Verificaches que as pezas están fabricadas segundo as especificacións. Agora asegúrate de tomar medidas para protexer estas pezas no ambiente que os teus clientes esperan. #base
A pasivación segue a ser un paso importante para maximizar a resistencia á corrosión das pezas e conxuntos mecanizados en aceiro inoxidable. Isto pode marcar a diferenza entre un rendemento satisfactorio e unha falla prematura. Unha pasivación incorrecta pode causar corrosión.
A pasivación é unha técnica de posfabricación que maximiza a resistencia inherente á corrosión das aliaxes de aceiro inoxidable coas que se fabrica a peza. Non se trata de descalcificación nin de pintura.
Non hai consenso sobre o mecanismo exacto polo que funciona a pasivación. Pero sábese con certeza que hai unha película protectora de óxido na superficie do aceiro inoxidable pasivado. Dise que esta película invisible é extremadamente delgada, de menos de 0,0000001 polgadas de grosor, o que é aproximadamente 1/100.000 do grosor dun cabelo humano!
Unha peza de aceiro inoxidable limpa, recentemente mecanizada, pulida ou decapada adquirirá automaticamente esta película de óxido debido á exposición ao osíxeno atmosférico. En condicións ideais, esta capa protectora de óxido cobre completamente todas as superficies da peza.
Non obstante, na práctica, contaminantes como a sucidade da fábrica ou as partículas de ferro das ferramentas de corte poden entrar na superficie das pezas de aceiro inoxidable durante o procesamento. Se non se eliminan, estes corpos estraños poden reducir a eficacia da película protectora orixinal.
Durante o mecanizado, pódense eliminar restos de ferro libre da ferramenta e transferilos á superficie da peza de aceiro inoxidable. Nalgúns casos, pode aparecer unha fina capa de ferruxe na peza. De feito, trátase da corrosión do aceiro para ferramentas, non do metal base. Ás veces, as gretas das partículas de aceiro incrustadas das ferramentas de corte ou os seus produtos de corrosión poden erosionar a propia peza.
Do mesmo xeito, pequenas partículas de sucidade metalúrxica ferrosa poden adherirse á superficie da peza. Aínda que o metal poida parecer brillante no seu estado acabado, despois da exposición ao aire, as partículas invisibles de ferro libre poden causar ferruxe superficial.
Os sulfuros expostos tamén poden ser un problema. Fabrícanse engadindo xofre ao aceiro inoxidable para mellorar a maquinabilidade. Os sulfuros aumentan a capacidade da aliaxe para formar lascas durante o mecanizado, que se poden eliminar completamente da ferramenta de corte. Se as pezas non se pasivan axeitadamente, os sulfuros poden converterse no punto de partida da corrosión superficial dos produtos industriais.
En ambos os casos, a pasivación é necesaria para maximizar a resistencia natural á corrosión do aceiro inoxidable. Elimina contaminantes superficiais como partículas de ferro e partículas de ferro nas ferramentas de corte que poden formar ferruxe ou converterse no punto de partida da corrosión. A pasivación tamén elimina os sulfuros que se atopan na superficie das aliaxes de aceiro inoxidable de corte aberto.
Un procedemento en dous pasos proporciona a mellor resistencia á corrosión: 1. Limpeza, o procedemento principal, pero ás veces descoidado 2. Baño de ácido ou pasivación.
A limpeza debe ser sempre unha prioridade. As superficies deben limparse a fondo de graxa, refrixerante ou outros residuos para garantir unha resistencia óptima á corrosión. Os residuos de mecanizado ou outra sucidade de fábrica pódense limpar suavemente da peza. Pódense usar desengraxantes ou produtos de limpeza comerciais para eliminar aceites ou refrixerantes de proceso. Pode ser necesario eliminar materias estrañas, como os óxidos térmicos, mediante métodos como a moenda ou o decapado.
Ás veces, o operador da máquina pode omitir a limpeza básica, crendo erroneamente que a limpeza e a pasivación se producirán ao mesmo tempo, simplemente mergullando a peza aceitada nun baño de ácido. Isto non ocorrerá. Pola contra, a graxa contaminada reacciona co ácido para formar burbullas de aire. Estas burbullas acumúlanse na superficie da peza e interfiren coa pasivación.
