Anda telah memverifikasi bahwa komponen tersebut diproduksi sesuai spesifikasi. Sekarang pastikan Anda mengambil langkah-langkah untuk melindungi komponen tersebut di lingkungan yang diharapkan pelanggan Anda. #base
Pasivasi tetap menjadi langkah penting dalam memaksimalkan ketahanan korosi pada komponen dan rakitan yang dibuat dari baja tahan karat. Hal ini dapat membuat perbedaan antara kinerja yang memuaskan dan kegagalan dini. Pasivasi yang salah dapat menyebabkan korosi.
Pasivasi adalah teknik pascafabrikasi yang memaksimalkan ketahanan korosi bawaan dari paduan baja tahan karat tempat benda kerja dibuat. Ini bukan pembersihan kerak atau pengecatan.
Tidak ada konsensus mengenai mekanisme pasti bagaimana pasivasi bekerja. Namun, diketahui secara pasti bahwa terdapat lapisan oksida pelindung pada permukaan baja tahan karat yang dipasifkan. Lapisan tak kasat mata ini dikatakan sangat tipis, kurang dari 0,0000001 inci tebalnya, yaitu sekitar 1/100.000 ketebalan rambut manusia!
Bagian baja tahan karat yang bersih, baru saja dikerjakan, dipoles, atau diawetkan akan secara otomatis memperoleh lapisan oksida ini karena terpapar oksigen atmosfer. Dalam kondisi ideal, lapisan oksida pelindung ini menutupi seluruh permukaan bagian tersebut.
Namun, dalam praktiknya, kontaminan seperti kotoran pabrik atau partikel besi dari alat pemotong dapat menempel pada permukaan komponen baja tahan karat selama pemrosesan. Jika tidak dibersihkan, benda asing ini dapat mengurangi efektivitas lapisan pelindung asli.
Selama pemesinan, jejak besi bebas dapat dihilangkan dari alat dan dipindahkan ke permukaan benda kerja baja tahan karat. Dalam beberapa kasus, lapisan tipis karat mungkin muncul pada bagian tersebut. Faktanya, ini adalah korosi pada baja perkakas, bukan logam dasar. Terkadang retakan dari partikel baja yang tertanam dari alat pemotong atau produk korosinya dapat mengikis bagian itu sendiri.
Demikian pula, partikel kecil kotoran metalurgi besi dapat menempel pada permukaan komponen. Meskipun logam mungkin tampak berkilau dalam keadaan akhir, setelah terpapar udara, partikel besi bebas yang tidak terlihat dapat menyebabkan karat pada permukaan.
Sulfida yang terekspos juga dapat menjadi masalah. Sulfida dibuat dengan menambahkan sulfur ke baja tahan karat untuk meningkatkan kemampuan mesin. Sulfida meningkatkan kemampuan paduan untuk membentuk serpihan selama pemesinan, yang dapat dihilangkan sepenuhnya dari alat pemotong. Jika komponen tidak dipasivasi dengan benar, sulfida dapat menjadi titik awal korosi permukaan produk industri.
Dalam kedua kasus tersebut, pasivasi diperlukan untuk memaksimalkan ketahanan alami baja tahan karat terhadap korosi. Pasivasi menghilangkan kontaminan permukaan seperti partikel besi dan partikel besi dalam alat pemotong yang dapat membentuk karat atau menjadi titik awal korosi. Pasivasi juga menghilangkan sulfida yang ditemukan pada permukaan paduan baja tahan karat yang dipotong terbuka.
Prosedur dua langkah memberikan ketahanan korosi terbaik: 1. Pembersihan, prosedur utama, tetapi terkadang diabaikan 2. Mandi asam atau pasivasi.
Pembersihan harus selalu menjadi prioritas. Permukaan harus dibersihkan secara menyeluruh dari minyak, cairan pendingin, atau kotoran lainnya untuk memastikan ketahanan korosi yang optimal. Kotoran hasil pemesinan atau kotoran pabrik lainnya dapat dibersihkan dengan lembut dari komponen. Pembersih atau penghilang minyak komersial dapat digunakan untuk menghilangkan minyak proses atau cairan pendingin. Benda asing seperti oksida termal mungkin perlu dihilangkan dengan metode seperti penggilingan atau pengawetan.
Terkadang operator mesin mungkin melewatkan pembersihan dasar, karena keliru percaya bahwa pembersihan dan pasivasi akan terjadi pada saat yang sama, cukup dengan merendam bagian yang diminyaki dalam bak asam. Itu tidak akan terjadi. Sebaliknya, gemuk yang terkontaminasi bereaksi dengan asam untuk membentuk gelembung udara. Gelembung-gelembung ini terkumpul di permukaan benda kerja dan mengganggu pasivasi.
