Ověřili jste, že díly jsou vyrobeny podle specifikace.Nyní se ujistěte, že podniknete kroky k ochraně těchto dílů v prostředí, které vaši zákazníci očekávají.#základna
Pasivace zůstává důležitým krokem při maximalizaci odolnosti dílů a sestav vyrobených z nerezové oceli proti korozi.To může znamenat rozdíl mezi uspokojivým výkonem a předčasným selháním.Nesprávná pasivace může způsobit korozi.
Pasivace je post-výrobní technika, která maximalizuje vlastní korozní odolnost slitin nerezové oceli, ze kterých je obrobek vyroben.Nejedná se o odstraňování vodního kamene ani lakování.
Neexistuje jednotný názor na přesný mechanismus, kterým pasivace funguje.S jistotou je ale známo, že na povrchu pasivované nerezové oceli je ochranný oxidový film.Tento neviditelný film je údajně extrémně tenký, má tloušťku menší než 0,0000001 palce, což je asi 1/100 000 tloušťky lidského vlasu!
Čistý, čerstvě opracovaný, leštěný nebo mořený díl z nerezové oceli automaticky získá tento oxidový film v důsledku vystavení atmosférickému kyslíku.Za ideálních podmínek tato ochranná vrstva oxidu zcela pokrývá všechny povrchy součásti.
V praxi se však při zpracování mohou na povrch nerezových dílů dostat nečistoty, jako jsou tovární nečistoty nebo částice železa z řezných nástrojů.Pokud nebudou odstraněna, mohou tato cizí tělesa snížit účinnost původní ochranné fólie.
Během obrábění lze z nástroje odstranit stopy volného železa a přenést je na povrch nerezového obrobku.V některých případech se na součásti může objevit tenká vrstva rzi.Ve skutečnosti se jedná o korozi nástrojové oceli, nikoli obecného kovu.Někdy mohou praskliny od zapuštěných ocelových částic z řezných nástrojů nebo jejich korozních produktů erodovat samotný díl.
Podobně mohou na povrchu dílu ulpívat drobné částice železných metalurgických nečistot.Přestože se kov může ve svém hotovém stavu jevit jako lesklý, po vystavení vzduchu mohou neviditelné částice volného železa způsobit povrchovou rez.
Problémem mohou být i exponované sulfidy.Vyrábějí se přidáním síry do nerezové oceli pro zlepšení obrobitelnosti.Sulfidy zvyšují schopnost slitiny tvořit při obrábění třísky, které lze zcela odstranit z řezného nástroje.Pokud nejsou díly řádně pasivovány, mohou se sulfidy stát výchozím bodem pro povrchovou korozi průmyslových výrobků.
V obou případech je nutná pasivace, aby se maximalizovala přirozená korozní odolnost nerezové oceli.Odstraňuje povrchové nečistoty, jako jsou částice železa a částice železa v řezných nástrojích, které mohou vytvářet rez nebo se stát výchozím bodem pro korozi.Pasivace také odstraňuje sulfidy nacházející se na povrchu otevřených slitin nerezové oceli.
Nejlepší korozní odolnost poskytuje dvoustupňový postup: 1. Čištění, hlavní postup, ale někdy opomíjený 2. Kyselá lázeň nebo pasivace.
Čištění by mělo být vždy prioritou.Povrchy musí být důkladně očištěny od mastnoty, chladicí kapaliny nebo jiných nečistot, aby byla zajištěna optimální odolnost proti korozi.Nečistoty po obrábění nebo jiné tovární nečistoty lze ze součásti jemně setřít.K odstranění procesních olejů nebo chladicích kapalin lze použít komerční odmašťovače nebo čističe.Cizí látky, jako jsou tepelné oxidy, může být nutné odstranit metodami, jako je mletí nebo moření.
Někdy může obsluha stroje vynechat základní čištění a mylně se domnívat, že k čištění a pasivaci dojde současně, pouhým ponořením naolejovaného dílu do kyselé lázně.To se nestane.Naopak znečištěné mazivo reaguje s kyselinou za vzniku vzduchových bublin.Tyto bubliny se shromažďují na povrchu obrobku a narušují pasivaci.
