Heu verificat que les peces es fabriquen segons les especificacions.Ara assegureu-vos de prendre mesures per protegir aquestes peces en l'entorn que esperen els vostres clients.#base
La passivació continua sent un pas important per maximitzar la resistència a la corrosió de peces i conjunts mecanitzats amb acer inoxidable.Això pot marcar la diferència entre un rendiment satisfactori i un fracàs prematur.Una passivació incorrecta pot provocar corrosió.
La passivació és una tècnica de post-fabricació que maximitza la resistència a la corrosió inherent dels aliatges d'acer inoxidable dels quals està feta la peça.Això no és descalcificació ni pintura.
No hi ha consens sobre el mecanisme exacte pel qual funciona la passivació.Però se sap del cert que hi ha una pel·lícula d'òxid protectora a la superfície de l'acer inoxidable passivat.Es diu que aquesta pel·lícula invisible és extremadament prima, menys de 0,0000001 polzades de gruix, que és aproximadament 1/100.000 del gruix d'un cabell humà!
Una peça d'acer inoxidable neta, acabada de mecanitzar, polir o decapat adquirirà automàticament aquesta pel·lícula d'òxid a causa de l'exposició a l'oxigen atmosfèric.En condicions ideals, aquesta capa protectora d'òxid cobreix completament totes les superfícies de la peça.
A la pràctica, però, els contaminants com la brutícia de fàbrica o les partícules de ferro de les eines de tall poden arribar a la superfície de les peces d'acer inoxidable durant el processament.Si no s'eliminen, aquests cossos estranys poden reduir l'eficàcia de la pel·lícula protectora original.
Durant el mecanitzat, es poden eliminar restes de ferro lliure de l'eina i transferir-les a la superfície de la peça d'acer inoxidable.En alguns casos, pot aparèixer una fina capa d'òxid a la peça.De fet, aquesta és la corrosió de l'acer de l'eina, no del metall base.De vegades, les esquerdes de les partícules d'acer incrustades de les eines de tall o els seus productes de corrosió poden erosionar la peça mateixa.
De la mateixa manera, petites partícules de brutícia metal·lúrgica ferrosa poden adherir-se a la superfície de la peça.Tot i que el metall pot semblar brillant en el seu estat acabat, després de l'exposició a l'aire, les partícules invisibles de ferro lliure poden causar òxid superficial.
Els sulfurs exposats també poden ser un problema.Es fabriquen afegint sofre a l'acer inoxidable per millorar la mecanització.Els sulfurs augmenten la capacitat de l'aliatge de formar xips durant el mecanitzat, que es poden eliminar completament de l'eina de tall.Si les peces no es passiven correctament, els sulfurs poden esdevenir el punt de partida de la corrosió superficial dels productes industrials.
En ambdós casos, la passivació és necessària per maximitzar la resistència natural a la corrosió de l'acer inoxidable.Elimina els contaminants superficials com ara partícules de ferro i partícules de ferro en eines de tall que poden formar òxid o convertir-se en el punt de partida de la corrosió.La passivació també elimina els sulfurs que es troben a la superfície dels aliatges d'acer inoxidable de tall obert.
Un procediment de dos passos proporciona la millor resistència a la corrosió: 1. Neteja, el procediment principal, però de vegades descuidat 2. Bany d'àcid o passivació.
La neteja ha de ser sempre una prioritat.Les superfícies s'han de netejar a fons de greix, refrigerant o altres residus per garantir una resistència òptima a la corrosió.Els residus de mecanitzat o altra brutícia de fàbrica es poden netejar suaument de la peça.Es poden utilitzar desengreixants o netejadors comercials per eliminar olis o refrigerants de procés.És possible que s'hagin d'eliminar matèries estranyes com els òxids tèrmics mitjançant mètodes com la mòlta o el decapat.
De vegades, l'operador de la màquina pot saltar-se la neteja bàsica, creient erròniament que la neteja i la passivació es produiran al mateix temps, simplement submergint la peça lubrificada en un bany àcid.No passarà.Per contra, el greix contaminat reacciona amb l'àcid per formar bombolles d'aire.Aquestes bombolles s'acumulen a la superfície de la peça i interfereixen amb la passivació.
