Vi certigis, ke la partoj estas maŝinitaj laŭ specifoj. Nun certigu, ke vi faris paŝojn por protekti ĉi tiujn partojn en la kondiĉoj, kiujn viaj klientoj atendas. #baza
Pasivigo restas kritika paŝo en maksimumigo de la baza korodrezisto de rustorezistaj maŝinitaj partoj kaj asembleoj. Ĝi povas fari la diferencon inter kontentiga funkciado kaj trofrua fiasko. Neĝuste efektivigita, pasivigo povas fakte kaŭzi korodon.
Pasivigo estas post-fabrikada metodo kiu maksimumigas la enecan korodreziston de la rustorezistaŝtalaj alojoj kiuj produktas la laborpecon. Ĝi ne estas senkalkiĝotraktado, nek farbotegaĵo.
Ne ekzistas ĝenerala konsento pri la preciza mekanismo de kiel pasivigo funkcias. Sed estas certe, ke ekzistas protekta oksida filmo sur la surfaco de pasivigita rustorezista ŝtalo. Ĉi tiu nevidebla filmo supozeble estas ekstreme maldika, malpli ol 0,0000001 colojn dika, ĉirkaŭ 1/100.000-ono de la dikeco de homa haro!
Pura, ĵus maŝinprilaborita, polurita aŭ piklita neoksidebla ŝtala parto aŭtomate akiros ĉi tiun oksidan filmon pro sia eksponiĝo al atmosfera oksigeno. Sub idealaj kondiĉoj, ĉi tiu protekta oksida tavolo tute kovras ĉiujn surfacojn de la parto.
En praktiko, tamen, poluaĵoj kiel metieja malpuraĵo aŭ fereroj de tranĉiloj povas transiri al la surfaco de rustorezistaŝtalaj partoj dum maŝinado. Se ne forigitaj, ĉi tiuj fremdaj korpoj povas redukti la efikecon de la originala protekta filmo.
Dum maŝinado, spuroj de libera fero povas eluzi la ilon kaj transdoniĝi al la surfaco de la rustorezista ŝtala laborpeco. En iuj kazoj, maldika tavolo de rusto povas aperi sur la parto. Ĉi tio estas fakte korodo de la ŝtalo fare de la ilo, ne de la bazmetalo. Foje, fendetoj de enigitaj ŝtalpartikloj de tranĉiloj aŭ iliaj korodproduktoj povas kaŭzi erozion de la parto mem.
Simile, malgrandaj eroj de fera laboreja malpuraĵo povas algluiĝi al la surfaco de la parto. Kvankam metalo povas aspekti brila en la maŝinprilaborita stato, post eksponiĝo al aero, nevideblaj eroj de libera fero povas kaŭzi surfacan ruston.
Malkovritaj sulfidoj ankaŭ povas esti problemo. Ili devenas de aldono de sulfuro al rustorezista ŝtalo por plibonigi maŝineblecon. Sulfidoj pliigas la kapablon de la alojo formi pecetojn dum maŝinado, kiuj povas esti tute forĵetitaj de la tranĉilo. Krom se partoj estas konvene pasivigitaj, sulfidoj povas fariĝi deirpunkto por surfaca korodo sur fabrikitaj produktoj.
En ambaŭ kazoj, pasivigo estas necesa por maksimumigi la naturan korodreziston de la rustorezista ŝtalo. Ĝi forigas surfacajn poluaĵojn, kiel ferajn laborejajn malpuraĵpartiklojn kaj ferpartiklojn en tranĉiloj, kiuj povas formi ruston aŭ fariĝi deirpunkto por korodo. Pasivigo ankaŭ forigas sulfidojn eksponitajn sur la surfaco de libere tranĉantaj rustorezistaŝtalaj alojoj.
Du-ŝtupa proceduro provizas la plej bonan korodreziston: 1. Purigado, baza sed foje preteratentata proceduro; 2. Acida bano aŭ pasiviga traktado.
Purigado ĉiam devus esti prioritato. Surfacoj devas esti plene purigitaj de graso, fridigaĵo aŭ aliaj laborejaj restaĵoj por optimuma korodrezisto. Maŝinlaborderompaĵoj aŭ alia laboreja malpuraĵo povas esti zorge forviŝitaj de la parto. Komercaj sengrasigiloj aŭ purigiloj povas esti uzataj por forigi procezoleojn aŭ fridigaĵojn. Fremdaj materialoj kiel termikaj oksidoj eble devos esti forigitaj per metodoj kiel muelado aŭ piklado.
Iafoje maŝinisto povas preterlasi bazan purigadon, erare pensante, ke purigado kaj pasivigo okazos samtempe simple trempante grasŝarĝitan parton en acidbanon. Tio ne okazos. Male, poluita graso reagas kun acido por formi aervezikojn. Ĉi tiuj vezikoj kolektiĝas sur la surfaco de la laborpeco kaj malhelpas pasivigon.