Peor aínda, a contaminación das solucións de pasivación, que ás veces conteñen altas concentracións de cloruros, pode causar un "gravado instantáneo". A diferenza da produción da película de óxido desexada cunha superficie brillante, limpa e resistente á corrosión, o gravado instantáneo pode provocar un gravado ou ennegrecemento grave da superficie, un deterioro da superficie que a pasivación está deseñada para optimizar.
As pezas de aceiro inoxidable martensítico [magnéticas, moderadamente resistentes á corrosión, límite elástico de ata uns 280.000 psi (1930 MPa)] son ​​arrefriadas a altas temperaturas e logo revenidas para proporcionar a dureza e as propiedades mecánicas desexadas. As aliaxes endurecidas por precipitación (que teñen mellor resistencia á corrosión que as calidades martensíticas) poden ser tratadas en solución, mecanizadas parcialmente, envellecidas a temperaturas máis baixas e logo acabadas.
Neste caso, a peza debe limparse a fondo cun desengraxante ou limpador antes do tratamento térmico para eliminar calquera rastro de fluído de corte. Se non, o refrixerante que quede na peza pode causar unha oxidación excesiva. Esta condición pode provocar abolladuras nas pezas máis pequenas despois da descalcificación con ácido ou métodos abrasivos. Se se deixa refrixerante nas pezas endurecidas e brillantes, como nun forno de baleiro ou nunha atmosfera protectora, pode producirse unha carburación superficial, o que provoca a perda de resistencia á corrosión.
Despois dunha limpeza a fondo, as pezas de aceiro inoxidable pódense mergullar nun baño de ácido pasivante. Pódese empregar calquera dos tres métodos: pasivación con ácido nítrico, pasivación con ácido nítrico con dicromato de sodio e pasivación con ácido cítrico. O método a empregar depende do grao de aceiro inoxidable e dos criterios de aceptación especificados.
As calidades de níquel-cromo máis resistentes á corrosión pódense pasivar nun baño de ácido nítrico ao 20 % (v/v) (Figura 1). Como se mostra na táboa, os aceiros inoxidables menos resistentes pódense pasivar engadindo dicromato de sodio a un baño de ácido nítrico para que a solución sexa máis oxidante e capaz de formar unha película pasivante na superficie do metal. Outra opción para substituír o ácido nítrico por cromato de sodio é aumentar a concentración de ácido nítrico ao 50 % en volume. Tanto a adición de dicromato de sodio como a maior concentración de ácido nítrico reducen a probabilidade dunha revogación non desexada.
O procedemento de pasivación para aceiros inoxidables mecanizables (tamén mostrado na figura 1) é lixeiramente diferente do procedemento para as calidades de aceiro inoxidable non mecanizables. Isto débese a que durante a pasivación nun baño de ácido nítrico elimínanse algúns ou todos os sulfuros mecanizables que conteñen xofre, creando inhomoxeneidades microscópicas na superficie da peza.
Mesmo unha limpeza con auga normalmente eficaz pode deixar ácido residual nestas descontinuidades despois da pasivación. Este ácido atacará a superficie da peza se non se neutraliza ou elimina.
Para unha pasivación eficiente do aceiro inoxidable doado de mecanizar, Carpenter desenvolveu o proceso AAA (alcalino-ácido-alcalino), que neutraliza o ácido residual. Este método de pasivación pódese completar en menos de 2 horas. Aquí está o proceso paso a paso:
Despois de desengraxar, mergulle as pezas nunha solución de hidróxido de sodio ao 5 % a 71 °C e 82 °C durante 30 minutos. A continuación, enxágüe ben as pezas en auga. A continuación, mergulle a peza durante 30 minutos nunha solución de ácido nítrico ao 20 % (v/v) que conteña 22 g/l de dicromato de sodio a 49 °C e 60 °C. Despois de retirar a peza do baño, enxágüea con auga e, a seguir, mergúllea nunha solución de hidróxido de sodio durante 30 minutos. Enxágüe de novo a peza con auga e séquea, completando o método AAA.
