شما تأیید کرده اید که قطعات طبق مشخصات ساخته شده اند.اکنون مطمئن شوید که برای محافظت از این قطعات در محیطی که مشتریان شما انتظار دارند، اقدامات لازم را انجام داده اید.#پایه
غیرفعال سازی یک گام مهم در به حداکثر رساندن مقاومت خوردگی قطعات و مجموعه های ماشینکاری شده از فولاد ضد زنگ باقی می ماند.این می تواند بین عملکرد رضایت بخش و شکست زودرس تفاوت ایجاد کند.غیرفعال سازی نادرست می تواند باعث خوردگی شود.
غیرفعال سازی یک تکنیک پس از ساخت است که مقاومت خوردگی ذاتی آلیاژهای فولاد ضد زنگ را که قطعه کار از آن ساخته می شود، به حداکثر می رساند.این رسوب زدایی یا رنگ آمیزی نیست.
در مورد مکانیسم دقیقی که توسط آن غیرفعال سازی کار می کند اتفاق نظر وجود ندارد.اما مطمئناً مشخص است که یک فیلم اکسید محافظ روی سطح فولاد ضد زنگ غیرفعال شده وجود دارد.گفته می شود که این فیلم نامرئی بسیار نازک است و ضخامت آن کمتر از 0.0000001 اینچ است که حدود 1/100000م ضخامت موی انسان است!
یک قطعه فولادی ضد زنگ تمیز، تازه ماشین‌کاری شده، صیقلی یا ترشی شده به‌طور خودکار به دلیل قرار گرفتن در معرض اکسیژن اتمسفر، این لایه اکسید را به دست می‌آورد.در شرایط ایده آل، این لایه اکسید محافظ تمام سطوح قطعه را به طور کامل پوشش می دهد.
با این حال، در عمل، آلاینده هایی مانند خاک کارخانه یا ذرات آهن ناشی از ابزارهای برش می توانند در طول پردازش بر روی سطح قطعات فولادی ضد زنگ نفوذ کنند.اگر این اجسام خارجی حذف نشوند، ممکن است اثربخشی فیلم محافظ اصلی را کاهش دهند.
در حین ماشینکاری، می توان آثار آهن آزاد را از ابزار جدا کرد و به سطح قطعه کار فولاد ضد زنگ منتقل کرد.در برخی موارد ممکن است لایه نازکی از زنگ زدگی روی قطعه ظاهر شود.در واقع، این خوردگی فولاد ابزار است، نه فلز پایه.گاهی اوقات ترک ناشی از ذرات فولادی جاسازی شده از ابزارهای برش یا محصولات خوردگی آنها می تواند خود قطعه را فرسایش دهد.
به طور مشابه، ذرات کوچک خاک متالورژیک آهنی می توانند به سطح قطعه بچسبند.اگرچه فلز ممکن است در حالت تمام شده براق به نظر برسد، اما پس از قرار گرفتن در معرض هوا، ذرات نامرئی آهن آزاد می توانند باعث زنگ زدگی سطح شوند.
سولفیدهای در معرض نیز می توانند مشکل ساز باشند.آنها با افزودن گوگرد به فولاد ضد زنگ برای بهبود قابلیت ماشینکاری ساخته می شوند.سولفیدها توانایی آلیاژ را برای تشکیل براده ها در حین ماشینکاری افزایش می دهند که می تواند به طور کامل از ابزار برش جدا شود.اگر قطعات به درستی غیرفعال نشده باشند، سولفیدها می توانند به نقطه شروع خوردگی سطحی محصولات صنعتی تبدیل شوند.
در هر دو مورد، غیرفعال سازی برای به حداکثر رساندن مقاومت خوردگی طبیعی فولاد ضد زنگ مورد نیاز است.آلاینده های سطحی مانند ذرات آهن و ذرات آهن موجود در ابزارهای برش را که می توانند زنگ زدگی ایجاد کنند یا به نقطه شروع خوردگی تبدیل شوند را حذف می کند.غیرفعال سازی همچنین سولفیدهای موجود در سطح آلیاژهای فولاد ضد زنگ برش باز را حذف می کند.
یک روش دو مرحله ای بهترین مقاومت در برابر خوردگی را فراهم می کند: 1. تمیز کردن، روش اصلی، اما گاهی اوقات نادیده گرفته می شود. 2. حمام اسیدی یا غیرفعال کردن.