Ještě horší je, že kontaminace pasivačních roztoků, které někdy obsahují vysoké koncentrace chloridů, může způsobit „záblesk“.Na rozdíl od výroby požadovaného oxidového filmu s lesklým, čistým povrchem odolným proti korozi může bleskové leptání vést k silnému leptání nebo zčernání povrchu – ke zhoršení povrchu, které má pasivace optimalizovat.
Díly z martenzitické nerezové oceli [magnetické, středně odolné proti korozi, mez kluzu až asi 280 tisíc psi (1930 MPa)] jsou kaleny při vysokých teplotách a poté popouštěny, aby se dosáhlo požadované tvrdosti a mechanických vlastností.Precipitačně tvrzené slitiny (které mají lepší pevnost a odolnost proti korozi než martenzitické třídy) mohou být ošetřeny roztokem, částečně obrobeny, stárnuty při nižších teplotách a poté dokončeny.
V tomto případě musí být díl před tepelným zpracováním důkladně očištěn odmašťovadlem nebo čističem, aby se odstranily veškeré stopy řezné kapaliny.V opačném případě může chladicí kapalina zbývající na součásti způsobit nadměrnou oxidaci.Tento stav může způsobit vznik důlků na menších částech po odstranění vodního kamene pomocí kyseliny nebo abrazivních metod.Pokud je chladicí kapalina ponechána na lesklých tvrzených dílech, např. ve vakuové peci nebo v ochranné atmosféře, může dojít k povrchové nauhličování, což má za následek ztrátu odolnosti proti korozi.
Po důkladném vyčištění lze nerezové díly ponořit do pasivační kyselé lázně.Lze použít kteroukoli ze tří metod – pasivace kyselinou dusičnou, pasivace kyselinou dusičnou s dichromanem sodným a pasivace kyselinou citronovou.Kterou metodu použít, závisí na jakosti nerezové oceli a na specifikovaných kritériích přijatelnosti.
Třídy nikl-chrom odolnější vůči korozi lze pasivovat v lázni s 20% (v/v) kyselinou dusičnou (obrázek 1).Jak je uvedeno v tabulce, méně odolné nerezové oceli lze pasivovat přidáním dichromanu sodného do lázně kyseliny dusičné, aby byl roztok více oxidační a byl schopen vytvořit pasivační film na kovovém povrchu.Další možností, jak nahradit kyselinu dusičnou chromanem sodným, je zvýšit koncentraci kyseliny dusičné na 50 % objemových.Jak přidání dichromanu sodného, ​​tak vyšší koncentrace kyseliny dusičné snižují pravděpodobnost nežádoucího vzplanutí.
Postup pasivace pro obrobitelné nerezové oceli (také znázorněný na obr. 1) se mírně liší od postupu pro neobrobitelné jakosti korozivzdorných ocelí.Je tomu tak proto, že během pasivace v lázni s kyselinou dusičnou jsou některé nebo všechny obrobitelné sulfidy obsahující síru odstraněny, což vytváří mikroskopické nehomogenity na povrchu obrobku.
I normálně účinné promývání vodou může po pasivaci zanechat v těchto nespojitostech zbytkovou kyselinu.Tato kyselina napadne povrch součásti, pokud nebude neutralizována nebo odstraněna.
Pro účinnou pasivaci snadno obrobitelné nerezové oceli vyvinul Carpenter proces AAA (Alkaline-Acid-Alkaline), který neutralizuje zbytkovou kyselinu.Tento způsob pasivace lze dokončit za méně než 2 hodiny.Zde je postup krok za krokem:
Po odmaštění namočte díly do 5% roztoku hydroxidu sodného při teplotě 71 °C až 82 °C po dobu 30 minut.Poté díly důkladně opláchněte ve vodě.Poté díl ponořte na 30 minut do 20% (v/v) roztoku kyseliny dusičné obsahujícího 3 unce/gal (22 g/l) dichromanu sodného při teplotě 120 °F až 140 °F (49 °C) až 60 °C.) Po vyjmutí z lázně jej opláchněte vodou a poté ponořte na 30 minut do roztoku hydroxidu sodného.Díl znovu opláchněte vodou a osušte, dokončete metodu AAA.
