة من الفولاذ المارتنسيتي أو الفولاذ منخفض الكروم الحديد حيث قد تحدث نتائج إيجابية خاطئة.
تاريخيًا ، تم أيضًا استخدام اختبار رش الملح بنسبة 5٪ عند 95 درجة فهرنهايت (35 درجة مئوية) لتقييم العينات الممتلئة.هذا الاختبار صارم للغاية بالنسبة لبعض الأصناف ولا يلزم عمومًا لتأكيد فعالية التخميل.
تجنب استخدام الكلوريدات الزائدة ، والتي يمكن أن تتسبب في حدوث نوبات خطيرة.استخدم فقط المياه عالية الجودة التي تحتوي على أقل من 50 جزءًا في المليون كلوريد كلما أمكن ذلك.عادة ما تكون مياه الصنبور كافية ، وفي بعض الحالات يمكنها تحمل ما يصل إلى عدة مئات من الأجزاء في المليون من الكلوريدات.
من المهم استبدال الحمام بانتظام حتى لا تفقد القدرة على التخميل ، مما قد يؤدي إلى ضربات البرق وتلف الأجزاء.يجب الحفاظ على الحمام في درجة حرارة مناسبة ، حيث يمكن أن تسبب درجات الحرارة غير المنضبطة تآكلًا موضعيًا.
من المهم اتباع جدول زمني محدد للغاية لتغيير الحلول أثناء عمليات الإنتاج الكبيرة لتقليل احتمالية التلوث.تم استخدام عينة تحكم لاختبار فعالية الحمام.إذا تعرضت العينة للهجوم ، فقد حان الوقت لاستبدال الحمام.
يرجى ملاحظة أن بعض الآلات تنتج الفولاذ المقاوم للصدأ فقط ؛استخدم نفس المبرد المفضل لقطع الفولاذ المقاوم للصدأ مع استبعاد جميع المعادن الأخرى.
يتم تشكيل أجزاء رف DO بشكل منفصل لتجنب ملامسة المعدن للمعادن.هذا مهم بشكل خاص للمعالجة المجانية للفولاذ المقاوم للصدأ ، حيث إن حلول التخميل والشطف سهلة التدفق مطلوبة لنشر منتجات تآكل الكبريتيد ومنع تكوين الجيوب الحمضية.
لا تقم بإفراغ أجزاء الفولاذ المقاوم للصدأ المكربنة أو النيتروجينية.يمكن تقليل مقاومة التآكل للأجزاء المعالجة بهذه الطريقة إلى الحد الذي يمكن أن يتلف في حمام التخميل.
لا تستخدم الأدوات المعدنية الحديدية في ظروف الورشة غير النظيفة بشكل خاص.يمكن تجنب رقائق الصلب باستخدام أدوات الكربيد أو السيراميك.
اعلم أن التآكل يمكن أن يحدث في حمام التخميل إذا لم تتم معالجة الجزء بالحرارة بشكل صحيح.يجب تقوية الدرجات المرتنزية ذات المحتوى العالي من الكربون والكروم لمقاومة التآكل.
عادة ما يتم التخميل بعد تلطيف لاحق في درجات حرارة تحافظ على مقاومة التآكل.
لا تهمل تركيز حمض النيتريك في حمام التخميل.يجب إجراء الفحوصات الدورية باستخدام إجراء المعايرة البسيط الذي اقترحه كاربنتر.لا تقم بإفراغ أكثر من نوع واحد من الفولاذ المقاوم للصدأ في نفس الوقت.هذا يمنع الارتباك المكلف ويمنع التفاعلات الجلفانية.
نبذة عن المؤلفين: Terry A. DeBold متخصص في البحث والتطوير في سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ ، وجيمس دبليو مارتن متخصص في علم المعادن في شركة Carpenter Technology Corp.(ريدينغ ، بنسلفانيا).
كم سعره؟ما مقدار المساحة التي أحتاجها؟ما هي القضايا البيئية التي سأواجهها؟ما مدى انحدار منحنى التعلم؟ما هو بالضبط أنودة؟فيما يلي إجابات على الأسئلة الأولية للسادة حول أنودة الداخل.
يتطلب الحصول على نتائج متسقة وعالية الجودة من عملية الطحن غير المركزية فهمًا أساسيًا.تنشأ معظم مشكلات التطبيق المرتبطة بالطحن غير المركزي من عدم فهم الأساسيات.تشرح هذه المقالة سبب نجاح العملية الطائشة وكيفية استخدامها بشكل أكثر فاعلية في ورشة العمل الخاصة بك.