Potvrdili ste da su dijelovi proizvedeni prema specifikaciji.Sada svakako poduzmite korake za zaštitu ovih dijelova u okruženju koje vaši kupci očekuju.#baza
Pasivacija ostaje važan korak u maksimiziranju otpornosti na koroziju dijelova i sklopova izrađenih od nehrđajućeg čelika.To može činiti razliku između zadovoljavajuće izvedbe i prijevremenog kvara.Pogrešna pasivizacija može uzrokovati koroziju.
Pasivacija je tehnika nakon izrade koja maksimizira svojstvenu otpornost na koroziju legura nehrđajućeg čelika od kojih je izrađen radni komad.Ovo nije uklanjanje kamenca ili bojanje.
Ne postoji konsenzus o točnom mehanizmu po kojem pasivizacija djeluje.Ali pouzdano se zna da na površini pasiviranog nehrđajućeg čelika postoji zaštitni oksidni film.Kaže se da je ovaj nevidljivi film iznimno tanak, debljine manje od 0,0000001 inča, što je otprilike 1/100 000-ti dio debljine ljudske vlasi!
Čist, svježe strojno obrađen, polirani ili dekapirani dio od nehrđajućeg čelika automatski će dobiti ovaj oksidni film zbog izlaganja atmosferskom kisiku.U idealnim uvjetima, ovaj zaštitni oksidni sloj potpuno pokriva sve površine dijela.
U praksi, međutim, kontaminanti poput tvorničke prljavštine ili čestica željeza iz alata za rezanje mogu dospjeti na površinu dijelova od nehrđajućeg čelika tijekom obrade.Ako se ne uklone, ova strana tijela mogu smanjiti učinkovitost izvorne zaštitne folije.
Tijekom strojne obrade tragovi slobodnog željeza mogu se ukloniti s alata i prenijeti na površinu obratka od nehrđajućeg čelika.U nekim slučajevima na dijelu se može pojaviti tanak sloj hrđe.Zapravo, radi se o koroziji alatnog čelika, a ne osnovnog metala.Ponekad pukotine od ugrađenih čestica čelika iz alata za rezanje ili njihovih proizvoda korozije mogu nagrizati sam dio.
Slično, male čestice prljavštine željezne metalurgije mogu se zalijepiti za površinu dijela.Iako se metal može činiti sjajnim u svom gotovom stanju, nakon izlaganja zraku, nevidljive čestice slobodnog željeza mogu uzrokovati površinsku hrđu.
Izloženi sulfidi također mogu biti problem.Izrađuju se dodavanjem sumpora nehrđajućem čeliku radi poboljšanja obradivosti.Sulfidi povećavaju sposobnost legure da stvara strugotine tijekom strojne obrade, koje je moguće potpuno ukloniti s alata za rezanje.Ako dijelovi nisu pravilno pasivizirani, sulfidi mogu postati početna točka površinske korozije industrijskih proizvoda.
U oba slučaja potrebna je pasivizacija kako bi se povećala prirodna otpornost nehrđajućeg čelika na koroziju.Uklanja površinske kontaminante kao što su čestice željeza i čestice željeza u alatima za rezanje koje mogu stvoriti hrđu ili postati početna točka za koroziju.Pasivacija također uklanja sulfide koji se nalaze na površini otvoreno rezanih legura nehrđajućeg čelika.
Postupak u dva koraka osigurava najbolju otpornost na koroziju: 1. Čišćenje, glavni postupak, ali ponekad zanemaren 2. Kisela kupka ili pasivizacija.
Čišćenje bi uvijek trebalo biti prioritet.Površine moraju biti temeljito očišćene od masti, rashladnog sredstva ili drugih nečistoća kako bi se osigurala optimalna otpornost na koroziju.Krhotine od strojne obrade ili druga tvornička prljavština mogu se nježno obrisati s dijela.Komercijalni odmašćivači ili sredstva za čišćenje mogu se koristiti za uklanjanje procesnih ulja ili rashladnih tekućina.Strane tvari poput toplinskih oksida možda će trebati ukloniti metodama poput mljevenja ili kiseljenja.
Ponekad operater stroja može preskočiti osnovno čišćenje, pogrešno vjerujući da će se čišćenje i pasivizacija dogoditi u isto vrijeme, jednostavnim uranjanjem nauljenog dijela u kiselu kupku.Neće se dogoditi.Nasuprot tome, onečišćena mast reagira s kiselinom stvarajući mjehuriće zraka.Ovi se mjehurići skupljaju na površini obratka i ometaju pasivizaciju.
