Вы пераканаліся, што дэталі апрацаваны ў адпаведнасці са спецыфікацыяй. Цяпер пераканайцеся, што вы прынялі меры для абароны гэтых дэталяў ва ўмовах, якія чакаюць вашы кліенты. #basic
Пасівацыя застаецца найважнейшым этапам максімізацыі базавай каразійнай устойлівасці дэталяў і вузлоў з нержавеючай сталі. Яна можа вырашыць пытанне паміж здавальняючай працай і заўчасным выхадам з ладу. Няправільна выкананая пасівацыя можа нават выклікаць карозію.
Пасівацыя — гэта метад пасля вырабу, які максімізуе ўласцівую каразійную стойкасць сплаваў нержавеючай сталі, з якіх выраблена дэталь. Гэта не апрацоўка ад акаліны і не пакрыццё фарбай.
Няма агульнага меркавання адносна дакладнага механізму пасівацыі. Але дакладна вядома, што на паверхні пасіваванай нержавеючай сталі ёсць ахоўная аксідная плёнка. Лічыцца, што гэтая нябачная плёнка надзвычай тонкая, таўшчынёй менш за 0,0000001 цалі, што складае прыкладна 1/100 000 таўшчыні чалавечага воласа!
Чыстая, нядаўна апрацаваная, паліраваная або пратраўленая дэталь з нержавеючай сталі аўтаматычна набывае гэтую аксідную плёнку з-за ўздзеяння атмасфернага кіслароду. У ідэальных умовах гэты ахоўны аксідны пласт цалкам пакрывае ўсе паверхні дэталі.
Аднак на практыцы забруджванні, такія як бруд ад вытворчасці або часціцы жалеза з рэжучых інструментаў, могуць пераносіцца на паверхню дэталяў з нержавеючай сталі падчас апрацоўкі. Калі гэтыя староннія целы не выдаліць, яны могуць знізіць эфектыўнасць першапачатковай ахоўнай плёнкі.
Падчас апрацоўкі сляды свабоднага жалеза могуць сціраць інструмент і пераходзіць на паверхню апрацоўванай дэталі з нержавеючай сталі. У некаторых выпадках на дэталі можа з'явіцца тонкі пласт іржы. Насамрэч гэта карозія сталі інструментам, а не асноўнага металу. Часам расколіны ад убудаваных сталёвых часціц ад рэжучых інструментаў або іх прадуктаў карозіі могуць выклікаць эрозію самой дэталі.
Аналагічным чынам, дробныя часцінкі бруду з жалезных вырабаў могуць прыліпаць да паверхні дэталі. Нягледзячы на ​​тое, што метал можа выглядаць бліскучым у апрацаваным стане, пасля кантакту з паветрам нябачныя часцінкі свабоднага жалеза могуць выклікаць іржаўленне паверхні.
Адкрытыя сульфіды таксама могуць быць праблемай. Яны ўтвараюцца ў выніку дадання серы ў нержавеючую сталь для паляпшэння апрацоўваемасці. Сульфіды павялічваюць здольнасць сплаву ўтвараць стружку падчас апрацоўкі, якая можа цалкам адслойвацца ад рэжучага інструмента. Калі дэталі не будуць належным чынам пасіваваны, сульфіды могуць стаць адпраўной кропкай для павярхоўнай карозіі вырабленых вырабаў.
У абодвух выпадках пасівацыя патрабуецца для максімальнага павышэння натуральнай каразійнай устойлівасці нержавеючай сталі. Яна выдаляе паверхневыя забруджванні, такія як часцінкі бруду з чорных металаў і часціцы жалеза ў рэжучых інструментах, якія могуць утвараць іржу або стаць адпраўной кропкай для карозіі. Пасівацыя таксама выдаляе сульфіды, якія знаходзяцца на паверхні аўтаматных сплаваў нержавеючай сталі.
Двухэтапная працэдура забяспечвае найлепшую каразійную ўстойлівасць: 1. Ачыстка — базавая, але часам ігнаруемая працэдура; 2. Кіслотная ванна або пасівацыя.