Pitjor encara, la contaminació de solucions de passivació, que de vegades contenen altes concentracions de clorurs, pot provocar un "flash".A diferència de produir la pel·lícula d'òxid desitjada amb una superfície brillant, neta i resistent a la corrosió, el gravat per flaix pot provocar un gravat greu o un ennegriment de la superfície, un deteriorament de la superfície que la passivació està dissenyada per optimitzar.
Les peces d'acer inoxidable martensític [magnètics, moderadament resistents a la corrosió, límit de fluència de fins a uns 280 mil psi (1930 MPa)] s'apagan a altes temperatures i després es temperen per proporcionar la duresa i les propietats mecàniques desitjades.Els aliatges endurits per precipitació (que tenen una millor resistència i resistència a la corrosió que els graus martensítics) es poden tractar en solució, mecanitzar parcialment, envellir a temperatures més baixes i després acabar.
En aquest cas, la peça s'ha de netejar a fons amb un desengreixant o netejador abans del tractament tèrmic per eliminar qualsevol resta de líquid de tall.En cas contrari, el refrigerant que queda a la peça pot provocar una oxidació excessiva.Aquesta condició pot provocar que es formin abollaments a les peces més petites després de la descalcificació amb mètodes àcids o abrasius.Si es deixa refrigerant a les peces endurides brillants, com ara en un forn de buit o en una atmosfera protectora, es pot produir una carburació de la superfície, que provoca una pèrdua de resistència a la corrosió.
Després d'una neteja a fons, les peces d'acer inoxidable es poden submergir en un bany d'àcid passivant.Es pot utilitzar qualsevol dels tres mètodes: passivació amb àcid nítric, passivació amb àcid nítric amb dicromat de sodi i passivació amb àcid cítric.El mètode a utilitzar depèn del grau d'acer inoxidable i dels criteris d'acceptació especificats.
Els graus de níquel-crom més resistents a la corrosió es poden passivar en un bany d'àcid nítric al 20% (v/v) (figura 1).Com es mostra a la taula, els acers inoxidables menys resistents es poden passivar afegint dicromat de sodi a un bany d'àcid nítric per fer que la solució sigui més oxidant i capaç de formar una pel·lícula passiva a la superfície metàl·lica.Una altra opció per substituir l'àcid nítric per cromat de sodi és augmentar la concentració d'àcid nítric al 50% en volum.Tant l'addició de dicromat de sodi com la concentració més alta d'àcid nítric redueixen la probabilitat d'un flaix no desitjat.
El procediment de passivació dels acers inoxidables mecanitzables (també es mostra a la figura 1) és lleugerament diferent del procediment dels graus d'acer inoxidable no mecanitzables.Això es deu al fet que durant la passivació en un bany d'àcid nítric s'eliminen alguns o tots els sulfurs mecanitzables que contenen sofre, creant deshomogeneïtats microscòpiques a la superfície de la peça.
Fins i tot el rentat amb aigua normalment eficaç pot deixar àcid residual en aquestes discontinuïtats després de la passivació.Aquest àcid atacarà la superfície de la peça si no es neutralitza o elimina.
Per a la passivació eficient de l'acer inoxidable fàcil de mecanitzar, Carpenter ha desenvolupat el procés AAA (Alcaline-Acid-Alkaline), que neutralitza l'àcid residual.Aquest mètode de passivació es pot completar en menys de 2 hores.Aquí teniu el procés pas a pas:
Després de desgreixar, remulleu les peces en una solució d'hidròxid de sodi al 5% a 160 °F a 180 °F (71 °C a 82 °C) durant 30 minuts.A continuació, esbandiu bé les peces amb aigua.A continuació, submergiu la peça durant 30 minuts en una solució d'àcid nítric al 20% (v/v) que conté 3 oz/gal (22 g/l) de dicromat de sodi a 120 °F a 140 °F (49 °C) a 60 °C.) Després de treure la peça del bany, esbandiu-la amb aigua i després submergiu-la en una solució d'hidròxid de sodi durant 30 minuts.Esbandiu la peça de nou amb aigua i assequeu-la, completant el mètode AAA.