Pasivace kyselinou citronovou se stává stále oblíbenější u výrobců, kteří se chtějí vyhnout používání minerálních kyselin nebo roztoků obsahujících dichroman sodný, stejně jako problémům s likvidací a zvýšeným bezpečnostním problémům spojeným s jejich používáním.Kyselina citronová je považována za šetrnou k životnímu prostředí ve všech ohledech.
Zatímco pasivace kyselinou citronovou nabízí atraktivní přínosy pro životní prostředí, obchody, které uspěly s pasivací anorganickými kyselinami a nemají žádné obavy o bezpečnost, mohou chtít zůstat v kurzu.Pokud tito uživatelé mají čistou dílnu, zařízení je v dobrém stavu a čisté, chladicí kapalina je bez továrních železných usazenin a proces poskytuje dobré výsledky, nemusí být skutečná potřeba změny.
Bylo zjištěno, že pasivace v lázni s kyselinou citrónovou je užitečná pro širokou škálu nerezových ocelí, včetně několika jednotlivých druhů nerezové oceli, jak je znázorněno na obrázku 2. Obrázek 2. 1 obsahuje pro usnadnění tradiční metodu pasivace kyselinou dusičnou.Všimněte si, že staré formulace kyseliny dusičné jsou vyjádřeny jako objemová procenta, zatímco nové koncentrace kyseliny citronové jsou vyjádřeny jako hmotnostní procenta.Je důležité poznamenat, že při provádění těchto postupů je kritická pečlivá rovnováha mezi dobou namáčení, teplotou lázně a koncentrací, aby se zabránilo „blikání“ popsanému výše.
Pasivace se liší v závislosti na obsahu chromu a zpracovatelských vlastnostech každé odrůdy.Všimněte si sloupců pro Proces 1 nebo Proces 2. Jak je znázorněno na obrázku 3, proces 1 má méně kroků než proces 2.
Laboratorní testy ukázaly, že proces pasivace kyselinou citronovou je náchylnější k „varu“ než proces kyselinou dusičnou.Mezi faktory přispívající k tomuto útoku patří příliš vysoká teplota lázně, příliš dlouhá doba namáčení a kontaminace lázně.Produkty na bázi kyseliny citronové obsahující inhibitory koroze a další přísady, jako jsou smáčedla, jsou komerčně dostupné a uvádí se, že snižují náchylnost k „bleskové korozi“.
Konečný výběr způsobu pasivace bude záviset na kritériích přijatelnosti stanovených zákazníkem.Podrobnosti viz ASTM A967.Je dostupný na www.astm.org.
Často se provádějí zkoušky pro hodnocení povrchu pasivovaných dílů.Otázka, na kterou je třeba odpovědět, zní: „Odstraní pasivace volné železo a optimalizuje odolnost slitin proti korozi pro automatické řezání?
Je důležité, aby testovací metoda odpovídala hodnocené třídě.Příliš přísné testy neprojdou absolutně dobrými materiály, zatímco testy příliš slabé projdou nevyhovujícími díly.
PH a snadno obrobitelné nerezové oceli řady 400 jsou nejlépe hodnoceny v komoře schopné udržet 100% vlhkost (vzorek vlhký) po dobu 24 hodin při 95 °F (35 °C).Průřez je často nejkritičtějším povrchem, zejména u tříd pro volné obrábění.Jedním z důvodů je to, že sulfid je tažen ve směru stroje přes tento povrch.
Kritické povrchy by měly být umístěny nahoru, ale pod úhlem 15 až 20 stupňů od svislice, aby se umožnila ztráta vlhkosti.Správně pasivovaný materiál téměř nezreziví, i když se na něm mohou objevit malé skvrny.
Druhy austenitické korozivzdorné oceli lze také hodnotit testováním vlhkosti.Při tomto testu by měly být na povrchu vzorku přítomny kapky vody, což ukazuje na volné železo přítomností jakékoli rzi.
Pasivační postupy pro běžně používané automatické a ruční nerezové oceli v roztocích kyseliny citrónové nebo dusičné vyžadují různé procesy.Na Obr.3 níže poskytuje podrobnosti o výběru procesu.
(a) Upravte pH hydroxidem sodným.(b) Viz obr.3(c) Na2Cr207 je 3 unce/gal (22 g/l) dichromanu sodného ve 20% kyselině dusičné.Alternativou k této směsi je 50% kyselina dusičná bez dichromanu sodného.