Ачыстка заўсёды павінна быць прыярытэтам. Паверхні павінны быць старанна ачышчаны ад тлушчу, астуджальнай вадкасці або іншага вытворчага смецця для аптымальнай каразійнай стойкасці. Апрацоўчае смецце або іншы вытворчае бруд можна старанна выцерці з дэталі. Для выдалення тэхналагічных алеяў або астуджальных вадкасцей можна выкарыстоўваць камерцыйныя абястлушчвальнікі або ачышчальнікі. Староннія прадметы, такія як тэрмічныя аксіды, могуць спатрэбіцца выдаліць такімі метадамі, як шліфоўка або траўленне.
Часам аператар станка можа прапусціць базавую ачыстку, памылкова думаючы, што ачыстка і пасівацыя адбудуцца адначасова, калі проста апусціць дэталь, забруджаную тлушчам, у кіслотную ванну. Гэтага не адбудзецца. І наадварот, забруджаная тлушч рэагуе з кіслатой, утвараючы паветраныя бурбалкі. Гэтыя бурбалкі збіраюцца на паверхні апрацоўванай дэталі і перашкаджаюць пасівацыі.
Сітуацыю пагаршае забруджванне пасівацыйных раствораў, якія часам утрымліваюць высокую канцэнтрацыю хларыдаў, можа выклікаць «мільганне». У адрозненне ад атрымання жаданай аксіднай плёнкі з глянцавай, чыстай, каразійна-ўстойлівай паверхняй, імгненнае травленне можа прывесці да моцна пратраўленай або пацямнелай паверхні — пагаршэння стану паверхні, якое пасівацыя прызначана аптымізаваць.
Дэталі, вырабленыя з мартэнсітнай нержавеючай сталі [магнітнай, умерана ўстойлівай да карозіі, мяжа цякучасці да каля 280 ksi (1930 МПа)], загартоўваюцца пры падвышаных тэмпературах, а затым адпускаюцца для забеспячэння патрэбнай цвёрдасці і механічных уласцівасцей. Сплавы, якія загартоўваюцца асаджэннем, маюць лепшую трываласць і каразійную ўстойлівасць, чым мартэнсітныя сплавы, можна апрацоўваць на раствор, часткова апрацоўваць механічнай апрацоўкай, старэць пры больш нізкіх тэмпературах, а затым аздабляць.
У гэтым выпадку дэталь неабходна старанна ачысціць абястлушчвальнікам або ачышчальнікам, каб выдаліць любыя сляды апрацоўчай вадкасці перад тэрмічнай апрацоўкай. У адваротным выпадку апрацоўчая вадкасць, якая засталася на дэталі, можа выклікаць празмернае акісленне. Гэта можа прывесці да ўвагнутасцей на дэталях меншага памеру пасля выдалення акаліны кіслотнымі або абразіўнымі метадамі. Калі апрацоўчая вадкасць застаецца на загартаваных дэталях, напрыклад, у вакуумнай печы або ахоўнай атмасферы, можа адбыцца павярхоўная цэментацыя, што прывядзе да страты каразійнай устойлівасці.
Пасля дбайнай ачысткі дэталі з нержавеючай сталі можна апусціць у ванну з пасівуючай кіслатой. Можна выкарыстоўваць любы з трох метадаў: пасівацыю азотнай кіслатой, пасівацыю азотнай кіслатой з дыхраматам натрыю і пасівацыю цытрынавай кіслатой. Выбар метаду залежыць ад маркі нержавеючай сталі і зададзеных крытэрыяў прыёмкі.
Больш устойлівыя да карозіі хром-нікелевыя маркі можна пасіваваць у ванне з 20% (аб./аб.) азотнай кіслатой (малюнак 1). Як паказана ў табліцы, менш устойлівую нержавеючую сталь можна пасіваваць, дадаўшы ў ванну з азотнай кіслатой дыхрамат натрыю, што зробіць раствор больш акісляльным і здольным утвараць пасіўную плёнку на паверхні металу. Іншы варыянт замены азотнай кіслаты храматам натрыю - павялічыць канцэнтрацыю азотнай кіслаты да 50% па аб'ёме. Як даданне дыхрамату натрыю, так і больш высокая канцэнтрацыя азотнай кіслаты зніжаюць верагоднасць непажаданага ўспышкі.
