Уверихте се, че частите са произведени по спецификация.Сега се уверете, че сте предприели стъпки за защита на тези части в околната среда, която клиентите ви очакват.#база
Пасивирането остава важна стъпка за максимизиране на устойчивостта на корозия на части и възли, изработени от неръждаема стомана.Това може да направи разликата между задоволителното представяне и преждевременната повреда.Неправилното пасивиране може да причини корозия.
Пасивирането е техника след производството, която максимизира присъщата устойчивост на корозия на сплавите от неръждаема стомана, от които е направен детайлът.Това не е премахване на котлен камък или боядисване.
Няма консенсус относно точния механизъм, по който действа пасивацията.Но със сигурност се знае, че върху повърхността на пасивирана неръждаема стомана има защитен оксиден филм.Твърди се, че този невидим филм е изключително тънък, с дебелина под 0,0000001 инча, което е около 1/100 000 от дебелината на човешки косъм!
Чиста, прясно обработена, полирана или ецвана част от неръждаема стомана автоматично ще придобие този оксиден филм поради излагане на атмосферен кислород.При идеални условия този защитен оксиден слой покрива напълно всички повърхности на частта.
На практика обаче замърсители като фабрична мръсотия или железни частици от режещи инструменти могат да попаднат на повърхността на частите от неръждаема стомана по време на обработката.Ако не бъдат отстранени, тези чужди тела могат да намалят ефективността на оригиналния защитен филм.
По време на обработката следи от свободно желязо могат да бъдат отстранени от инструмента и прехвърлени върху повърхността на детайла от неръждаема стомана.В някои случаи върху частта може да се появи тънък слой ръжда.Всъщност това е корозията на инструменталната стомана, а не на основния метал.Понякога пукнатини от вградени стоманени частици от режещи инструменти или техните корозионни продукти могат да разядат самата част.
По същия начин малки частици замърсявания от черна металургия могат да полепнат по повърхността на детайла.Въпреки че металът може да изглежда лъскав в готовото си състояние, след излагане на въздух невидимите частици свободно желязо могат да причинят повърхностна ръжда.
Откритите сулфиди също могат да бъдат проблем.Те са направени чрез добавяне на сяра към неръждаема стомана за подобряване на обработваемостта.Сулфидите увеличават способността на сплавта да образува стружки по време на обработката, които могат да бъдат напълно отстранени от режещия инструмент.Ако частите не са правилно пасивирани, сулфидите могат да станат отправна точка за повърхностна корозия на промишлени продукти.
И в двата случая е необходимо пасивиране, за да се увеличи максимално естествената устойчивост на корозия на неръждаемата стомана.Премахва повърхностните замърсители като железни частици и железни частици в режещи инструменти, които могат да образуват ръжда или да станат отправна точка за корозия.Пасивирането също така премахва сулфидите, намиращи се на повърхността на отворени сплави от неръждаема стомана.
Двуетапна процедура осигурява най-добра устойчивост на корозия: 1. Почистване, основната процедура, но понякога пренебрегвана 2. Киселинна баня или пасивиране.
Почистването винаги трябва да е приоритет.Повърхностите трябва да бъдат старателно почистени от грес, охлаждаща течност или други отпадъци, за да се осигури оптимална устойчивост на корозия.Остатъците от обработката или друга фабрична мръсотия могат да бъдат внимателно избърсани от детайла.Търговските обезмаслители или почистващи препарати могат да се използват за отстраняване на технологични масла или охлаждащи течности.Може да се наложи чужди вещества като термични оксиди да бъдат отстранени чрез методи като смилане или ецване.
Понякога операторът на машината може да пропусне основното почистване, погрешно вярвайки, че почистването и пасивирането ще се появят едновременно, просто чрез потапяне на омаслената част в киселинна баня.Няма да стане.Обратно, замърсената грес реагира с киселина, за да образува въздушни мехурчета.Тези мехурчета се събират върху повърхността на детайла и пречат на пасивирането.