Što je još gore, onečišćenje otopina za pasivizaciju, koje ponekad sadrže visoke koncentracije klorida, može uzrokovati "bljesak".Za razliku od proizvodnje željenog oksidnog filma sa sjajnom, čistom površinom otpornom na koroziju, brzo nagrizanje može dovesti do ozbiljnog nagrizanja ili crnjenja površine—propadanja površine za koje je pasivizacija dizajnirana da optimizira.
Dijelovi od martenzitnog nehrđajućeg čelika [magnetski, umjereno otporni na koroziju, granica tečenja do oko 280 tisuća psi (1930 MPa)] se kale na visokim temperaturama i zatim temperiraju kako bi se dobila željena tvrdoća i mehanička svojstva.Precipitacijsko očvrsnute legure (koje imaju bolju čvrstoću i otpornost na koroziju od martenzitnih vrsta) mogu se tretirati otopinom, djelomično strojno obraditi, odležati na nižim temperaturama i zatim doraditi.
U tom slučaju, dio se mora temeljito očistiti sredstvom za odmašćivanje ili čišćenjem prije toplinske obrade kako bi se uklonili svi tragovi tekućine za rezanje.U suprotnom, rashladna tekućina koja ostane na dijelu može uzrokovati pretjeranu oksidaciju.Ovo stanje može uzrokovati stvaranje udubljenja na manjim dijelovima nakon uklanjanja kamenca kiselinom ili abrazivnim metodama.Ako se rashladna tekućina ostavi na sjajnim očvrslim dijelovima, kao što je vakuumska peć ili u zaštitnoj atmosferi, može doći do naugljičenja površine, što dovodi do gubitka otpornosti na koroziju.
Nakon temeljitog čišćenja, dijelovi od nehrđajućeg čelika mogu se uroniti u kiselu kupelj za pasiviziranje.Može se koristiti bilo koja od tri metode – pasivacija dušičnom kiselinom, pasivizacija dušičnom kiselinom s natrijevim dikromatom i pasivacija limunskom kiselinom.Koju metodu koristiti ovisi o stupnju nehrđajućeg čelika i specificiranim kriterijima prihvatljivosti.
Klase nikal-kroma otpornije na koroziju mogu se pasivizirati u kupelji s 20% (v/v) dušične kiseline (Slika 1).Kao što je prikazano u tablici, manje otporni nehrđajući čelici mogu se pasivizirati dodavanjem natrijevog dikromata u kupku dušične kiseline kako bi otopina više oksidirala i mogla formirati pasivirajući film na površini metala.Druga mogućnost zamjene dušične kiseline natrijevim kromatom je povećanje koncentracije dušične kiseline na 50% po volumenu.Dodatak natrijevog dikromata i viša koncentracija dušične kiseline smanjuju vjerojatnost neželjenog bljeska.
Postupak pasivizacije za nehrđajuće čelike koji se mogu strojno obraditi (također prikazan na slici 1) malo se razlikuje od postupka za vrste nehrđajućih čelika koji se ne mogu strojno obraditi.To je zato što se tijekom pasivizacije u kupelji dušične kiseline uklanjaju neki ili svi sulfidi koji sadrže sumpor koji se mogu obraditi, stvarajući mikroskopske nehomogenosti na površini obratka.
Čak i normalno učinkovito pranje vodom može ostaviti zaostalu kiselinu u ovim diskontinuitetima nakon pasivizacije.Ova će kiselina napasti površinu dijela ako se ne neutralizira ili ukloni.
Za učinkovito pasiviziranje nehrđajućeg čelika koji se lako obrađuje, Carpenter je razvio AAA (alkalno-kiselo-alkalno) proces, koji neutralizira zaostalu kiselinu.Ova metoda pasivizacije može se završiti za manje od 2 sata.Evo postupka korak po korak:
Nakon odmašćivanja, potopite dijelove u 5% otopinu natrijevog hidroksida na 160°F do 180°F (71°C do 82°C) na 30 minuta.Zatim temeljito isperite dijelove u vodi.Zatim uronite dio na 30 minuta u 20% (v/v) otopinu dušične kiseline koja sadrži 3 oz/gal (22 g/l) natrijevog dikromata na 120°F do 140°F (49°C) do 60°C.) Nakon što ste dio izvadili iz kupke, isperite ga vodom, zatim uronite u otopinu natrijevog hidroksida na 30 minuta.Ponovno isperite dio vodom i osušite, dovršavajući AAA metodu.