تمیز کردن همیشه باید در اولویت باشد.سطوح باید به طور کامل از گریس، مایع خنک کننده یا سایر مواد زائد تمیز شوند تا از مقاومت بهینه در برابر خوردگی اطمینان حاصل شود.زباله های ماشین کاری یا سایر کثیفی های کارخانه را می توان به آرامی از روی قطعه پاک کرد.چربی زدا یا پاک کننده های تجاری را می توان برای حذف روغن های فرآیندی یا خنک کننده ها استفاده کرد.ممکن است لازم باشد مواد خارجی مانند اکسیدهای حرارتی با روش هایی مانند آسیاب کردن یا ترشی کردن حذف شوند.
گاهی اوقات اپراتور ماشین ممکن است از تمیز کردن اولیه صرف نظر کند و به اشتباه فکر کند که تمیز کردن و غیرفعال شدن همزمان اتفاق می‌افتد، فقط با فرو بردن قسمت روغن‌کاری شده در حمام اسید.اتفاق نخواهد افتاد.برعکس، گریس آلوده با اسید واکنش داده و حباب های هوا را تشکیل می دهد.این حباب ها روی سطح قطعه کار جمع می شوند و در غیرفعال شدن اختلال ایجاد می کنند.
بدتر از آن، آلودگی محلول های غیرفعال، که گاهی حاوی غلظت بالایی از کلرید است، می تواند باعث "فلش" شود.بر خلاف تولید فیلم اکسیدی مورد نظر با سطحی براق، تمیز و مقاوم در برابر خوردگی، فلاش اچ می تواند منجر به حکاکی شدید یا سیاه شدن سطح شود - تخریب سطح که غیرفعال سازی برای بهینه سازی آن طراحی شده است.
قطعات فولادی ضد زنگ مارتنزیتی [مغناطیسی، مقاوم در برابر خوردگی متوسط، استحکام تسلیم تا حدود 280 هزار psi (1930 مگاپاسکال)] در دماهای بالا خاموش می شوند و سپس برای ایجاد سختی و خواص مکانیکی مورد نظر تمپر می شوند.آلیاژهای سخت شده در اثر رسوب (که استحکام و مقاومت در برابر خوردگی بهتری نسبت به گریدهای مارتنزیتی دارند) را می توان با محلول تصفیه کرد، تا حدی ماشین کاری کرد، در دماهای پایین تر کهنه کرد و سپس به پایان رسید.
در این صورت، قطعه باید قبل از عملیات حرارتی با چربی‌گیر یا پاک‌کننده کاملاً تمیز شود تا هر گونه اثری از مایع برش از بین برود.در غیر این صورت، باقی مانده مایع خنک کننده روی قطعه ممکن است باعث اکسیداسیون بیش از حد شود.این وضعیت می تواند باعث ایجاد فرورفتگی بر روی قطعات کوچکتر پس از رسوب زدایی با روش های اسیدی یا ساینده شود.اگر مایع خنک‌کننده روی قطعات سخت شده براق، مانند کوره خلاء یا در یک اتمسفر محافظ باقی بماند، ممکن است کربوریزه شدن سطح رخ دهد و در نتیجه مقاومت در برابر خوردگی از بین برود.
پس از تمیز کردن کامل، قطعات فولادی ضد زنگ را می توان در حمام اسید غیرفعال غوطه ور کرد.هر یک از این سه روش را می توان استفاده کرد: غیرفعال سازی با اسید نیتریک، غیرفعال سازی با اسید نیتریک با دی کرومات سدیم و غیرفعال سازی با اسید سیتریک.اینکه کدام روش استفاده شود به درجه فولاد ضد زنگ و معیارهای پذیرش مشخص شده بستگی دارد.
نمرات نیکل کروم مقاوم تر در برابر خوردگی را می توان در حمام اسید نیتریک 20% (v/v) غیرفعال کرد (شکل 1).همانطور که در جدول نشان داده شده است، فولادهای ضد زنگ با مقاومت کمتر را می توان با افزودن دی کرومات سدیم به حمام اسید نیتریک غیرفعال کرد تا محلول اکسید کننده تر شود و قادر به تشکیل یک لایه غیرفعال بر روی سطح فلز باشد.گزینه دیگر برای جایگزینی اسید نیتریک با کرومات سدیم، افزایش غلظت اسید نیتریک به 50 درصد حجمی است.هم افزودن دی کرومات سدیم و هم غلظت بالاتر اسید نیتریک، احتمال فلاش ناخواسته را کاهش می دهد.