Працэдура пасівацыі нержавеючых сталей, якія паддаюцца аўтаматычнай апрацоўцы (таксама паказана на малюнку 1), некалькі адрозніваецца ад працэдуры пасівацыі нержавеючых сталей, якія не паддаюцца аўтаматычнай апрацоўцы. Гэта звязана з тым, што падчас пасівацыі ў тыповай ванне з азотнай кіслатой некаторыя або ўсе сульфіды, якія змяшчаюць серу і прыдатныя для апрацоўкі, выдаляюцца, ствараючы мікраскапічныя разрывы на паверхні апрацоўванай дэталі.
Нават звычайна эфектыўнае прамыванне вадой можа пакінуць рэшткі кіслаты ў гэтых разрывах пасля пасівацыі. Гэтая кіслата будзе ўздзейнічаць на паверхню дэталі, калі яе не нейтралізаваць або выдаліць.
Каб эфектыўна пасіваваць лёгкаапрацоўваную нержавеючую сталь, кампанія Carpenter распрацавала працэс AAA (шчолач-кіслата-шчолач), які нейтралізуе рэшткі кіслаты. Гэты метад пасівацыі можна выканаць менш чым за 2 гадзіны. Вось пакрокавы працэс:
Пасля абястлушчвання замочыце дэталі ў 5% растворы гідраксіду натрыю пры тэмпературы ад 71°C да 82°C на 30 хвілін. Затым старанна прамыйце дэталі ў вадзе. Далей апусціце дэталь на 30 хвілін у 20% (аб./аб.) раствор азотнай кіслаты, які змяшчае 22 г/л дыхрамату натрыю, пры тэмпературы ад 49°C да 60°C. Пасля вымання дэталі з ванны прамыйце яе вадой, а затым апусціце ў раствор гідраксіду натрыю яшчэ на 30 хвілін. Зноў прамыйце дэталь вадой і высушыце, завяршыўшы метад AAA.
Пасівацыя цытрынавай кіслатой становіцца ўсё больш папулярнай сярод вытворцаў, якія жадаюць пазбегнуць выкарыстання мінеральных кіслот або раствораў, якія змяшчаюць дыхрамат натрыю, а таксама праблем з утылізацыяй і большай бяспекі, звязаных з іх выкарыстаннем. Цытрынавая кіслата лічыцца экалагічна чыстай ва ўсіх адносінах.
Нягледзячы на ​​тое, што пасівацыя цытрынавай кіслатой прапануе прывабныя перавагі для навакольнага асяроддзя, цэхі, якія паспяхова выкарыстоўваюць пасівацыю неарганічнай кіслатой і не маюць праблем з бяспекай, могуць захацець працягваць гэты курс. Калі ў гэтых карыстальнікаў ёсць чысты цэх, добра абслугоўванае і чыстае абсталяванне, астуджальная вадкасць без забруджванняў ад чорных металаў і працэс, які дае добрыя вынікі, рэальнай неабходнасці ў зменах можа не быць.
Пасівацыя ў ванне з цытрынавай кіслатой аказалася карыснай для шырокага спектру нержавеючых сталей, у тым ліку для некалькіх асобных марак нержавеючай сталі, як паказана на малюнку 2. Для зручнасці на малюнку 1 паказаны традыцыйны метад пасівацыі азотнай кіслатой. Звярніце ўвагу, што старыя склады азотнай кіслаты выражаюцца ў аб'ёмных працэнтах, а новыя канцэнтрацыі цытрынавай кіслаты выражаюцца ў вагавых працэнтах. Важна адзначыць, што пры рэалізацыі гэтых працэдур стараннае ўраўнаважванне часу вытрымкі, тэмпературы ванны і канцэнтрацыі мае вырашальнае значэнне, каб пазбегнуць «ўсплёску», апісанага раней.
Пасівацыйныя працэдуры адрозніваюцца ў залежнасці ад утрымання хрому і характарыстык апрацоўкі кожнага гатунку. Звярніце ўвагу на слупкі, якія спасылаюцца альбо на працэс 1, альбо на працэс 2. Як паказана на малюнку 3, працэс 1 уключае менш этапаў, чым працэс 2.