A pasivación con ácido cítrico é cada vez máis popular entre os fabricantes que queren evitar o uso de ácidos minerais ou solucións que conteñan dicromato de sodio, así como os problemas de eliminación e as maiores preocupacións de seguridade asociadas ao seu uso. O ácido cítrico considérase respectuoso co medio ambiente en todos os aspectos.
Aínda que a pasivación con ácido cítrico ofrece atractivas vantaxes ambientais, as tendas que tiveron éxito coa pasivación con ácido inorgánico e non teñen problemas de seguridade poden querer seguir o rumbo. Se estes usuarios teñen un taller limpo, o equipo está en boas condicións e limpo, o refrixerante está libre de depósitos ferrosos da fábrica e o proceso produce bos resultados, pode que non haxa unha necesidade real de cambio.
A pasivación en baño de ácido cítrico demostrou ser útil para unha ampla gama de aceiros inoxidables, incluíndo varios graos individuais de aceiro inoxidable, como se mostra na Figura 2. Para maior comodidade, a Figura 2.1 inclúe o método tradicional de pasivación con ácido nítrico. Teña en conta que as antigas formulacións de ácido nítrico exprésanse como porcentaxes en volume, mentres que as novas concentracións de ácido cítrico exprésanse como porcentaxes en masa. É importante ter en conta que, ao realizar estes procedementos, é fundamental un equilibrio coidadoso entre o tempo de remollo, a temperatura do baño e a concentración para evitar a "reactivación" descrita anteriormente.
A pasivación varía dependendo do contido de cromo e das características de procesamento de cada variedade. Observe as columnas do Proceso 1 ou do Proceso 2. Como se mostra na Figura 3, o Proceso 1 ten menos pasos que o Proceso 2.
As probas de laboratorio demostraron que o proceso de pasivación con ácido cítrico é máis propenso á "ebulición" que o proceso con ácido nítrico. Entre os factores que contribúen a este ataque inclúense unha temperatura do baño demasiado alta, un tempo de remollo demasiado longo e a contaminación do baño. Os produtos a base de ácido cítrico que conteñen inhibidores da corrosión e outros aditivos, como os axentes humectantes, están dispoñibles comercialmente e, segundo se informa, reducen a susceptibilidade á "corrosión instantánea".
A elección final do método de pasivación dependerá dos criterios de aceptación establecidos polo cliente. Consulte a norma ASTM A967 para obter máis detalles. Pódese consultar en www.astm.org.
A miúdo realízanse probas para avaliar a superficie das pezas pasivadas. A pregunta que hai que responder é: "A pasivación elimina o ferro libre e optimiza a resistencia á corrosión das aliaxes para o corte automático?".
É importante que o método de proba coincida coa clase que se está a avaliar. As probas demasiado estritas non aprobarán materiais absolutamente bos, mentres que as probas demasiado febles aprobarán partes insatisfactorias.
Os aceiros inoxidables da serie 400 con pH e de mecanizado doado avalíanse mellor nunha cámara capaz de manter unha humidade do 100 % (mostra húmida) durante 24 horas a 35 °C (95 °F). A sección transversal adoita ser a superficie máis crítica, especialmente para as calidades de corte libre. Unha das razóns é que o sulfuro é arrastrado na dirección da máquina a través desta superficie.
As superficies críticas deben colocarse cara arriba, pero nun ángulo de 15 a 20 graos con respecto á vertical, para permitir a perda de humidade. O material debidamente pasivado dificilmente oxidará, aínda que poden aparecer pequenas manchas nel.
Os tipos de aceiro inoxidable austenítico tamén se poden avaliar mediante probas de humidade. Nesta proba, deben estar presentes pingas de auga na superficie da mostra, o que indica a presenza de ferro libre pola presenza de ferruxe.
Os procedementos de pasivación para aceiros inoxidables automáticos e manuais de uso común en solucións de ácido cítrico ou nítrico requiren procesos diferentes. Na figura 3 a continuación ofrécense detalles sobre a selección do proceso.
(a) Axuste o pH con hidróxido de sodio. (b) Véxase a fig. 3(c) Na2Cr2O7 son 3 oz/gal (22 g/L) de dicromato de sodio en ácido nítrico ao 20 %. Unha alternativa a esta mestura é ácido nítrico ao 50 % sen dicromato de sodio.