روش غیرفعال سازی برای فولادهای زنگ نزن قابل ماشینکاری (همچنین در شکل 1 نشان داده شده است) کمی متفاوت از روش برای گریدهای فولاد ضد زنگ غیر قابل ماشینکاری است.این به این دلیل است که در حین غیرفعال سازی در حمام اسید نیتریک، برخی یا همه سولفیدهای حاوی گوگرد قابل ماشینکاری حذف می شوند و ناهمگنی های میکروسکوپی روی سطح قطعه کار ایجاد می کنند.
حتی شستشوی آب به طور معمول موثر می تواند اسید باقیمانده را در این ناپیوستگی ها پس از غیرفعال شدن باقی بگذارد.این اسید در صورت خنثی نشدن یا حذف به سطح قطعه حمله می کند.
کارپنتر برای غیرفعال سازی کارآمد فولاد ضد زنگ با ماشین کاری آسان، فرآیند AAA (قلیایی-اسید-قلیایی) را توسعه داده است که اسید باقیمانده را خنثی می کند.این روش غیرفعال سازی را می توان در کمتر از 2 ساعت کامل کرد.در اینجا مراحل مرحله به مرحله آمده است:
پس از چربی زدایی، قطعات را در محلول هیدروکسید سدیم 5 درصد در دمای 160 درجه فارنهایت تا 180 درجه فارنهایت (71 تا 82 درجه سانتیگراد) به مدت 30 دقیقه خیس کنید.سپس قطعات را به خوبی در آب بشویید.سپس قطعه را به مدت 30 دقیقه در محلول اسید نیتریک 20% (v/v) حاوی 3 اونس/گال (22 گرم در لیتر) دی کرومات سدیم در دمای 120 درجه فارنهایت تا 140 درجه فارنهایت (49 درجه سانتیگراد) تا 60 درجه سانتیگراد غوطه ور کنید.) پس از خارج کردن قسمت از حمام، آن را با آب بشویید، سپس آن را به مدت 30 دقیقه در محلول هیدروکسید سدیم غوطه ور کنید.دوباره قسمت را با آب بشویید و خشک کنید و روش AAA را تکمیل کنید.
غیرفعال کردن اسید سیتریک در بین تولیدکنندگانی که می خواهند از استفاده از اسیدهای معدنی یا محلول های حاوی دی کرومات سدیم و همچنین مشکلات دفع و افزایش نگرانی های ایمنی مرتبط با استفاده از آنها اجتناب کنند، به طور فزاینده ای محبوب می شود.اسید سیتریک از همه نظر دوستدار محیط زیست در نظر گرفته می شود.
در حالی که غیرفعال کردن اسید سیتریک مزایای زیست محیطی جذابی را ارائه می دهد، فروشگاه هایی که با غیرفعال کردن اسید معدنی موفق بوده اند و هیچ نگرانی ایمنی ندارند، ممکن است بخواهند در مسیر خود باقی بمانند.اگر این کاربران یک فروشگاه تمیز داشته باشند، تجهیزات در شرایط خوب و تمیز باشند، مایع خنک کننده عاری از رسوبات آهنی کارخانه باشد، و این فرآیند نتایج خوبی داشته باشد، ممکن است نیاز واقعی به تغییر وجود نداشته باشد.
غیرفعال کردن حمام اسید سیتریک برای طیف وسیعی از فولادهای ضد زنگ، از جمله چندین درجه جداگانه از فولاد ضد زنگ، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، مفید است. برای راحتی، شکل 2. 1 شامل روش سنتی غیرفعال سازی با اسید نیتریک است.توجه داشته باشید که فرمولاسیون اسید نیتریک قدیمی به صورت درصد حجمی بیان می شود، در حالی که غلظت اسید سیتریک جدید به صورت درصد بر حسب جرم بیان می شود.توجه به این نکته مهم است که هنگام انجام این روش‌ها، تعادل دقیق زمان خیساندن، دمای حمام و غلظت برای جلوگیری از "چشمک زدن" که در بالا توضیح داده شد بسیار مهم است.
غیرفعال سازی بسته به محتوای کروم و ویژگی های پردازش هر رقم متفاوت است.به ستون های فرآیند 1 یا فرآیند 2 توجه کنید. همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است، فرآیند 1 مراحل کمتری نسبت به فرآیند 2 دارد.