La passivació de l'àcid cítric és cada cop més popular entre els fabricants que volen evitar l'ús d'àcids minerals o solucions que contenen dicromat de sodi, així com els problemes d'eliminació i els problemes de seguretat associats amb el seu ús.L'àcid cítric es considera respectuós amb el medi ambient en tots els aspectes.
Tot i que la passivació d'àcid cítric ofereix beneficis ambientals atractius, les botigues que han tingut èxit amb la passivació d'àcids inorgànics i que no tenen problemes de seguretat poden voler mantenir el rumb.Si aquests usuaris tenen una botiga neta, l'equip està en bones condicions i net, el refrigerant està lliure de dipòsits ferrosos de fàbrica i el procés està donant bons resultats, pot ser que no hi hagi una necessitat real de canvi.
S'ha trobat que la passivació del bany d'àcid cítric és útil per a una àmplia gamma d'acers inoxidables, inclosos diversos graus individuals d'acer inoxidable, tal com es mostra a la figura 2. Per comoditat, la figura 2.1 inclou el mètode tradicional de passivació amb àcid nítric.Tingueu en compte que les antigues formulacions d'àcid nítric s'expressen com a percentatges en volum, mentre que les noves concentracions d'àcid cítric s'expressen com a percentatges en massa.És important tenir en compte que quan es realitzen aquests procediments, un equilibri acurat del temps de remull, la temperatura del bany i la concentració és fonamental per evitar el "parpelleig" descrit anteriorment.
La passivació varia segons el contingut de crom i les característiques de processament de cada varietat.Observeu les columnes del procés 1 o del procés 2. Com es mostra a la figura 3, el procés 1 té menys passos que el procés 2.
Les proves de laboratori han demostrat que el procés de passivació de l'àcid cítric és més propens a "ebullició" que el procés d'àcid nítric.Els factors que contribueixen a aquest atac inclouen una temperatura massa alta del bany, un temps de remull massa llarg i la contaminació del bany.Els productes a base d'àcid cítric que contenen inhibidors de la corrosió i altres additius com ara agents humectants estan disponibles comercialment i s'informa que redueixen la susceptibilitat a la "corrosió instantània".
L'elecció final del mètode de passivació dependrà dels criteris d'acceptació establerts pel client.Consulteu ASTM A967 per obtenir més informació.Es pot accedir a www.astm.org.
Sovint es fan proves per avaluar la superfície de les peces passivades.La pregunta que cal respondre és "La passivació elimina el ferro lliure i optimitza la resistència a la corrosió dels aliatges per al tall automàtic?"
És important que el mètode de prova coincideixi amb la classe que s'està avaluant.Les proves massa estrictes no superaran materials absolutament bons, mentre que les proves massa febles passaran parts insatisfactòries.
El PH i els acers inoxidables de la sèrie 400 de fàcil mecanitzat s'avaluen millor en una cambra capaç de mantenir el 100% d'humitat (mostra humida) durant 24 hores a 95 °F (35 °C).La secció transversal és sovint la superfície més crítica, especialment per als graus de tall lliure.Una de les raons d'això és que el sulfur s'estira en la direcció de la màquina a través d'aquesta superfície.
Les superfícies crítiques s'han de situar cap amunt, però en un angle de 15 a 20 graus respecte a la vertical, per permetre la pèrdua d'humitat.El material passivat correctament difícilment s'oxidarà, tot i que hi poden aparèixer petites taques.
Els graus d'acer inoxidable austenític també es poden avaluar mitjançant proves d'humitat.En aquesta prova, les gotes d'aigua han d'estar presents a la superfície de la mostra, indicant ferro lliure per la presència de qualsevol rovell.
Els procediments de passivació d'acers inoxidables automàtics i manuals d'ús habitual en solucions d'àcid cítric o nítric requereixen diferents processos.A la fig.3 a continuació proporciona detalls sobre la selecció del procés.
(a) Ajusteu el pH amb hidròxid de sodi.(b) Vegeu la fig.3(c) Na2Cr2O7 és 3 oz/gal (22 g/L) de dicromat de sodi en un 20% d'àcid nítric.Una alternativa a aquesta barreja és àcid nítric al 50% sense dicromat de sodi.
