Anda telah memverifikasi bahwa suku cadang diproduksi sesuai spesifikasi.Sekarang pastikan Anda mengambil langkah-langkah untuk melindungi komponen ini di lingkungan yang diharapkan pelanggan Anda.#basis
Pasifasi tetap menjadi langkah penting dalam memaksimalkan ketahanan korosi komponen dan rakitan yang dikerjakan dari baja tahan karat.Ini dapat membuat perbedaan antara kinerja yang memuaskan dan kegagalan prematur.Passivasi yang salah dapat menyebabkan korosi.
Pasifasi adalah teknik pasca-fabrikasi yang memaksimalkan ketahanan korosi yang melekat pada paduan baja tahan karat dari mana benda kerja dibuat.Ini bukan kerak atau pengecatan.
Tidak ada konsensus tentang mekanisme yang tepat dimana pasivasi bekerja.Tetapi diketahui dengan pasti bahwa terdapat lapisan oksida pelindung pada permukaan baja tahan karat yang dipasivasi.Film tak terlihat 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 dikerjakan, dipoles, atau diasamkan akan secara otomatis memperoleh film oksida ini karena paparan oksigen atmosfer.Dalam kondisi ideal, lapisan oksida pelindung ini sepenuhnya menutupi semua permukaan bagian.
Namun dalam praktiknya, kontaminan seperti kotoran pabrik atau partikel besi dari alat pemotong dapat mengenai permukaan bagian baja tahan karat selama pemrosesan.Jika tidak dilepas, benda asing ini dapat mengurangi keefektifan film pelindung aslinya.
Selama pemesinan, jejak besi bebas dapat dihilangkan dari alat dan dipindahkan ke permukaan benda kerja baja tahan karat.Dalam beberapa kasus, lapisan tipis karat dapat 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 bagian tersebut.Meskipun logam mungkin tampak berkilau dalam keadaan akhir, setelah terpapar udara, partikel besi bebas yang tidak terlihat dapat menyebabkan karat permukaan.
Sulfida yang terpapar juga bisa menjadi masalah.Mereka dibuat dengan menambahkan belerang ke baja tahan karat untuk meningkatkan kemampuan mesin.Sulfida meningkatkan kemampuan paduan untuk membentuk keripik selama pemesinan, yang dapat dihilangkan seluruhnya dari alat pemotong.Jika bagian tidak dipasivasi dengan benar, sulfida dapat menjadi titik awal korosi permukaan produk industri.
Dalam kedua kasus tersebut, pasivasi diperlukan untuk memaksimalkan ketahanan korosi alami baja tahan karat.Ini menghilangkan kontaminan permukaan seperti partikel besi dan partikel besi pada alat pemotong yang dapat membentuk karat atau menjadi titik awal terjadinya korosi.Pasivasi juga menghilangkan sulfida yang ditemukan pada permukaan paduan baja tahan karat potongan terbuka.
Prosedur dua langkah memberikan ketahanan korosi terbaik: 1. Pembersihan, prosedur utama, tetapi terkadang diabaikan 2. Mandi asam atau pasif.
Kebersihan harus selalu menjadi prioritas.Permukaan harus dibersihkan secara menyeluruh dari minyak, cairan pendingin, atau kotoran lainnya untuk memastikan ketahanan korosi yang optimal.Kotoran mesin atau kotoran pabrik lainnya dapat dibersihkan dengan hati-hati dari bagian tersebut.Degreaser atau pembersih komersial dapat digunakan untuk menghilangkan minyak proses atau pendingin.Benda asing seperti oksida termal mungkin perlu dihilangkan dengan metode seperti penggilingan atau pengawetan.
Kadang-kadang operator mesin mungkin melewatkan pembersihan dasar, secara keliru percaya bahwa pembersihan dan pasivasi akan terjadi pada saat yang bersamaan, hanya dengan merendam bagian yang diminyaki dalam rendaman asam.Itu tidak akan terjadi.Sebaliknya, gemuk yang terkontaminasi bereaksi dengan asam membentuk gelembung udara.Gelembung-gelembung ini terkumpul di permukaan benda kerja dan mengganggu pasivasi.