Un enfoque máis rápido é usar a norma ASTM A380, Práctica estándar para a limpeza, descalcificación e pasivación de pezas, equipos e sistemas de aceiro inoxidable. A proba inclúe limpar a peza cunha solución de sulfato de cobre/ácido sulfúrico, mantela húmida durante 6 minutos e observar o revestimento de cobre. Alternativamente, a peza pode mergullarse na solución durante 6 minutos. Se o ferro se disolve, prodúcese o revestimento de cobre. Esta proba non se aplica ás superficies das pezas de procesamento de alimentos. Ademais, non se debe usar en aceiros martensíticos da serie 400 ou aceiros ferríticos con baixo contido de cromo, xa que poden producirse resultados falsos positivos.
Historicamente, a proba de pulverización salina ao 5 % a 35 °C tamén se empregou para avaliar mostras pasivadas. Esta proba é demasiado rigorosa para algúns cultivares e, en xeral, non é necesaria para confirmar a eficacia da pasivación.
Evita o uso de cloruros en exceso, xa que poden causar incendios perigosos. Emprega só auga de alta calidade con menos de 50 partes por millón (ppm) de cloruro sempre que sexa posible. A auga da billa adoita ser suficiente e, nalgúns casos, pode soportar ata varios centos de partes por millón de cloruros.
É importante substituír o baño regularmente para non perder o potencial de pasivación, o que pode provocar caídas de raios e danos nas pezas. O baño debe manterse á temperatura axeitada, xa que as temperaturas non controladas poden causar corrosión localizada.
É importante seguir un programa de cambios de solución moi específico durante as grandes producións para minimizar a posibilidade de contaminación. Utilizouse unha mostra de control para comprobar a eficacia do baño. Se a mostra sufriu un ataque, é hora de substituír o baño.
Teña en conta que algunhas máquinas só producen aceiro inoxidable; use o mesmo refrixerante preferido para cortar aceiro inoxidable, excluíndo todos os demais metais.
As pezas da cremalleira DO mecanízanse por separado para evitar o contacto metal con metal. Isto é especialmente importante para o mecanizado libre de aceiro inoxidable, xa que se requiren solucións de pasivación e lavado de fácil fluxo para difundir os produtos de corrosión dos sulfuros e evitar a formación de bolsas de ácido.
Non pasivar pezas de aceiro inoxidable carburadas ou nitruradas. A resistencia á corrosión das pezas tratadas deste xeito pode reducirse ata o punto de que poidan danarse no baño de pasivación.
Non empregue ferramentas de metal ferroso en condicións de taller que non estean particularmente limpas. Pódense evitar as lascas de aceiro empregando ferramentas de carburo ou cerámica.
Teña en conta que pode producirse corrosión no baño de pasivación se a peza non foi tratada termicamente axeitadamente. Os graos martensíticos con alto contido de carbono e cromo deben endurecerse para obter resistencia á corrosión.
A pasivación adoita levarse a cabo despois dun revenido posterior a temperaturas que manteñen a resistencia á corrosión.
Non descoides a concentración de ácido nítrico no baño de pasivación. Deberíanse realizar comprobacións periódicas empregando o procedemento de titulación sinxelo suxerido por Carpenter. Non pasivedes máis dun aceiro inoxidable á vez. Isto evita confusións custosas e reaccións galvánicas.
Sobre os autores: Terry A. DeBold é especialista en I+D de aliaxes de aceiro inoxidable e James W. Martin é especialista en metalurxia de barras en Carpenter Technology Corp.(Reading, Pensilvania).
Canto custa? Canto espazo necesito? A que problemas ambientais me enfrontarei? Que tan pronunciada é a curva de aprendizaxe? Que é exactamente a anodización? A continuación móstranse as respostas ás preguntas iniciais dos mestres sobre a anodización do interior.
Obter resultados consistentes e de alta calidade co proceso de rectificado sen centros require uns coñecementos básicos. A maioría dos problemas de aplicación asociados co rectificado sen centros xorden da falta de comprensión dos fundamentos. Este artigo explica por que funciona o proceso sen centros e como usalo da forma máis eficaz no seu taller.