Du har verificeret, at delene er fremstillet efter specifikation.Sørg nu for at tage skridt til at beskytte disse dele i det miljø, dine kunder forventer.#grundlag
Passivering er fortsat et vigtigt skridt i at maksimere korrosionsbestandigheden af ​​dele og samlinger fremstillet af rustfrit stål.Dette kan gøre forskellen mellem tilfredsstillende ydeevne og for tidlig fejl.Forkert passivering kan forårsage korrosion.
Passivering er en efterfremstillingsteknik, der maksimerer den iboende korrosionsbestandighed af de rustfri stållegeringer, som emnet er lavet af.Dette er ikke afkalkning eller maling.
Der er ingen konsensus om den nøjagtige mekanisme, hvorved passivering virker.Men man ved med sikkerhed, at der er en beskyttende oxidfilm på overfladen af ​​passiveret rustfrit stål.Denne usynlige film siges at være ekstremt tynd, mindre end 0,0000001 tomme tyk, hvilket er omkring 1/100.000 af tykkelsen af ​​et menneskehår!
En ren, nybearbejdet, poleret eller syltet rustfri ståldel vil automatisk få denne oxidfilm på grund af eksponering for atmosfærisk ilt.Under ideelle forhold dækker dette beskyttende oxidlag fuldstændigt alle overflader af delen.
I praksis kan der dog komme forurenende stoffer som fabrikssnavs eller jernpartikler fra skærende værktøjer på overfladen af ​​rustfri ståldele under forarbejdningen.Hvis de ikke fjernes, kan disse fremmedlegemer reducere effektiviteten af ​​den originale beskyttelsesfilm.
Under bearbejdningen kan spor af frit jern fjernes fra værktøjet og overføres til overfladen af ​​det rustfri stålemne.I nogle tilfælde kan der forekomme et tyndt lag rust på delen.Faktisk er dette korrosionen af ​​værktøjsstålet, ikke basismetallet.Nogle gange kan revner fra indstøbte stålpartikler fra skærende værktøjer eller deres korrosionsprodukter erodere selve delen.
På samme måde kan små partikler af jernholdigt metallurgisk snavs klæbe til overfladen af ​​delen.Selvom metallet kan virke skinnende i sin færdige tilstand, kan usynlige partikler af frit jern efter eksponering for luft forårsage overfladerust.
Udsatte sulfider kan også være et problem.De er fremstillet ved at tilsætte svovl til rustfrit stål for at forbedre bearbejdeligheden.Sulfider øger legeringens evne til at danne spåner under bearbejdning, som kan fjernes helt fra skæreværktøjet.Hvis dele ikke er ordentligt passiverede, kan sulfider blive udgangspunktet for overfladekorrosion af industriprodukter.
I begge tilfælde kræves passivering for at maksimere den naturlige korrosionsbestandighed af det rustfri stål.Det fjerner overfladeforurenende stoffer som jernpartikler og jernpartikler i skærende værktøjer, der kan danne rust eller blive udgangspunktet for korrosion.Passivering fjerner også sulfider fundet på overfladen af ​​åbne rustfrie stållegeringer.
En to-trins procedure giver den bedste korrosionsbestandighed: 1. Rengøring, hovedproceduren, men nogle gange forsømt 2. Syrebad eller passivering.
Rengøring bør altid prioriteres højt.Overflader skal rengøres grundigt for fedt, kølevæske eller andet affald for at sikre optimal korrosionsbestandighed.Bearbejdningsaffald eller andet fabrikssnavs kan forsigtigt tørres af delen.Kommercielle affedtningsmidler eller rengøringsmidler kan bruges til at fjerne procesolier eller kølemidler.Fremmede stoffer såsom termiske oxider skal muligvis fjernes ved metoder som formaling eller bejdsning.
Nogle gange kan maskinoperatøren springe over grundlæggende rengøring og fejlagtigt tro, at rengøring og passivering vil ske på samme tid, blot ved at nedsænke den olierede del i et syrebad.Det kommer ikke til at ske.Omvendt reagerer forurenet fedt med syre og danner luftbobler.Disse bobler samler sig på emnets overflade og forstyrrer passiveringen.