Por plimalbonigi la aferojn, poluado de pasivigaj solvaĵoj, kiuj foje enhavas altajn koncentriĝojn de kloridoj, povas kaŭzi "fulmadon". Male al akiro de la dezirata oksida filmo kun brila, pura, korodorezista surfaco, fulma akvaforto povas rezultigi forte gratitan aŭ mallumigitan surfacon - surfacan difektiĝon, kiun pasivigo celas optimumigi.
Partoj faritaj el martensita rustorezista ŝtalo [magneta, modere rezistema al korodo, streĉlimo ĝis ĉirkaŭ 280 ksi (1930 MPa)] estas harditaj je altaj temperaturoj kaj poste moderigitaj por certigi la deziratan malmolecon kaj mekanikajn ecojn. Precipitaĵ-hardeblaj alojoj, kiuj havas pli bonan forton kaj korodreziston ol martensitaj alojoj, povas esti solvaĵ-traktitaj, parte maŝinitaj, maturigitaj je pli malaltaj temperaturoj, kaj poste finitaj.
En ĉi tiu kazo, la parto devas esti plene purigita per sengrasigilo aŭ purigilo por forigi iujn ajn spurojn de tranĉfluido antaŭ varmotraktado. Alie, la tranĉfluido restanta sur la parto povas kaŭzi troan oksidiĝon. Ĉi tiu kondiĉo povas kaŭzi, ke tro malgrandaj partoj difektiĝu post kiam la skvamo estis forigita per acidaj aŭ abraziaj metodoj. Se tranĉfluido estas permesita resti sur brile harditaj partoj, kiel ekzemple en vakua forno aŭ protekta atmosfero, surfaca karbonigo povas okazi, rezultante en perdo de korodrezisto.
Post ĝisfunda purigado, la rustorezistŝtalaj partoj povas esti mergitaj en pasivigan acidbanon. Iu ajn el tri metodoj povas esti uzata - nitratacida pasivigo, nitratacida pasivigo kun natria dikromato kaj citracida pasivigo. Kiun metodon uzi dependas de la grado de rustorezistŝtalo kaj la specifitaj akceptokriterioj.
Pli korodorezistaj krom-nikelaj gradoj povas esti pasivigitaj en 20% (v/v) nitratacida bano (Figuro 1). Kiel montrite en la tabelo, malpli rezistema rustorezista ŝtalo povas esti pasivigita per aldono de natria dikromato al nitratacida bano, igante la solvaĵon pli oksidiga kaj kapabla formi pasivan filmon sur la metalsurfaco. Alia eblo por anstataŭigi nitratan acidon per natria kromato estas pliigi la koncentriĝon de nitrata acido al 50% laŭ volumeno. Kaj la aldono de natria dikromato kaj la pli alta koncentriĝo de nitrata acido reduktas la eblecon de nedezirata ekflamiĝo.
La proceduro por pasivigo de libere maŝineblaj rustorezistaj ŝtaloj (ankaŭ montrita en Figuro 1) estas iom malsama ol tiu por ne-liber maŝineblaj rustorezistaj ŝtalgradoj. Ĉi tio estas ĉar dum pasivigo en tipa nitratacida bano, iuj aŭ ĉiuj sulfur-entenantaj maŝineblaj gradoj sulfidoj estas forigitaj, kreante mikroskopajn malkontinuecojn en la surfaco de la maŝinita parto.
Eĉ ĝenerale efika akva ellavaĵo povas lasi restan acidon en ĉi tiuj malkontinuecoj post pasivigo. Ĉi tiu acido tiam atakos la surfacon de la parto krom se ĝi estas neŭtraligita aŭ forigita.
Por efike pasivigi facile maŝineblan rustorezistan ŝtalon, Carpenter disvolvis la AAA (Alkalo-Acido-Alkalo) procezon, kiu neŭtraligas restan acidon. Ĉi tiu pasiviga metodo povas esti kompletigita en malpli ol 2 horoj. Jen la paŝon post paŝa procezo:
Post sengrasigo, trempigu la partojn en 5%-a natria hidroksida solvaĵo je 71°C ĝis 82°C dum 30 minutoj. Poste, bone ellavu la partojn en akvo. Poste, mergu la parton dum 30 minutoj en 20%-a (v/v) nitrata acida solvaĵo enhavanta 22 g/l da natria dikromato je 49°C ĝis 60°C. Post elpreno de la parto el la bano, ellavu ĝin per akvo kaj poste mergu ĝin en la natria hidroksida solvaĵo dum pliaj 30 minutoj. Denove ellavu la parton per akvo kaj sekigu, kompletigante la AAA-metodon.