Lebih buruk lagi, kontaminasi larutan pasivasi, yang terkadang mengandung konsentrasi klorida yang tinggi, dapat menyebabkan "kilatan". Berbeda dengan menghasilkan lapisan oksida yang diinginkan dengan permukaan yang mengilap, bersih, dan tahan korosi, etsa kilat dapat mengakibatkan penggoresan parah atau penghitaman permukaan—kerusakan pada permukaan yang dirancang untuk dioptimalkan oleh pasivasi.
Bagian baja tahan karat martensit [magnetik, cukup tahan korosi, kekuatan luluh hingga sekitar 280 ribu psi (1930 MPa)] didinginkan pada suhu tinggi dan kemudian ditempa untuk menghasilkan kekerasan dan sifat mekanis yang diinginkan. Paduan yang dikeraskan dengan presipitasi (yang memiliki kekuatan dan ketahanan korosi yang lebih baik daripada mutu martensit) dapat diberi perlakuan larutan, dikerjakan sebagian, disimpan pada suhu yang lebih rendah, dan kemudian difinishing.
Dalam kasus ini, komponen harus dibersihkan secara menyeluruh dengan pembersih gemuk atau pembersih sebelum perlakuan panas untuk menghilangkan jejak cairan pemotong. Jika tidak, cairan pendingin yang tersisa pada komponen dapat menyebabkan oksidasi berlebihan. Kondisi ini dapat menyebabkan penyok terbentuk pada komponen yang lebih kecil setelah pembersihan kerak dengan metode asam atau abrasif. Jika cairan pendingin tertinggal pada komponen yang mengeras mengilap, seperti dalam tungku vakum atau dalam atmosfer pelindung, karburisasi permukaan dapat terjadi, yang mengakibatkan hilangnya ketahanan terhadap korosi.
Setelah pembersihan menyeluruh, komponen baja tahan karat dapat direndam dalam bak asam pasif. Salah satu dari tiga metode dapat digunakan – pasif dengan asam nitrat, pasif dengan asam nitrat dan natrium dikromat, dan pasif dengan asam sitrat. Metode mana yang digunakan bergantung pada mutu baja tahan karat dan kriteria penerimaan yang ditentukan.
Nikel kromium dengan kadar yang lebih tahan korosi dapat dipasivasi dalam larutan asam nitrat 20% (v/v) (Gambar 1). Seperti yang ditunjukkan dalam tabel, baja tahan karat yang kurang tahan dapat dipasivasi dengan menambahkan natrium dikromat ke dalam larutan asam nitrat untuk membuat larutan lebih bersifat mengoksidasi dan mampu membentuk lapisan pasif pada permukaan logam. Pilihan lain untuk mengganti asam nitrat dengan natrium kromat adalah dengan meningkatkan konsentrasi asam nitrat hingga 50% berdasarkan volume. Penambahan natrium dikromat dan konsentrasi asam nitrat yang lebih tinggi mengurangi kemungkinan terjadinya kilatan yang tidak diinginkan.
Prosedur pasivasi untuk baja tahan karat yang dapat dikerjakan dengan mesin (juga ditunjukkan pada Gambar 1) sedikit berbeda dari prosedur untuk jenis baja tahan karat yang tidak dapat dikerjakan dengan mesin. Hal ini karena selama pasivasi dalam bak asam nitrat, sebagian atau semua sulfida yang mengandung sulfur yang dapat dikerjakan dengan mesin dihilangkan, sehingga menciptakan ketidakhomogenan mikroskopis pada permukaan benda kerja.
Bahkan pencucian air yang efektif dapat meninggalkan residu asam pada diskontinuitas ini setelah pasivasi. Asam ini akan menyerang permukaan komponen jika tidak dinetralkan atau dihilangkan.
Untuk proses pasivasi baja tahan karat yang mudah dikerjakan dengan mesin, Carpenter telah mengembangkan proses AAA (Alkaline-Acid-Alkaline), yang menetralkan asam sisa. Metode pasivasi ini dapat diselesaikan dalam waktu kurang dari 2 jam. Berikut ini adalah proses langkah demi langkahnya:
Setelah menghilangkan lemak, rendam bagian-bagian dalam larutan natrium hidroksida 5% pada suhu 160°F hingga 180°F (71°C hingga 82°C) selama 30 menit. Kemudian bilas bagian-bagian tersebut secara menyeluruh dalam air. Kemudian rendam bagian tersebut selama 30 menit dalam larutan asam nitrat 20% (v/v) yang mengandung 3 ons/gal (22 g/l) natrium dikromat pada suhu 120°F hingga 140°F (49°C) hingga 60°C. ) Setelah mengeluarkan bagian tersebut dari bak, bilas dengan air, kemudian rendam dalam larutan natrium hidroksida selama 30 menit. Bilas bagian tersebut lagi dengan air dan keringkan, selesaikan metode AAA.