Rychlejším přístupem je použití ASTM A380, standardní praxe pro čištění, odstraňování vodního kamene a pasivaci dílů, zařízení a systémů z nerezové oceli.Zkouška zahrnuje otírání dílu roztokem síranu měďnatého/kyseliny sírové, udržování vlhkého po dobu 6 minut a pozorování měděného pokovení.Alternativně může být díl ponořen do roztoku na 6 minut.Pokud se železo rozpustí, dojde k pomědění.Tento test se nevztahuje na povrchy dílů pro zpracování potravin.Také by se neměl používat na martenzitické oceli řady 400 nebo feritické oceli s nízkým obsahem chromu, protože se mohou objevit falešně pozitivní výsledky.
Historicky se k hodnocení pasivovaných vzorků používal také test 5% solnou mlhou při 95 °F (35 °C).Tento test je pro některé kultivary příliš přísný a obecně není vyžadován k potvrzení účinnosti pasivace.
Vyhněte se používání přebytečných chloridů, které mohou způsobit nebezpečné vzplanutí.Používejte pouze vysoce kvalitní vodu s méně než 50 částmi na milion (ppm) chloridu, kdykoli je to možné.Voda z vodovodu je obvykle dostačující a v některých případech snese až několik set dílů na milion chloridů.
Je důležité vanu pravidelně vyměňovat, abyste neztratili pasivační potenciál, který může vést k úderu blesku a poškození dílů.Lázeň musí být udržována na správné teplotě, protože nekontrolované teploty mohou způsobit lokální korozi.
Je důležité dodržovat velmi specifický harmonogram výměny řešení během velkých výrobních sérií, aby se minimalizovala možnost kontaminace.Pro testování účinnosti lázně byl použit kontrolní vzorek.Pokud byl exemplář napaden, je čas vanu vyměnit.
Vezměte prosím na vědomí, že některé stroje vyrábějí pouze nerezovou ocel;použijte stejné preferované chladivo pro řezání nerezové oceli s vyloučením všech ostatních kovů.
Díly stojanu DO jsou opracovány samostatně, aby se zabránilo kontaktu kovu s kovem.To je zvláště důležité pro volné obrábění nerezové oceli, protože k difuzi sulfidických korozních produktů a zabránění vzniku kyselých kapes jsou zapotřebí snadno tekoucí pasivační a proplachovací roztoky.
Nepasivujte nauhličované nebo nitridované díly z nerezové oceli.Korozní odolnost takto upravených dílů lze snížit natolik, že mohou být poškozeny v pasivační lázni.
Nepoužívejte nástroje ze železných kovů v dílenských podmínkách, které nejsou zvláště čisté.Ocelovým třískám se lze vyhnout použitím tvrdokovových nebo keramických nástrojů.
Uvědomte si, že v pasivační lázni může dojít ke korozi, pokud díl nebyl řádně tepelně zpracován.Martenzitické druhy s vysokým obsahem uhlíku a chrómu musí být vytvrzeny pro odolnost proti korozi.
Pasivace se obvykle provádí po následném temperování při teplotách, které zachovávají korozní odolnost.
Nezanedbávejte koncentraci kyseliny dusičné v pasivační lázni.Pravidelné kontroly by měly být prováděny pomocí jednoduchého titračního postupu navrženého Carpenterem.Nepasivujte více než jednu nerezovou ocel najednou.Tím se zabrání nákladným záměnám a zabrání se galvanickým reakcím.
O autorech: Terry A. DeBold je specialistou na výzkum a vývoj slitin nerezové oceli a James W. Martin je specialistou na barovou metalurgii ve společnosti Carpenter Technology Corp.(Reading, Pennsylvania).
Co to stojí?Kolik prostoru potřebuji?Jakým environmentálním problémům budu čelit?Jak strmá je křivka učení?Co je to vlastně anodizace?Níže jsou uvedeny odpovědi na úvodní otázky mistrů ohledně eloxování interiéru.
Získání konzistentních a vysoce kvalitních výsledků z procesu bezhrotého broušení vyžaduje základní znalosti.Většina aplikačních problémů spojených s bezhrotým broušením vzniká z nedostatečného pochopení základů.Tento článek vysvětluje, proč bezduchý proces funguje a jak jej co nejefektivněji využít ve vaší dílně.