Un enfocament més ràpid és utilitzar ASTM A380, Pràctica estàndard per a la neteja, la descalcificació i la passivació de peces, equips i sistemes d'acer inoxidable.La prova inclou netejar la peça amb una solució de sulfat de coure/àcid sulfúric, mantenir-la humida durant 6 minuts i observar el revestiment de coure.Alternativament, la peça es pot submergir a la solució durant 6 minuts.Si el ferro es dissol, es produeix un revestiment de coure.Aquesta prova no s'aplica a les superfícies de les peces de processament d'aliments.A més, no s'ha d'utilitzar en acers martensítics de la sèrie 400 o acers ferrítics baixos en crom, ja que es poden produir resultats falsos positius.
Històricament, la prova d'esprai de sal del 5% a 95 °F (35 °C) també s'ha utilitzat per avaluar mostres passivades.Aquesta prova és massa estricta per a algunes varietats i, en general, no és necessària per confirmar l'eficàcia de la passivació.
Eviteu utilitzar l'excés de clorurs, que poden provocar brots perillosos.Utilitzeu només aigua d'alta qualitat amb menys de 50 parts per milió (ppm) de clorur sempre que sigui possible.L'aigua de l'aixeta sol ser suficient i, en alguns casos, pot suportar fins a diversos centenars de parts per milió de clorurs.
És important substituir el bany periòdicament per no perdre el potencial de passivació, que pot provocar llamps i danys a les peces.El bany s'ha de mantenir a la temperatura adequada, ja que les temperatures no controlades poden provocar corrosió localitzada.
És important seguir un programa de canvi de solució molt específic durant grans tirades de producció per minimitzar la possibilitat de contaminació.Es va utilitzar una mostra de control per provar l'eficàcia del bany.Si l'exemplar ha estat atacat, és hora de substituir el bany.
Tingueu en compte que algunes màquines només produeixen acer inoxidable;Utilitzeu el mateix refrigerant preferit per tallar acer inoxidable amb l'exclusió de tots els altres metalls.
Les peces del bastidor DO es mecanitzen per separat per evitar el contacte metall amb metall.Això és especialment important per al mecanitzat lliure de l'acer inoxidable, ja que es requereixen solucions de passivació i rentat de fluïdesa fàcil per difondre els productes de corrosió de sulfur i evitar la formació de bosses àcides.
No passiveu peces d'acer inoxidable carburats o nitrurats.La resistència a la corrosió de les peces tractades d'aquesta manera es pot reduir fins a tal punt que es puguin danyar en el bany de passivació.
No utilitzeu eines de metalls ferrosos en condicions de taller que no estiguin especialment netes.Les estelles d'acer es poden evitar utilitzant eines de carbur o ceràmica.
Tingueu en compte que es pot produir corrosió al bany de passivació si la peça no ha estat adequadament tractada tèrmicament.Els graus martensítics amb alt contingut de carboni i crom s'han d'endurir per a la resistència a la corrosió.
La passivació es realitza normalment després d'un tremp posterior a temperatures que mantenen la resistència a la corrosió.
No oblideu la concentració d'àcid nítric al bany de passivació.Les comprovacions periòdiques s'han de fer mitjançant el procediment de valoració senzill suggerit per Carpenter.No passiveu més d'un acer inoxidable alhora.Això evita costososes confusions i evita reaccions galvàniques.
Sobre els autors: Terry A. DeBold és un especialista en R+D d'aliatges d'acer inoxidable i James W. Martin és un especialista en metal·lúrgia de barres a Carpenter Technology Corp.(Reading, Pennsilvània).
Quant costa?Quant espai necessito?Quins problemes ambientals m'enfrontaré?Què tan pronunciada és la corba d'aprenentatge?Què és exactament l'anodització?A continuació es mostren les respostes a les preguntes inicials dels mestres sobre l'anodització de l'interior.
Obtenir resultats consistents i d'alta qualitat del procés de mòlta sense centres requereix una comprensió bàsica.La majoria dels problemes d'aplicació associats a la mòlta sense centres sorgeixen d'una manca de comprensió dels fonaments.Aquest article explica per què funciona el procés sense sentit i com utilitzar-lo de manera més eficaç al vostre taller.