Pasivasi asam sitrat semakin populer di kalangan produsen yang ingin menghindari penggunaan asam mineral atau larutan yang mengandung natrium dikromat, serta masalah pembuangan dan meningkatnya kekhawatiran tentang keselamatan yang terkait dengan penggunaannya. Asam sitrat dianggap ramah lingkungan dalam segala hal.
Meskipun pasivasi asam sitrat menawarkan manfaat lingkungan yang menarik, toko-toko yang telah berhasil dengan pasivasi asam anorganik dan tidak memiliki masalah keamanan mungkin ingin tetap menggunakan cara tersebut. Jika pengguna ini memiliki tempat kerja yang bersih, peralatan dalam kondisi baik dan bersih, pendingin bebas dari endapan besi pabrik, dan proses tersebut menghasilkan hasil yang baik, mungkin tidak ada kebutuhan nyata untuk perubahan.
Pasivasi rendaman asam sitrat telah terbukti bermanfaat untuk berbagai jenis baja tahan karat, termasuk beberapa jenis baja tahan karat, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Untuk memudahkan, Gambar 2.1 mencakup metode pasivasi tradisional dengan asam nitrat. Perhatikan bahwa formulasi asam nitrat lama dinyatakan sebagai persentase berdasarkan volume, sedangkan konsentrasi asam sitrat baru dinyatakan sebagai persentase berdasarkan massa. Penting untuk dicatat bahwa saat melakukan prosedur ini, keseimbangan yang cermat antara waktu perendaman, suhu rendaman, dan konsentrasi sangat penting untuk menghindari "kelap-kelip" yang dijelaskan di atas.
Pasivasi bervariasi tergantung pada kandungan kromium dan karakteristik pemrosesan setiap varietas. Perhatikan kolom untuk Proses 1 atau Proses 2. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3, Proses 1 memiliki langkah yang lebih sedikit daripada Proses 2.
Uji laboratorium telah menunjukkan bahwa proses pasivasi asam sitrat lebih rentan terhadap "pendidihan" daripada proses asam nitrat. Faktor-faktor yang berkontribusi terhadap serangan ini meliputi suhu bak yang terlalu tinggi, waktu perendaman yang terlalu lama, dan kontaminasi bak. Produk berbasis asam sitrat yang mengandung inhibitor korosi dan aditif lain seperti agen pembasah tersedia secara komersial dan dilaporkan dapat mengurangi kerentanan terhadap "korosi kilat".
Pilihan akhir metode pasivasi akan bergantung pada kriteria penerimaan yang ditetapkan oleh pelanggan. Lihat ASTM A967 untuk detailnya. Kriteria tersebut dapat diakses di www.astm.org.
Pengujian sering dilakukan untuk mengevaluasi permukaan komponen yang dipasivasi. Pertanyaan yang harus dijawab adalah "Apakah pasivasi menghilangkan besi bebas dan mengoptimalkan ketahanan korosi paduan untuk pemotongan otomatis?"
Penting agar metode pengujian sesuai dengan kelas yang dievaluasi. Pengujian yang terlalu ketat tidak akan meluluskan materi yang benar-benar bagus, sedangkan pengujian yang terlalu lemah akan meluluskan bagian yang tidak memuaskan.
Baja tahan karat seri 400 dengan pH dan pemrosesan mudah paling baik dievaluasi dalam ruang yang mampu mempertahankan kelembapan 100% (sampel basah) selama 24 jam pada suhu 95°F (35°C). Penampang melintang sering kali merupakan permukaan yang paling kritis, terutama untuk mutu pemotongan bebas. Salah satu alasannya adalah sulfida ditarik ke arah mesin melintasi permukaan ini.
Permukaan yang kritis harus diposisikan ke atas, tetapi pada sudut 15 hingga 20 derajat dari vertikal, untuk memungkinkan hilangnya kelembapan. Material yang dipasivasi dengan benar hampir tidak akan berkarat, meskipun bintik-bintik kecil mungkin muncul di atasnya.
Mutu baja tahan karat austenitik juga dapat dievaluasi melalui uji kadar air. Dalam pengujian ini, tetesan air harus ada di permukaan spesimen, yang menunjukkan besi bebas dengan adanya karat.
Prosedur pasivasi untuk baja tahan karat otomatis dan manual yang umum digunakan dalam larutan asam sitrat atau nitrat memerlukan proses yang berbeda. Pada gambar 3 di bawah ini memberikan rincian tentang pemilihan proses.
(a) Sesuaikan pH dengan natrium hidroksida. (b) Lihat gambar 3(c) Na2Cr2O7 adalah 3 ons/gal (22 g/L) natrium dikromat dalam 20% asam nitrat. Alternatif untuk campuran ini adalah 50% asam nitrat tanpa natrium dikromat.