Лабараторныя выпрабаванні паказалі, што працэс пасівацыі цытрынавай кіслатой больш схільны да «імгненнай карозіі», чым працэс пасівацыі азотнай кіслатой. Фактары, якія спрыяюць гэтаму ўздзеянню, ўключаюць занадта высокую тэмпературу ванны, занадта працяглы час вытрымкі і забруджванне ванны. Прадукты цытрынавай кіслаты, якія змяшчаюць інгібітары карозіі і іншыя дабаўкі, такія як змочвальныя агенты, камерцыйна даступныя і, як паведамляецца, зніжаюць успрымальнасць да «імгненнай карозіі».
Канчатковы выбар метаду пасівацыі будзе залежаць ад крытэрыяў прымальнасці, устаноўленых заказчыкам. Глядзіце падрабязнасці ў ASTM A967. З ім можна азнаёміцца ​​на сайце www.astm.org.
Выпрабаванні часта праводзяцца для ацэнкі паверхні пасіваваных дэталяў. Пытанне, на якое трэба адказаць, такое: «Ці выдаляе пасівацыя свабоднае жалеза і аптымізуе каразійную ўстойлівасць аўтаматных сплаваў?»
Важна, каб метад выпрабаванняў адпавядаў ацэньваемай адзнацы. Занадта строгія тэсты не дазволяць прайсці цалкам добрыя матэрыялы, а занадта нестрогія тэсты не дазволяць прайсці незадавальняючыя часткі.
Нержавеючыя сталі серыі 400, якія падвяргаюцца ўмацаванням пад уздзеяннем дысперсій і лёгкаапрацоўваюцца, лепш за ўсё ацэньваць у шафе, здольнай падтрымліваць 100% вільготнасць (вільготныя ўзоры) на працягу 24 гадзін пры тэмпературы 35°C (95°F). Папярочны сячэнне часта з'яўляецца найбольш крытычнай паверхняй, асабліва для лёгкаапрацоўчых марак. Адной з прычын гэтага з'яўляецца тое, што сульфід выцягнуты ў машынным кірунку, перасякаючы гэтую паверхню.
Крытычныя паверхні павінны быць размешчаны ўверх, але пад вуглом 15-20 градусаў ад вертыкалі, каб забяспечыць выдатак вільгаці. Правільна пасіваваны матэрыял амаль не іржавее, хоць на ім могуць з'явіцца невялікія плямы.
Аўстэнітныя маркі нержавеючай сталі таксама можна ацаніць з дапамогай выпрабаванняў на вільготнасць. Пры такіх выпрабаваннях на паверхні ўзору павінны прысутнічаць кроплі вады, што сведчыць аб наяўнасці свабоднага жалеза па наяўнасці іржы.
Працэдуры пасівацыі часта выкарыстоўваных аўтаматных і неаўтаматных нержавеючых сталей у растворах цытрынавай або азотнай кіслаты патрабуюць розных працэсаў. На малюнку 3 ніжэй прыведзены падрабязныя звесткі аб выбары працэсу.
(a) Адрэгулюйце pH з дапамогай гідраксіду натрыю. (b) Глядзіце малюнак 3. (c) Na2Cr2O7 адпавядае 3 унцыі/галон (22 г/л) дыхрамату натрыю ў 20% азотнай кіслаце. Альтэрнатывай гэтай сумесі з'яўляецца 50% азотная кіслата без дыхрамату натрыю.
Больш хуткі метад - выкарыстоўваць раствор, апісаны ў ASTM A380 "Стандартная практыка ачысткі, выдалення акаліны і пасівацыі дэталяў, абсталявання і сістэм з нержавеючай сталі". Выпрабаванне заключаецца ў праціранні дэталі растворам сульфату медзі/сернай кіслаты, вытрыманні яе ў вільготным стане на працягу 6 хвілін і назіранні за медненнем. У якасці альтэрнатывы дэталь можна апусціць у раствор на 6 хвілін. Калі жалеза раствараецца, адбываецца медненне. Гэты тэст нельга выкарыстоўваць на паверхнях дэталяў харчовай прамысловасці. Акрамя таго, яго нельга выкарыстоўваць для мартэнсітных або ферытных сталей з нізкім утрыманнем хрому серыі 400, бо могуць узнікнуць ілжыва станоўчыя вынікі.