آزمایش‌های آزمایشگاهی نشان داده‌اند که فرآیند غیرفعال‌سازی اسید سیتریک بیشتر از فرآیند اسید نیتریک مستعد «جوش» است.عوامل موثر در این حمله عبارتند از دمای بیش از حد حمام، زمان خیساندن بیش از حد طولانی، و آلودگی حمام.محصولات مبتنی بر اسید سیتریک حاوی بازدارنده‌های خوردگی و سایر افزودنی‌ها مانند عوامل مرطوب‌کننده به صورت تجاری در دسترس هستند و گزارش شده‌اند که حساسیت «خورندگی فلاش» را کاهش می‌دهند.
انتخاب نهایی روش غیرفعال سازی به معیارهای پذیرش تعیین شده توسط مشتری بستگی دارد.برای جزئیات بیشتر به ASTM A967 مراجعه کنید.در www.astm.org قابل دسترسی است.
آزمایش ها اغلب برای ارزیابی سطح قطعات غیرفعال شده انجام می شود.سوالی که باید پاسخ داده شود این است که "آیا غیرفعال کردن آهن آزاد را حذف می کند و مقاومت خوردگی آلیاژها را برای برش خودکار بهینه می کند؟"
مهم است که روش آزمون با کلاس مورد ارزیابی مطابقت داشته باشد.تست‌هایی که بیش از حد سخت‌گیرانه هستند، مواد کاملاً خوب را پاس نمی‌کنند، در حالی که تست‌هایی که خیلی ضعیف هستند، بخش‌های رضایت‌بخش را پشت سر نمی‌گذارند.
PH و فولادهای زنگ نزن سری 400 با ماشینکاری آسان در محفظه ای که قادر به حفظ رطوبت 100٪ (نمونه مرطوب) به مدت 24 ساعت در دمای 95 درجه فارنهایت (35 درجه سانتیگراد) باشد، به بهترین وجه ارزیابی می شوند.سطح مقطع اغلب بحرانی ترین سطح است، به ویژه برای گریدهای برش آزاد.یکی از دلایل این امر این است که سولفید در جهت دستگاه در سراسر این سطح کشیده می شود.
سطوح بحرانی باید به سمت بالا، اما با زاویه 15 تا 20 درجه نسبت به عمودی قرار گیرند تا امکان از دست دادن رطوبت فراهم شود.ماده ای که به درستی غیرفعال شده باشد به سختی زنگ می زند، اگرچه ممکن است لکه های کوچکی روی آن ظاهر شود.
نمرات فولاد ضد زنگ آستنیتی را می توان با آزمایش رطوبت نیز ارزیابی کرد.در این آزمایش، قطرات آب باید روی سطح نمونه وجود داشته باشد که نشان دهنده وجود آهن آزاد با وجود هرگونه زنگ زدگی است.
روش های غیرفعال سازی برای فولادهای زنگ نزن اتوماتیک و دستی متداول در محلول های اسید سیتریک یا نیتریک به فرآیندهای مختلفی نیاز دارد.روی انجیر3 زیر جزئیاتی در مورد انتخاب فرآیند ارائه می دهد.
(الف) pH را با هیدروکسید سدیم تنظیم کنید.(ب) به شکل.3(c) Na2Cr2O7 3 اونس/گال (22 گرم در لیتر) دی کرومات سدیم در اسید نیتریک 20 درصد است.یک جایگزین برای این مخلوط، اسید نیتریک 50٪ بدون دی کرومات سدیم است.
یک رویکرد سریعتر استفاده از ASTM A380، روش استاندارد برای تمیز کردن، رسوب زدایی و غیرفعال کردن قطعات، تجهیزات و سیستم های فولادی ضد زنگ است.این آزمایش شامل پاک کردن قطعه با محلول سولفات مس/اسید سولفوریک، مرطوب نگه داشتن آن به مدت 6 دقیقه و مشاهده آبکاری مس است.یا می توان قطعه را به مدت 6 دقیقه در محلول غوطه ور کرد.اگر آهن حل شود، آبکاری مس رخ می دهد.این آزمایش برای سطوح قطعات فرآوری مواد غذایی اعمال نمی شود.همچنین نباید روی فولادهای مارتنزیتی سری 400 یا فولادهای فریتی کم کروم استفاده شود زیرا ممکن است نتایج مثبت کاذب رخ دهد.