Pendekatan yang lebih cepat adalah dengan menggunakan ASTM A380, Praktik Standar untuk Pembersihan, Pembersihan Kerak, dan Pasivasi Bagian, Peralatan, dan Sistem Baja Tahan Karat. Pengujian ini meliputi pembersihan bagian dengan larutan tembaga sulfat/asam sulfat, menjaganya tetap basah selama 6 menit, dan mengamati pelapisan tembaga. Atau, bagian tersebut dapat direndam dalam larutan selama 6 menit. Jika besi larut, pelapisan tembaga akan terjadi. Pengujian ini tidak berlaku untuk permukaan bagian pemrosesan makanan. Selain itu, pengujian ini tidak boleh digunakan pada baja martensit seri 400 atau baja feritik kromium rendah karena hasil positif palsu dapat terjadi.
Secara historis, uji semprotan garam 5% pada suhu 95°F (35°C) juga telah digunakan untuk mengevaluasi sampel yang dipasivasi. Uji ini terlalu ketat untuk beberapa kultivar dan umumnya tidak diperlukan untuk memastikan efektivitas pasivasi.
Hindari penggunaan klorida berlebih, yang dapat menyebabkan flare-up yang berbahaya. Gunakan hanya air berkualitas tinggi dengan kadar klorida kurang dari 50 bagian per juta (ppm) jika memungkinkan. Air keran biasanya sudah cukup, dan dalam beberapa kasus dapat menahan hingga beberapa ratus bagian per juta klorida.
Penting untuk mengganti bak secara teratur agar tidak kehilangan potensi pasivasi, yang dapat menyebabkan sambaran petir dan kerusakan pada komponen. Bak harus dijaga pada suhu yang tepat, karena suhu yang tidak terkontrol dapat menyebabkan korosi lokal.
Penting untuk mengikuti jadwal penggantian larutan yang sangat spesifik selama produksi massal guna meminimalkan kemungkinan kontaminasi. Sampel kontrol digunakan untuk menguji efektivitas bak. Jika spesimen telah terserang, saatnya mengganti bak.
Harap perhatikan bahwa beberapa mesin hanya memproduksi baja tahan karat; gunakan cairan pendingin yang sama untuk memotong baja tahan karat dan jangan gunakan logam lainnya.
Bagian rak DO dikerjakan secara terpisah untuk menghindari kontak logam dengan logam. Hal ini terutama penting untuk pemesinan bebas baja tahan karat, karena diperlukan larutan pasivasi dan pembilasan yang mudah mengalir untuk menyebarkan produk korosi sulfida dan mencegah pembentukan kantong asam.
Jangan melakukan pasifasi pada bagian baja tahan karat yang dikarburasi atau dinitridasi. Ketahanan korosi pada bagian yang diolah dengan cara ini dapat berkurang sedemikian rupa sehingga dapat rusak dalam bak pasifasi.
Jangan gunakan perkakas berbahan logam besi di bengkel yang tidak terlalu bersih. Serpihan baja dapat dihindari dengan menggunakan perkakas berbahan karbida atau keramik.
Waspadalah bahwa korosi dapat terjadi di bak pasivasi jika komponen tersebut belum mengalami perlakuan panas yang tepat. Mutu martensit dengan kandungan karbon dan kromium yang tinggi harus dikeraskan agar tahan terhadap korosi.
Pasivasi biasanya dilakukan setelah tempering berikutnya pada suhu yang mempertahankan ketahanan korosi.
Jangan abaikan konsentrasi asam nitrat dalam bak pasivasi. Pemeriksaan berkala harus dilakukan menggunakan prosedur titrasi sederhana yang disarankan oleh Carpenter. Jangan melakukan pasivasi pada lebih dari satu baja tahan karat sekaligus. Ini mencegah kebingungan yang merugikan dan mencegah reaksi galvanik.
Tentang Penulis: Terry A. DeBold adalah Spesialis Penelitian dan Pengembangan Paduan Baja Tahan Karat dan James W. Martin adalah Spesialis Metalurgi Batangan di Carpenter Technology Corp.(Reading, Pensylvania).
Berapa biayanya? Berapa banyak ruang yang saya butuhkan? Masalah lingkungan apa yang akan saya hadapi? Seberapa curam kurva pembelajarannya? Apa sebenarnya anodisasi itu? Berikut adalah jawaban atas pertanyaan awal para ahli tentang anodisasi interior.
Untuk memperoleh hasil yang konsisten dan berkualitas tinggi dari proses penggilingan tanpa pusat, diperlukan pemahaman dasar. Sebagian besar masalah aplikasi yang terkait dengan penggilingan tanpa pusat muncul akibat kurangnya pemahaman tentang dasar-dasarnya. Artikel ini menjelaskan mengapa proses tanpa pusat ini berhasil dan cara menggunakannya secara paling efektif di bengkel Anda.