Още по-лошо, замърсяването на пасивиращи разтвори, които понякога съдържат високи концентрации на хлориди, може да причини „светкавица“.За разлика от производството на желания оксиден филм с лъскава, чиста, устойчива на корозия повърхност, светкавичното ецване може да доведе до силно ецване или почерняване на повърхността - влошаване на повърхността, което пасивирането е предназначено да оптимизира.
Мартензитните части от неръждаема стомана [магнитни, умерено устойчиви на корозия, граница на провлачване до около 280 хиляди psi (1930 MPa)] се охлаждат при високи температури и след това се темперират, за да осигурят желаната твърдост и механични свойства.Преципитационно втвърдените сплави (които имат по-добра якост и устойчивост на корозия от мартензитните класове) могат да бъдат обработени с разтвор, частично машинно обработени, състарени при по-ниски температури и след това завършени.
В този случай частта трябва да бъде старателно почистена с обезмаслител или почистващ препарат преди термична обработка, за да се отстранят всички следи от флуид за рязане.В противен случай охлаждащата течност, останала върху частта, може да причини прекомерно окисление.Това състояние може да доведе до образуване на вдлъбнатини върху по-малки части след отстраняване на накип с киселина или абразивни методи.Ако охлаждащата течност се остави върху лъскави втвърдени части, като например във вакуумна пещ или в защитна атмосфера, може да настъпи повърхностна карбуризация, което води до загуба на устойчивост на корозия.
След цялостно почистване частите от неръждаема стомана могат да бъдат потопени в пасивираща киселинна вана.Може да се използва всеки от трите метода – пасивиране с азотна киселина, пасивиране с азотна киселина с натриев дихромат и пасивиране с лимонена киселина.Кой метод да се използва зависи от класа на неръждаемата стомана и посочените критерии за приемане.
По-устойчивите на корозия класове никел-хром могат да бъдат пасивирани в 20% (v/v) баня с азотна киселина (Фигура 1).Както е показано в таблицата, по-малко устойчивите неръждаеми стомани могат да бъдат пасивирани чрез добавяне на натриев дихромат към баня с азотна киселина, за да направи разтвора по-окислителен и способен да образува пасивиращ филм върху металната повърхност.Друга възможност за заместване на азотната киселина с натриев хромат е да се увеличи концентрацията на азотна киселина до 50% по обем.Както добавянето на натриев дихромат, така и по-високата концентрация на азотна киселина намаляват вероятността от нежелана светкавица.
Процедурата за пасивиране на обработваеми неръждаеми стомани (също показана на фиг. 1) е малко по-различна от процедурата за необработваеми неръждаеми стомани.Това е така, защото по време на пасивиране в баня с азотна киселина някои или всички сулфиди, съдържащи сяра, които могат да се обработват, се отстраняват, създавайки микроскопични нехомогенности по повърхността на детайла.
Дори обикновено ефективно измиване с вода може да остави остатъчна киселина в тези прекъсвания след пасивиране.Тази киселина ще атакува повърхността на частта, ако не се неутрализира или отстрани.
За ефективно пасивиране на лесна за машинна обработка неръждаема стомана Carpenter разработи AAA (алкално-киселинно-алкален) процес, който неутрализира остатъчната киселина.Този метод на пасивиране може да бъде завършен за по-малко от 2 часа.Ето процеса стъпка по стъпка:
След обезмасляване накиснете частите в 5% разтвор на натриев хидроксид при 160°F до 180°F (71°C до 82°C) за 30 минути.След това изплакнете частите обилно с вода.След това потопете детайла за 30 минути в 20% (v/v) разтвор на азотна киселина, съдържащ 3 oz/gal (22 g/l) натриев дихромат при 120°F до 140°F (49°C) до 60°C.) След като извадите частта от ваната, изплакнете я с вода, след което я потопете в разтвор на натриев хидроксид за 30 минути.Изплакнете частта отново с вода и изсушете, завършвайки метода AAA.