Гістарычна склалася, што для ацэнкі пасіваваных узораў таксама выкарыстоўваўся тэст у 5% саляным тумане пры тэмпературы 35°C (95°F). Гэты тэст занадта строгі для некаторых марак і звычайна не патрабуецца для пацверджання эфектыўнасці пасівацыі.
Пазбягайце выкарыстання празмернай колькасці хларыдаў, якія могуць выклікаць шкодныя імгненныя атакі. Па магчымасці выкарыстоўвайце толькі высакаякасную ваду з утрыманнем хларыдаў менш за 50 частак на мільён (ppm). Вадаправоднай вады звычайна дастаткова, і ў некаторых выпадках яна можа пераносіць да некалькіх сотняў ppm хларыдаў.
Важна рэгулярна замяняць ванну, каб пазбегнуць страты патэнцыялу пасівацыі, якая можа прывесці да перагрэву і пашкоджання дэталяў. Ванну варта падтрымліваць пры патрэбнай тэмпературы, бо перапады тэмператур могуць выклікаць лакальную карозію.
Важна прытрымлівацца вельмі канкрэтнага графіка змены раствораў падчас высокіх вытворчых цыклаў, каб мінімізаваць магчымасць забруджвання. Для праверкі эфектыўнасці ванны выкарыстоўваўся кантрольны ўзор. Калі ўзор пашкоджаны, ванну трэба замяніць.
Калі ласка, удакладніце, што некаторыя станкі вырабляюць толькі нержавеючую сталь; выкарыстоўвайце тую ж пераважную астуджальную вадкасць для рэзкі нержавеючай сталі, за выключэннем усіх іншых металаў.
Дэталі рэйкі DO апрацоўваюцца асобна, каб пазбегнуць кантакту металу з металам. Гэта асабліва важна для свабоднай апрацоўкі нержавеючай сталі, бо для дыфузіі прадуктаў карозіі ў сульфідах і прадухілення ўтварэння кіслотных кішэняў патрабуюцца свабодна цякучыя растворы для пасівацыі і прамывання.
Не пасівуйце дэталі з цэментаванай або азотаванай нержавеючай сталі. Каразійная ўстойлівасць апрацаваных такім чынам дэталяў можа знізіцца да такой ступені, што яны будуць падвяргацца ўздзеянню ў пасівацыйнай ванне.
Не выкарыстоўвайце чорныя інструменты ў не вельмі чыстым асяроддзі майстэрні. Сталёвага пяску можна пазбегнуць, выкарыстоўваючы цвёрдасплаўныя або керамічныя інструменты.
Не забывайце, што карозія можа ўзнікнуць у пасівацыйнай ванне, калі дэталь не падвергнута належнай тэрмічнай апрацоўцы. Мартэнсітныя сплавы з высокім утрыманнем вугляроду і хрому павінны быць загартаваны для ўстойлівасці да карозіі.
Пасівацыя звычайна праводзіцца пасля наступнага адпачынку з выкарыстаннем тэмператур, якія падтрымліваюць каразійную ўстойлівасць.
Не ігнаруйце канцэнтрацыю азотнай кіслаты ў пасівацыйнай ванне. Перыядычныя праверкі варта праводзіць з выкарыстаннем простай працэдуры тытравання, прапанаванай Карпентэрам. Не пасівуйце больш за адзін зрэз нержавеючай сталі адначасова. Гэта прадухіляе дарагую блытаніну і пазбягае гальванічных рэакцый.
Пра аўтараў: Тэры А. ДэБолд — спецыяліст па даследаваннях і распрацоўках сплаваў з нержавеючай сталі, а Джэймс У. Марцін — металург па прутках у кампаніі Carpenter Technology Corp. (Рыдынг, Пенсільванія).
У свеце ўсё больш строгіх патрабаванняў да аздаблення паверхняў простыя вымярэнні «шурпатасці» ўсё яшчэ карысныя. Давайце разгледзім, чаму вымярэнне паверхні важнае і як яго можна праверыць у цэху з дапамогай складаных партатыўных вымяральных прыбораў.
Вы ўпэўненыя, што ў вас найлепшая пласціна для гэтай аперацыі тачэння? Праверце стружку, асабліва калі яе не бралі на ўзбраенне. Характарыстыкі стружкі могуць шмат пра што расказаць.