Endnu værre kan forurening af passiveringsopløsninger, som nogle gange indeholder høje koncentrationer af chlorider, forårsage en "flash".I modsætning til at producere den ønskede oxidfilm med en skinnende, ren, korrosionsbestandig overflade, kan flashætsning resultere i alvorlig ætsning eller sortfarvning af overfladen - en forringelse af overfladen, som passivering er designet til at optimere.
Martensitiske rustfrit ståldele [magnetiske, moderat korrosionsbestandige, flydespænding op til ca. 280 tusind psi (1930 MPa)] bratkøles ved høje temperaturer og hærdes derefter for at give den ønskede hårdhed og mekaniske egenskaber.Udfældningshærdede legeringer (som har bedre styrke og korrosionsbestandighed end martensitiske kvaliteter) kan opløsningsbehandles, delvist bearbejdes, ældes ved lavere temperaturer og derefter færdigbehandles.
I dette tilfælde skal delen rengøres grundigt med et affedtningsmiddel eller rensemiddel før varmebehandling for at fjerne eventuelle spor af skærevæske.Ellers kan kølevæske tilbage på delen forårsage overdreven oxidation.Denne tilstand kan forårsage, at der dannes buler på mindre dele efter afkalkning med syre eller slibende metoder.Hvis kølevæske efterlades på skinnende hærdede dele, såsom i en vakuumovn eller i en beskyttende atmosfære, kan overfladekarburering forekomme, hvilket resulterer i tab af korrosionsbestandighed.
Efter grundig rengøring kan rustfri ståldele nedsænkes i et passiverende syrebad.Enhver af de tre metoder kan bruges – passivering med salpetersyre, passivering med salpetersyre med natriumdichromat og passivering med citronsyre.Hvilken metode der skal bruges afhænger af kvaliteten af ​​rustfrit stål og de specificerede acceptkriterier.
Mere korrosionsbestandige nikkelchromkvaliteter kan passiveres i et 20 % (v/v) salpetersyrebad (Figur 1).Som vist i tabellen kan mindre modstandsdygtige rustfrit stål passiveres ved at tilsætte natriumdichromat til et bad af salpetersyre for at gøre opløsningen mere oxiderende og i stand til at danne en passiverende film på metaloverfladen.En anden mulighed for at erstatte salpetersyre med natriumchromat er at øge koncentrationen af ​​salpetersyre til 50 volumenprocent.Både tilsætningen af ​​natriumdichromat og den højere koncentration af salpetersyre reducerer sandsynligheden for en uønsket flash.
Passiveringsproceduren for bearbejdelige rustfrie stål (også vist i fig. 1) er en smule anderledes end proceduren for ikke-bearbejdbare rustfri stålkvaliteter.Dette skyldes, at under passivering i et salpetersyrebad fjernes nogle eller alle de bearbejdelige svovlholdige sulfider, hvilket skaber mikroskopiske inhomogeniteter på overfladen af ​​emnet.
Selv normalt effektiv vandvask kan efterlade restsyre i disse diskontinuiteter efter passivering.Denne syre vil angribe overfladen af ​​delen, hvis den ikke neutraliseres eller fjernes.
Til effektiv passivering af letbearbejdeligt rustfrit stål har Carpenter udviklet AAA-processen (Alkaline-Acid-Alkaline), som neutraliserer restsyre.Denne passiveringsmetode kan gennemføres på mindre end 2 timer.Her er processen trin for trin:
Efter affedtning lægges dele i blød i 5 % natriumhydroxidopløsning ved 160°F til 180°F (71°C til 82°C) i 30 minutter.Skyl derefter delene grundigt i vand.Nedsænk derefter delen i 30 minutter i en 20 % (v/v) salpetersyreopløsning indeholdende 3 oz/gal (22 g/l) natriumdichromat ved 120°F til 140°F (49°C) til 60°C.) Efter at have fjernet delen fra badet, skyl den med vand og nedsænk den derefter i en natriumhydroxidopløsning i 30 minutter.Skyl delen igen med vand og tør, fuldfør AAA-metoden.