Пасивирането с лимонена киселина става все по-популярно сред производителите, които искат да избегнат използването на минерални киселини или разтвори, съдържащи натриев дихромат, както и проблеми с изхвърлянето и повишени опасения за безопасността, свързани с тяхната употреба.Лимонената киселина се счита за екологична във всички отношения.
Докато пасивирането с лимонена киселина предлага атрактивни ползи за околната среда, магазините, които са постигнали успех с пасивирането с неорганични киселини и нямат опасения за безопасността, може да искат да продължат курса.Ако тези потребители имат чист магазин, оборудването е в добро състояние и чисто, охлаждащата течност е без фабрични отлагания от желязо и процесът дава добри резултати, може да няма реална нужда от промяна.
Установено е, че пасивирането във вана с лимонена киселина е полезно за широка гама неръждаеми стомани, включително няколко отделни класа неръждаема стомана, както е показано на Фигура 2. За удобство Фигура 2.1 включва традиционния метод на пасивиране с азотна киселина.Обърнете внимание, че старите състави на азотна киселина са изразени като проценти по обем, докато новите концентрации на лимонена киселина са изразени като проценти по маса.Важно е да се отбележи, че когато извършвате тези процедури, внимателният баланс между времето за накисване, температурата на ваната и концентрацията е от решаващо значение, за да се избегне описаното по-горе „мигане“.
Пасивацията варира в зависимост от съдържанието на хром и характеристиките на обработка на всеки сорт.Обърнете внимание на колоните за процес 1 или процес 2. Както е показано на фигура 3, процес 1 има по-малко стъпки от процес 2.
Лабораторните тестове показват, че процесът на пасивиране с лимонена киселина е по-податлив на „кипене“, отколкото процесът с азотна киселина.Факторите, допринасящи за тази атака, включват твърде висока температура на ваната, твърде дълго време за накисване и замърсяване на ваната.Продукти на базата на лимонена киселина, съдържащи инхибитори на корозията и други добавки като омокрящи агенти, са достъпни в търговската мрежа и се съобщава, че намаляват чувствителността към „бърза корозия“.
Окончателният избор на метод за пасивиране ще зависи от критериите за приемане, определени от клиента.Вижте ASTM A967 за подробности.Можете да го намерите на www.astm.org.
Често се провеждат тестове за оценка на повърхността на пасивирани части.Въпросът, на който трябва да се отговори, е „Отстранява ли пасивирането свободното желязо и оптимизира ли устойчивостта на корозия на сплавите за автоматично рязане?“
Важно е тестовият метод да съответства на оценявания клас.Тестовете, които са твърде строги, няма да преминат абсолютно добрите материали, докато тестовете, които са твърде слаби, ще преминат незадоволителни части.
PH и лесните за машинна обработка неръждаеми стомани от серия 400 се оценяват най-добре в камера, способна да поддържа 100% влажност (мокра проба) за 24 часа при 95°F (35°C).Напречното сечение често е най-критичната повърхност, особено за степени на свободно рязане.Една от причините за това е, че сулфидът се изтегля в посоката на машината през тази повърхност.
Критичните повърхности трябва да бъдат разположени нагоре, но под ъгъл от 15 до 20 градуса от вертикалата, за да се позволи загуба на влага.Правилно пасивираният материал трудно ще ръждясва, въпреки че върху него могат да се появят малки петна.
Класовете аустенитна неръждаема стомана също могат да бъдат оценени чрез изпитване на влага.При този тест трябва да има капки вода по повърхността на образеца, което показва наличието на ръжда за свободно желязо.
Процедурите за пасивиране на често използвани автоматични и ръчни неръждаеми стомани в разтвори на лимонена или азотна киселина изискват различни процеси.На фиг.3 по-долу предоставя подробности за избора на процес.
(a) Коригирайте pH с натриев хидроксид.(b) Вижте фиг.3(c) Na2Cr2O7 е 3 oz/gal (22 g/L) натриев дихромат в 20% азотна киселина.Алтернатива на тази смес е 50% азотна киселина без натриев дихромат.