Pasivacija limunskom kiselinom postaje sve popularnija među proizvođačima koji žele izbjeći upotrebu mineralnih kiselina ili otopina koje sadrže natrijev dikromat, kao i probleme s odlaganjem i povećanu sigurnosnu zabrinutost povezanu s njihovom upotrebom.Limunska kiselina se u svakom pogledu smatra ekološki prihvatljivom.
Dok pasivizacija limunskom kiselinom nudi atraktivne prednosti za okoliš, trgovine koje su imale uspjeha s pasivizacijom anorganskom kiselinom i nemaju problema sa sigurnošću možda će htjeti ostati pri tom.Ako ovi korisnici imaju čistu radionicu, oprema je u dobrom stanju i čista, rashladno sredstvo je bez tvorničkih naslaga željeza i proces daje dobre rezultate, možda neće biti stvarne potrebe za promjenom.
Utvrđeno je da je pasivizacija u kupki limunskom kiselinom korisna za širok raspon nehrđajućih čelika, uključujući nekoliko pojedinačnih klasa nehrđajućeg čelika, kao što je prikazano na slici 2. Radi praktičnosti, slika 2.1 uključuje tradicionalnu metodu pasivacije s dušičnom kiselinom.Imajte na umu da su stare formulacije dušične kiseline izražene kao postoci po volumenu, dok su nove koncentracije limunske kiseline izražene kao postoci po masi.Važno je napomenuti da je pri izvođenju ovih postupaka ključna pažljiva ravnoteža vremena namakanja, temperature kupke i koncentracije kako bi se izbjeglo gore opisano "bljeskanje".
Pasivacija varira ovisno o sadržaju kroma i karakteristikama obrade svake vrste.Obratite pozornost na stupce za Proces 1 ili Proces 2. Kao što je prikazano na slici 3, Proces 1 ima manje koraka od Procesa 2.
Laboratorijski testovi su pokazali da je proces pasivizacije limunskom kiselinom skloniji "kuhanju" od procesa dušične kiseline.Čimbenici koji pridonose ovom napadu uključuju previsoku temperaturu kupke, predugo vrijeme namakanja i kontaminaciju kupke.Proizvodi na bazi limunske kiseline koji sadrže inhibitore korozije i druge aditive kao što su sredstva za vlaženje dostupni su na tržištu i navodno smanjuju osjetljivost na "flash corrosion".
Konačni izbor metode pasivizacije ovisit će o kriterijima prihvatljivosti koje je postavio kupac.Pogledajte ASTM A967 za detalje.Može se pristupiti na www.astm.org.
Često se provode testovi za procjenu površine pasiviziranih dijelova.Pitanje na koje treba odgovoriti je "Uklanja li pasivizacija slobodno željezo i optimizira li otpornost legura na koroziju za automatsko rezanje?"
Važno je da metoda ispitivanja odgovara razredu koji se ocjenjuje.Testovi koji su prestrogi neće proći apsolutno dobre materijale, dok će testovi koji su preslabi proći nezadovoljavajuće dijelove.
PH i nehrđajući čelici serije 400 koji se lako strojno obrađuju najbolje se procjenjuju u komori koja može održavati 100% vlažnosti (mokar uzorak) 24 sata na 95°F (35°C).Poprečni presjek je često najkritičnija površina, posebno za stupnjeve slobodnog rezanja.Jedan od razloga za to je taj što se sulfid vuče u smjeru stroja preko ove površine.
Kritične površine trebaju biti postavljene prema gore, ali pod kutom od 15 do 20 stupnjeva od vertikale, kako bi se omogućio gubitak vlage.Pravilno pasiviziran materijal teško će hrđati, ali se na njemu mogu pojaviti male točkice.
Vrste austenitnog nehrđajućeg čelika također se mogu ocijeniti ispitivanjem vlage.U ovom ispitivanju, kapljice vode trebale bi biti prisutne na površini uzorka, što ukazuje na prisustvo hrđe na slobodno željezo.
Postupci pasivizacije za uobičajeno korištene automatske i ručne nehrđajuće čelike u otopinama limunske ili dušične kiseline zahtijevaju različite postupke.Na sl.3 u nastavku daje detalje o odabiru procesa.
(a) Podesite pH natrijevim hidroksidom.(b) Vidi sl.3(c) Na2Cr2O7 je 3 oz/gal (22 g/L) natrijevog dikromata u 20% dušičnoj kiselini.Alternativa ovoj mješavini je 50% dušična kiselina bez natrijevog dikromata.