Citronsyrepassivering bliver stadig mere populær hos producenter, der ønsker at undgå brugen af ​​mineralsyrer eller opløsninger, der indeholder natriumdichromat, samt bortskaffelsesproblemer og øgede sikkerhedsproblemer forbundet med deres brug.Citronsyre anses for at være miljøvenlig i alle henseender.
Mens citronsyrepassivering giver attraktive miljømæssige fordele, vil butikker, der har haft succes med passivering af uorganisk syre og ikke har nogen sikkerhedsproblemer, måske ønske at holde kursen.Hvis disse brugere har en ren butik, udstyret er i god stand og rent, kølevæsken er fri for fabriksjernaflejringer, og processen giver gode resultater, er der muligvis ikke et reelt behov for ændringer.
Citronsyrebadpassivering har vist sig at være nyttig for en lang række rustfrit stål, herunder flere individuelle kvaliteter af rustfrit stål, som vist i figur 2. For nemheds skyld inkluderer figur 2. 1 den traditionelle metode til passivering med salpetersyre.Bemærk, at de gamle salpetersyreformuleringer er udtrykt i volumenprocenter, mens de nye citronsyrekoncentrationer er udtrykt i vægtprocenter.Det er vigtigt at bemærke, at når du udfører disse procedurer, er en omhyggelig balance mellem iblødsætningstid, badtemperatur og koncentration afgørende for at undgå "blinken" beskrevet ovenfor.
Passivering varierer afhængigt af chromindholdet og forarbejdningsegenskaberne for hver sort.Læg mærke til kolonnerne for enten proces 1 eller proces 2. Som vist i figur 3 har proces 1 færre trin end proces 2.
Laboratorieforsøg har vist, at citronsyrepassiveringsprocessen er mere tilbøjelig til at "koge" end salpetersyreprocessen.Faktorer, der bidrager til dette angreb, omfatter for høj badtemperatur, for lang iblødsætningstid og badkontamination.Citronsyrebaserede produkter, der indeholder korrosionsinhibitorer og andre tilsætningsstoffer, såsom befugtningsmidler, er kommercielt tilgængelige og rapporteres at reducere "flash-korrosion"-følsomheden.
Det endelige valg af passiveringsmetode vil afhænge af acceptkriterierne fastsat af kunden.Se ASTM A967 for detaljer.Den kan tilgås på www.astm.org.
Tests udføres ofte for at evaluere overfladen af ​​passiverede dele.Spørgsmålet, der skal besvares, er "Fjerner passivering frit jern og optimerer legeringens korrosionsbestandighed til automatisk skæring?"
Det er vigtigt, at testmetoden matcher den klasse, der evalueres.Tests, der er for strenge, vil ikke bestå absolut gode materialer, mens tests, der er for svage, vil bestå utilfredsstillende dele.
PH og letbearbejdning af rustfrit stål i 400-serien vurderes bedst i et kammer, der er i stand til at opretholde 100 % fugtighed (prøvevåd) i 24 timer ved 95°F (35°C).Tværsnittet er ofte den mest kritiske overflade, især for friskæringskvaliteter.En årsag til dette er, at sulfidet trækkes i maskinretningen hen over denne overflade.
Kritiske overflader skal placeres opad, men i en vinkel på 15 til 20 grader fra lodret, for at tillade fugttab.Korrekt passiveret materiale vil næppe ruste, selvom der kan forekomme små pletter på det.
Austenitiske rustfri stålkvaliteter kan også evalueres ved fugtprøvning.I denne test bør der være dråber af vand på overfladen af ​​prøven, hvilket indikerer frit jern ved tilstedeværelsen af ​​rust.
Passiveringsprocedurer for almindeligt anvendte automatiske og manuelle rustfrit stål i citron- eller salpetersyreopløsninger kræver forskellige processer.På fig.3 nedenfor giver detaljer om procesvalg.
(a) Juster pH med natriumhydroxid.(b) Se fig.3(c) Na2Cr2O7 er 3 oz/gal (22 g/L) natriumdichromat i 20 % salpetersyre.Et alternativ til denne blanding er 50% salpetersyre uden natriumdichromat.