Citrata acido-pasivigo estas ĉiam pli populara ĉe fabrikantoj, kiuj volas eviti la uzon de mineralaj acidoj aŭ solvaĵoj enhavantaj natrian dikromaton, same kiel la forigajn problemojn kaj pli grandajn sekurecajn zorgojn asociitajn kun ilia uzo. Citrata acido estas konsiderata ekologie amika en ĉiu maniero.
Kvankam pasivigo per citrata acido ofertas allogajn mediajn avantaĝojn, metiejoj, kiuj sukcesis pri pasivigo per neorganika acido kaj ne havas zorgojn pri sekurecado, eble volos daŭrigi la procezon. Se ĉi tiuj uzantoj havas puran metiejon, bone prizorgatan kaj puran ekipaĵon, fridigaĵon sen fera laboreja malpuraĵo, kaj procezon, kiu produktas bonajn rezultojn, eble ne estos vera bezono por ŝanĝoj.
Pasivigo en citratacida bano montriĝis utila por vasta gamo da rustorezistaj ŝtaloj, inkluzive de pluraj individuaj rustorezistaŝtalaj gradoj, kiel montrite en Figuro 2. Por oportuno, la tradicia nitratacida pasiviga metodo en Figuro 1 estas inkluzivita. Notu, ke pli malnovaj nitratacidaj formuloj estas esprimitaj en volumenaj procentoj, dum pli novaj citratacidaj koncentriĝoj estas esprimitaj en pezprocentoj. Gravas noti, ke dum efektivigo de ĉi tiuj proceduroj, zorgema ekvilibrigo de trempadotempo, bantemperaturo kaj koncentriĝo estas kritika por eviti la "fulmadon" priskribitan antaŭe.
Pasivigaj traktadoj varias laŭ la kroma enhavo kaj maŝinadaj karakterizaĵoj de ĉiu grado. Notu la kolumnojn referencantajn aŭ Procezon 1 aŭ Procezon 2. Kiel montrite en Figuro 3, Procezo 1 implikas malpli da paŝoj ol Procezo 2.
Laboratoriaj testoj montris, ke la citratacida pasiviga procezo estas pli ema al "fulma korodo" ol la nitratacida procezo. Faktoroj kontribuantaj al ĉi tiu atako inkluzivas tro altan bantemperaturon, tro longan trempadtempon kaj banpoluadon. Citratacidaj produktoj enhavantaj korodinhibiciilojn kaj aliajn aldonaĵojn kiel malsekigilojn estas komerce haveblaj kaj laŭdire reduktas la malsaniĝemon al "fulma korodo".
La fina elekto de pasiviga metodo dependos de la akceptokriterioj truditaj de la kliento. Vidu ASTM A967 por detaloj. Ĝi estas alirebla ĉe www.astm.org.
Testoj ofte estas farataj por taksi la surfacon de pasivigitaj partoj. La demando por respondi estas, "Ĉu pasivigo forigas liberan feron kaj optimumigas korodreziston de libertranĉaj gradoj?"
Gravas, ke la testmetodo kongruu kun la taksata grado. Tro striktaj testoj malsukcesos perfekte bonajn materialojn, dum tro striktaj testoj sukcesos nekontentigajn partojn.
Precipigaj kaj liber-maŝinadaj rustorezistaj ŝtaloj de la serio 400 estas plej bone taksataj en ŝranko kapabla konservi 100% humidecon (malsekaj specimenoj) dum 24 horoj je 35 °C. La transversa sekco ofte estas la plej kritika surfaco, precipe por liber-tranĉaj gradoj. Unu kialo por tio estas, ke la sulfido estas plilongigita en la maŝindirekto, intersekcante ĉi tiun surfacon.
Kritikaj surfacoj estu metitaj supren, sed je 15 ĝis 20 gradoj de la vertikalo por permesi humidperdon. Ĝuste pasivigita materialo apenaŭ rustos, kvankam ĝi povas montri iometan makuliĝon.
Aŭstenitaj rustorezistaj ŝtalgradoj ankaŭ povas esti taksitaj per humidectestado. Kiam tiel testite, akvogutoj devus ĉeesti sur la surfaco de la specimeno, indikante liberan feron per la ĉeesto de iu ajn rusto.
La proceduroj por pasivigi ofte uzatajn liber-tranĉajn kaj ne-liber-tranĉajn rustorezistajn ŝtalojn en citrataj aŭ nitratacidaj solvaĵoj postulas malsamajn procezojn. Figuro 3 sube provizas detalojn pri procezselektado.
(a) Ĝustigu la pH-valoron per natria hidroksido. (b) Vidu Figuron 3. (c) Na2Cr2O7 reprezentas 3 uncojn/galonon (22 g/l) da natria dikromato en 20% nitrata acido. Alternativo al ĉi tiu miksaĵo estas 50% nitrata acido sen natria dikromato.