Brži pristup je korištenje ASTM A380, standardne prakse za čišćenje, uklanjanje kamenca i pasiviranje dijelova, opreme i sustava od nehrđajućeg čelika.Test uključuje brisanje dijela otopinom bakrenog sulfata/sumporne kiseline, držanje mokrim 6 minuta i promatranje bakrenog sloja.Alternativno, dio se može uroniti u otopinu na 6 minuta.Ako se željezo otapa, dolazi do bakrenja.Ovaj test se ne primjenjuje na površine dijelova za obradu hrane.Također, ne smije se koristiti na martenzitnim čelicima serije 400 ili feritnim čelicima s niskim sadržajem kroma jer može doći do lažno pozitivnih rezultata.
Povijesno gledano, test s 5% soli u spreju na 95°F (35°C) također se koristio za procjenu pasiviranih uzoraka.Ovaj test je prestrog za neke sorte i općenito nije potreban za potvrdu učinkovitosti pasivizacije.
Izbjegavajte korištenje viška klorida, koji mogu uzrokovati opasne upale.Koristite samo vodu visoke kvalitete s manje od 50 dijelova na milijun (ppm) klorida kad god je to moguće.Obično je dovoljna voda iz slavine, au nekim slučajevima može izdržati i do nekoliko stotina dijelova na milijun klorida.
Važno je kadu redovito mijenjati kako se ne bi izgubio potencijal pasivizacije, što može dovesti do udara groma i oštećenja dijelova.Kupka se mora održavati na odgovarajućoj temperaturi jer nekontrolirane temperature mogu uzrokovati lokaliziranu koroziju.
Važno je slijediti vrlo specifičan raspored izmjene otopine tijekom velikih proizvodnih serija kako bi se smanjila mogućnost kontaminacije.Za ispitivanje učinkovitosti kupke korišten je kontrolni uzorak.Ako je primjerak napadnut, vrijeme je da zamijenite kupku.
Imajte na umu da neki strojevi proizvode samo nehrđajući čelik;koristite istu poželjnu rashladnu tekućinu za rezanje nehrđajućeg čelika isključujući sve ostale metale.
Dijelovi DO regala obrađuju se zasebno kako bi se izbjegao kontakt metala s metalom.Ovo je posebno važno za slobodnu strojnu obradu nehrđajućeg čelika, budući da su potrebne otopine za pasiviziranje i ispiranje koje lako teku za raspršivanje produkata sulfidne korozije i sprječavanje stvaranja kiselih džepova.
Nemojte pasivizirati dijelove od nehrđajućeg čelika od karburiziranog ili nitriranog čelika.Otpornost na koroziju dijelova tretiranih na ovaj način može se smanjiti do te mjere da se mogu oštetiti u kupki za pasiviranje.
Nemojte koristiti alate od željeznih metala u uvjetima radionice koji nisu posebno čisti.Čelične strugotine mogu se izbjeći korištenjem karbidnih ili keramičkih alata.
Imajte na umu da može doći do korozije u kupki za pasiviranje ako dio nije pravilno toplinski obrađen.Martenzitne vrste s visokim udjelom ugljika i kroma moraju se očvrsnuti radi otpornosti na koroziju.
Pasivacija se obično provodi nakon naknadnog kaljenja na temperaturama koje održavaju otpornost na koroziju.
Nemojte zanemariti koncentraciju dušične kiseline u kupki za pasiviranje.Periodične provjere treba provoditi jednostavnim postupkom titracije koji je predložio Carpenter.Nemojte pasivizirati više od jednog nehrđajućeg čelika odjednom.Time se sprječavaju skupe zabune i sprječavaju galvanske reakcije.
O autorima: Terry A. DeBold je stručnjak za istraživanje i razvoj legura nehrđajućeg čelika, a James W. Martin stručnjak je za metalurgiju šipki u Carpenter Technology Corp.(Reading, Pennsylvania).
Koliko je to?Koliko prostora trebam?S kojim ću se ekološkim problemima suočiti?Koliko je strma krivulja učenja?Što je zapravo eloksiranje?U nastavku su odgovori na početna pitanja majstora o eloksiranju unutrašnjosti.
Za dobivanje dosljednih, visokokvalitetnih rezultata iz procesa brušenja bez središta potrebno je osnovno razumijevanje.Većina problema u primjeni povezanih s brušenjem bez središta proizlazi iz nedostatka razumijevanja osnova.Ovaj članak objašnjava zašto besmislen proces funkcionira i kako ga najučinkovitije koristiti u svojoj radionici.