En hurtigere tilgang er at bruge ASTM A380, standardpraksis for rengøring, afkalkning og passivering af rustfrit ståldele, udstyr og systemer.Testen omfatter aftørring af delen med en kobbersulfat/svovlsyreopløsning, at holde den våd i 6 minutter og observere kobberbelægningen.Alternativt kan delen nedsænkes i opløsningen i 6 minutter.Hvis jern opløses, sker der kobberbelægning.Denne test gælder ikke for overfladerne af fødevareforarbejdningsdele.Det bør heller ikke bruges på 400-seriens martensitiske stål eller ferritiske stål med lavt kromindhold, da falske positive resultater kan forekomme.
Historisk set er 5% saltspraytesten ved 95°F (35°C) også blevet brugt til at evaluere passiverede prøver.Denne test er for streng for nogle sorter og er generelt ikke påkrævet for at bekræfte effektiviteten af ​​passivering.
Undgå at bruge overskydende klorider, som kan forårsage farlige opblussen.Brug kun vand af høj kvalitet med mindre end 50 dele pr. million (ppm) klorid, når det er muligt.Postevand er normalt tilstrækkeligt, og i nogle tilfælde kan det modstå op til flere hundrede ppm af klorider.
Det er vigtigt at udskifte badet regelmæssigt for ikke at miste passiveringspotentialet, hvilket kan føre til lynnedslag og beskadigelse af dele.Badet skal holdes på den rette temperatur, da ukontrollerede temperaturer kan forårsage lokal korrosion.
Det er vigtigt at følge en meget specifik løsningsændringsplan under store produktionsserier for at minimere muligheden for kontaminering.En kontrolprøve blev brugt til at teste effektiviteten af ​​badet.Hvis prøven er blevet angrebet, er det tid til at udskifte badet.
Bemærk venligst, at nogle maskiner kun producerer rustfrit stål;brug det samme foretrukne kølemiddel til skæring af rustfrit stål med udelukkelse af alle andre metaller.
DO-stativdelene bearbejdes separat for at undgå metal til metal-kontakt.Dette er især vigtigt for fri bearbejdning af rustfrit stål, da letflydende passiverings- og skylleløsninger er nødvendige for at sprede sulfidkorrosionsprodukter og forhindre dannelse af syrelommer.
Passiver ikke karburerede eller nitrerede rustfrit ståldele.Korrosionsbestandigheden af ​​dele behandlet på denne måde kan reduceres i en sådan grad, at de kan blive beskadiget i passiveringsbadet.
Brug ikke værktøj af jernholdigt metal i værkstedsforhold, der ikke er særligt rene.Stålspåner kan undgås ved at bruge hårdmetal eller keramiske værktøjer.
Vær opmærksom på, at der kan opstå korrosion i passiveringsbadet, hvis delen ikke er blevet ordentligt varmebehandlet.Martensitiske kvaliteter med højt kulstof- og kromindhold skal hærdes for korrosionsbestandighed.
Passivering udføres normalt efter efterfølgende anløbning ved temperaturer, der opretholder korrosionsbestandighed.
Forsøm ikke koncentrationen af ​​salpetersyre i passiveringsbadet.Periodiske kontroller bør udføres ved hjælp af den simple titreringsprocedure, som er foreslået af Carpenter.Passiver ikke mere end ét rustfrit stål ad gangen.Dette forhindrer kostbar forvirring og forhindrer galvaniske reaktioner.
Om forfatterne: Terry A. DeBold er R&D-specialist i rustfrit stållegeringer, og James W. Martin er specialist i barmetallurgi hos Carpenter Technology Corp.(Reading, Pennsylvania).
Hvor meget bliver det?Hvor meget plads har jeg brug for?Hvilke miljøproblemer vil jeg stå over for?Hvor stejl er indlæringskurven?Hvad er anodisering helt præcist?Nedenfor er svarene på mestrenes indledende spørgsmål om anodisering af interiøret.
At få ensartede resultater af høj kvalitet fra den centerløse slibeproces kræver en grundlæggende forståelse.De fleste af de applikationsproblemer, der er forbundet med centerløs slibning, skyldes manglende forståelse af det grundlæggende.Denne artikel forklarer, hvorfor den tankeløse proces fungerer, og hvordan du bruger den mest effektivt i dit værksted.