از نظر تاریخی، آزمایش اسپری نمک 5 درصد در دمای 95 درجه فارنهایت (35 درجه سانتیگراد) نیز برای ارزیابی نمونه‌های غیرفعال شده استفاده شده است.این آزمایش برای برخی از ارقام بسیار سخت گیرانه است و به طور کلی برای تایید اثربخشی غیرفعال سازی لازم نیست.
از استفاده بیش از حد کلریدها که می تواند باعث شعله ور شدن خطرناک شود خودداری کنید.در صورت امکان فقط از آب با کیفیت بالا با کمتر از 50 قسمت در میلیون (ppm) کلرید استفاده کنید.آب لوله کشی معمولاً کافی است و در برخی موارد می تواند تا چند صد قسمت در میلیون کلرید را تحمل کند.
مهم است که حمام را به طور منظم تعویض کنید تا پتانسیل غیرفعال شدن را از دست ندهید، که می تواند منجر به برخورد صاعقه و آسیب به قطعات شود.حمام باید در دمای مناسب نگهداری شود، زیرا دمای کنترل نشده می تواند باعث خوردگی موضعی شود.
پیروی از یک برنامه تغییر محلول بسیار خاص در طول دوره های تولید بزرگ برای به حداقل رساندن احتمال آلودگی بسیار مهم است.برای آزمایش اثربخشی حمام از نمونه کنترل استفاده شد.اگر نمونه مورد حمله قرار گرفته است، زمان تعویض حمام فرا رسیده است.
لطفا توجه داشته باشید که برخی از ماشین ها فقط فولاد ضد زنگ تولید می کنند.از همان خنک کننده ترجیحی برای برش فولاد ضد زنگ به استثنای سایر فلزات استفاده کنید.
قطعات قفسه DO به طور جداگانه ماشین کاری می شوند تا از تماس فلز با فلز جلوگیری شود.این امر به ویژه برای ماشینکاری آزاد فولاد ضد زنگ بسیار مهم است، زیرا برای پخش محصولات خوردگی سولفید و جلوگیری از تشکیل محفظه های اسیدی، به محلول های غیرفعال و فلاشینگ با جریان آسان نیاز است.
قطعات فولاد ضد زنگ کربوره یا نیترید شده را غیرفعال نکنید.مقاومت در برابر خوردگی قطعاتی که به این روش درمان می شوند را می توان به حدی کاهش داد که در حمام غیرفعال سازی آسیب ببینند.
از ابزار فلزات آهنی در شرایط کارگاهی که تمیز نیستند استفاده نکنید.با استفاده از ابزار کاربید یا سرامیکی می توان از تراشه های فولادی جلوگیری کرد.
توجه داشته باشید که اگر قطعه به درستی عملیات حرارتی نشده باشد، ممکن است در حمام غیرفعال خوردگی رخ دهد.گریدهای مارتنزیتی با محتوای کربن و کروم بالا باید برای مقاومت در برابر خوردگی سخت شوند.
غیرفعال سازی معمولاً پس از تلطیف بعدی در دمایی انجام می شود که مقاومت در برابر خوردگی را حفظ می کند.
از غلظت اسید نیتریک در حمام غیرفعال غافل نشوید.بررسی های دوره ای باید با استفاده از روش تیتراسیون ساده پیشنهاد شده توسط کارپنتر انجام شود.بیش از یک فولاد ضد زنگ را در یک زمان غیرفعال نکنید.این از سردرگمی پرهزینه جلوگیری می کند و از واکنش های گالوانیکی جلوگیری می کند.
درباره نویسندگان: Terry A. DeBold متخصص تحقیق و توسعه آلیاژهای فولاد ضد زنگ و James W. Martin متخصص متالورژی میله در Carpenter Technology Corp.(ریدینگ، پنسیلوانیا).
چقدر است؟چقدر فضا نیاز دارم؟با چه مسائل زیست محیطی مواجه خواهم شد؟منحنی یادگیری چقدر شیب دار است؟آندایزینگ دقیقا چیست؟در زیر پاسخ سوالات اولیه اساتید در مورد آنودایز داخلی آورده شده است.
به دست آوردن نتایج ثابت و با کیفیت بالا از فرآیند آسیاب بدون مرکز نیاز به درک اساسی دارد.بیشتر مشکلات کاربردی مرتبط با سنگ زنی بدون مرکز از عدم درک اصول اولیه ناشی می شود.این مقاله توضیح می دهد که چرا فرآیند بی فکر کار می کند و چگونه می توان از آن به طور موثر در کارگاه خود استفاده کرد.