Pli rapida metodo estas uzi la solvaĵon en ASTM A380, "Norma Praktiko por Purigado, Senkalkiĝo kaj Pasivigo de Neoksideblaj Ŝtalaj Partoj, Ekipaĵoj kaj Sistemoj". La testo konsistas el viŝado de la parto per solvaĵo de kuprosulfato/sulfuracido, tenante ĝin malseka dum 6 minutoj kaj observante ĉu estas kuprotegaĵo. Alternative, la parto povas esti mergita en la solvaĵo dum 6 minutoj. Se la fero dissolviĝas, okazas kuprotegaĵo. Ĉi tiu testo ne devus esti uzata sur la surfacoj de nutraĵprilaboraj partoj. Ankaŭ, ĝi ne devus esti uzata por 400-serio martensitaj aŭ malalt-kromaj feritaj ŝtaloj, ĉar povas okazi falspozitivaj rezultoj.
Historie, la 5%-salspraja testo je 35 °C ankaŭ estis uzata por taksi pasivigitajn specimenojn. Ĉi tiu testo estas tro rigora por iuj gradoj kaj ĝenerale ne necesas por konfirmi, ke pasivigo estas efika.
Evitu uzi troajn kloridojn, kiuj povas kaŭzi damaĝajn fulmajn atakojn. Se eble, uzu nur altkvalitan akvon kun malpli ol 50 partoj po miliono (ppm) da klorido. Krana akvo kutime sufiĉas kaj povas toleri ĝis plurcent ppm da klorido en iuj kazoj.
Gravas anstataŭigi la banon regule por eviti perdon de pasiviga potencialo, kiu povas konduki al fulmotransfalo kaj difektitaj partoj. La bano devas esti konservata je la ĝusta temperaturo, ĉar forflugantaj temperaturoj povas kaŭzi lokalizitan korodon.
Gravas konservi tre specifan horaron por ŝanĝi solvojn dum altaj produktadcikloj por minimumigi la eblecon de poluado. Kontrola specimeno estis uzata por testi la efikecon de la bano. Se la specimeno estas atakita, estas tempo anstataŭigi la banon.
Bonvolu specifi, ke iuj maŝinoj fabrikas nur neoksideblan ŝtalon; uzu la saman preferatan fridigaĵon por tranĉi neoksideblan ŝtalon, ekskludante ĉiujn aliajn metalojn.
Partoj de DO-rako estas traktataj individue por eviti metal-al-metalan kontakton. Ĉi tio estas aparte grava por libera maŝinado de rustorezista ŝtalo, ĉar libere fluantaj pasivigaj kaj flulavaj solvoj estas necesaj por difuzigi korodajn produktojn en sulfidoj kaj eviti la formadon de acidaj poŝoj.
Ne pasivigu karbonigitajn aŭ nitridigititajn rustorezistajn ŝtalajn partojn. La korodrezisto de tiel traktitaj partoj povas esti reduktita ĝis la punkto, kie ili estus atakitaj en la pasiviga bano.
Ne uzu ferajn ilojn en laboreja medio, kiu ne estas aparte pura. Ŝtalgrundo povas esti evitata per uzado de karbidaj aŭ ceramikaj iloj.
Ne forgesu, ke korodo povas okazi en la pasiviga bano se la parto ne estas varme traktita konvene. Altkarbonaj, altkromaj martensitaj gradoj devas esti harditaj por korodrezisto.
Pasivigo kutime efektiviĝas post posta moderigo uzante temperaturojn, kiuj konservas korodreziston.
Ne ignoru la koncentriĝon de nitrata acido en la pasiviga bano. Periodaj kontroloj estu faritaj per la simpla titrada proceduro provizita de Carpenter. Ne pasivigu pli ol unu rustorezistan ŝtalon samtempe. Tio malhelpas multekostan konfuzon kaj evitas galvanajn reakciojn.
Pri la aŭtoroj: Terry A. DeBold estas specialisto pri esplorado kaj disvolvado de alojoj de neoksidebla ŝtalo kaj James W. Martin estas stango-metallurgo ĉe Carpenter Technology Corp. (Reading, Pensilvanio).
En mondo de ĉiam pli striktaj specifoj pri surfaca finpoluro, simplaj mezuradoj de "malglateco" ankoraŭ utilas. Ni rigardu kial surfacmezurado gravas kaj kiel ĝi povas esti kontrolita en la fabrikejo per sofistikaj porteblaj mezuriloj.
Ĉu vi certas, ke vi havas la plej bonan inserton por ĉi tiu tornoperacio? Kontrolu la peceton, precipe se ĝi estas lasita senatente. La karakterizaĵoj de la peceto povas multe diri al vi.