По-бърз подход е да се използва ASTM A380, Стандартна практика за почистване, отстраняване на котлен камък и пасивиране на части, оборудване и системи от неръждаема стомана.Тестът включва избърсване на частта с разтвор на меден сулфат/сярна киселина, поддържане влажна в продължение на 6 минути и наблюдение на медното покритие.Като алтернатива частта може да се потопи в разтвора за 6 минути.Ако желязото се разтвори, настъпва медно покритие.Този тест не се прилага за повърхности на части за обработка на храни.Също така не трябва да се използва върху мартензитни стомани от серия 400 или феритни стомани с ниско съдържание на хром, тъй като може да се получат фалшиви положителни резултати.
Исторически тестът с 5% солен спрей при 95°F (35°C) също е бил използван за оценка на пасивирани проби.Този тест е твърде строг за някои сортове и обикновено не се изисква за потвърждаване на ефективността на пасивирането.
Избягвайте използването на излишни хлориди, които могат да причинят опасни обостряния.Използвайте само висококачествена вода с по-малко от 50 части на милион (ppm) хлорид, когато е възможно.Водата от чешмата обикновено е достатъчна и в някои случаи може да издържи до няколко стотин части на милион хлориди.
Важно е ваната да се сменя редовно, за да не се загуби потенциалът за пасивиране, което може да доведе до удари на мълния и повреда на части.Ваната трябва да се поддържа при подходяща температура, тъй като неконтролираните температури могат да причинят локализирана корозия.
Важно е да следвате много специфичен график за смяна на разтвора по време на големи производствени серии, за да сведете до минимум възможността от замърсяване.Използвана е контролна проба за тестване на ефективността на ваната.Ако екземплярът е бил нападнат, време е да смените ваната.
Моля, обърнете внимание, че някои машини произвеждат само неръждаема стомана;използвайте същата предпочитана охлаждаща течност за рязане на неръждаема стомана, като изключите всички други метали.
Частите на стелажа DO се обработват отделно, за да се избегне контактът метал с метал.Това е особено важно за свободна обработка на неръждаема стомана, тъй като са необходими лесно течащи разтвори за пасивиране и промиване за дифузия на сулфидни корозионни продукти и предотвратяване на образуването на киселинни джобове.
Не пасивирайте карбуризирани или азотирани части от неръждаема стомана.Устойчивостта на корозия на частите, обработени по този начин, може да бъде намалена до такава степен, че те могат да бъдат повредени във ваната за пасивиране.
Не използвайте инструменти от черни метали в условия на работилница, които не са особено чисти.Стоманените стружки могат да бъдат избегнати чрез използване на карбидни или керамични инструменти.
Имайте предвид, че може да възникне корозия във ваната за пасивиране, ако частта не е била правилно термично обработена.Мартензитните класове с високо съдържание на въглерод и хром трябва да бъдат закалени за устойчивост на корозия.
Пасивирането обикновено се извършва след последващо темпериране при температури, които поддържат устойчивост на корозия.
Не пренебрегвайте концентрацията на азотна киселина във ваната за пасивиране.Трябва да се правят периодични проверки, като се използва простата процедура за титруване, предложена от Карпентър.Не пасивирайте повече от една неръждаема стомана наведнъж.Това предотвратява скъпо струващо объркване и предотвратява галванични реакции.
За авторите: Тери А. Деболд е специалист по научноизследователска и развойна дейност по сплави от неръждаема стомана, а Джеймс У. Мартин е специалист по металургия на пръти в Carpenter Technology Corp.(Рединг, Пенсилвания).
Колко струва?Колко място ми трябва?С какви екологични проблеми ще се сблъскам?Колко стръмна е кривата на обучение?Какво всъщност представлява анодирането?По-долу са отговорите на първоначалните въпроси на майсторите относно анодизирането на интериора.
Получаването на постоянни, висококачествени резултати от процеса на безцентрово смилане изисква основно разбиране.Повечето от проблемите при прилагане, свързани с безцентровото шлайфане, възникват от липсата на разбиране на основите.Тази статия обяснява защо безсмисленият процес работи и как да го използвате най-ефективно във вашата работилница.