Lebih buruk lagi, kontaminasi larutan pasivasi, yang terkadang mengandung klorida konsentrasi tinggi, dapat menyebabkan “kilat”.Berbeda dengan menghasilkan film oksida yang diinginkan dengan permukaan yang mengkilap, bersih, dan tahan korosi, pengetsaan kilat dapat mengakibatkan pengetsaan atau penghitaman permukaan yang parah—penurunan permukaan yang dirancang untuk dioptimalkan dengan pasivasi.
Bagian baja tahan karat martensit [magnetik, cukup tahan korosi, kekuatan luluh hingga sekitar 280 ribu psi (1930 MPa)] dipadamkan pada suhu tinggi dan kemudian ditempa untuk memberikan kekerasan dan sifat mekanik yang diinginkan.Paduan pengerasan presipitasi (yang memiliki kekuatan dan ketahanan korosi yang lebih baik daripada nilai martensitik) dapat diolah dengan larutan, dikerjakan sebagian dengan mesin, berumur pada suhu yang lebih rendah, dan kemudian diselesaikan.
Dalam hal ini, bagian tersebut harus dibersihkan secara menyeluruh dengan degreaser atau pembersih sebelum perlakuan panas untuk menghilangkan sisa cairan pemotongan.Jika tidak, cairan pendingin yang tertinggal di bagian tersebut dapat menyebabkan oksidasi yang berlebihan.Kondisi ini dapat menyebabkan penyok pada bagian yang lebih kecil setelah kerak dengan metode asam atau abrasif.Jika cairan pendingin tertinggal di bagian yang mengeras dan mengkilat, seperti di tungku vakum atau di atmosfir pelindung, karburasi permukaan dapat terjadi, mengakibatkan hilangnya ketahanan korosi.
Setelah pembersihan menyeluruh, bagian baja tahan karat dapat direndam dalam rendaman asam pasif.Salah satu dari tiga metode dapat digunakan - pasivasi dengan asam nitrat, pasivasi dengan asam nitrat dengan natrium dikromat, dan pasivasi dengan asam sitrat.Metode mana yang digunakan tergantung pada tingkat baja tahan karat dan kriteria penerimaan yang ditentukan.
Nilai kromium nikel yang lebih tahan korosi dapat dipasivasi dalam rendaman asam nitrat 20% (v/v) (Gambar 1).Seperti yang ditunjukkan pada tabel, baja tahan karat yang kurang tahan dapat dipasivasi dengan menambahkan natrium dikromat ke dalam bak asam nitrat untuk membuat larutan lebih teroksidasi dan mampu membentuk film pasif pada permukaan logam.Pilihan lain untuk mengganti asam nitrat dengan natrium kromat adalah dengan meningkatkan konsentrasi asam nitrat menjadi 50% volume.Penambahan natrium dikromat dan konsentrasi asam nitrat yang lebih tinggi mengurangi kemungkinan kilatan yang tidak diinginkan.
Prosedur pasivasi untuk baja tahan karat yang dapat dikerjakan (juga ditunjukkan pada Gambar 1) sedikit berbeda dari prosedur untuk baja tahan karat yang tidak dapat dikerjakan.Hal ini karena selama pasivasi dalam rendaman asam nitrat, beberapa atau semua sulfida yang mengandung sulfur yang dapat dikerjakan dihilangkan, menciptakan ketidakhomogenan mikroskopis pada permukaan benda kerja.
Bahkan pencucian air yang biasanya efektif dapat meninggalkan sisa asam dalam diskontinuitas ini setelah pasif.Asam ini akan menyerang permukaan bagian jika tidak dinetralkan atau dihilangkan.
Untuk passivasi yang efisien dari baja tahan karat yang mudah dikerjakan dengan mesin, Carpenter telah mengembangkan proses AAA (Alkaline-Acid-Alkaline), yang menetralkan sisa asam.Metode pasivasi ini dapat diselesaikan dalam waktu kurang dari 2 jam.Berikut adalah proses langkah demi langkah:
Setelah degreasing, rendam komponen 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 dengan air.Kemudian rendam bagian tersebut selama 30 menit dalam larutan asam nitrat 20% (v/v) yang mengandung 3 oz/gal (22 g/l) natrium dikromat pada suhu 120°F hingga 140°F (49°C) hingga 60°C.) Setelah mengeluarkan bagian dari bak mandi, bilas dengan air, lalu rendam dalam larutan natrium hidroksida selama 30 menit.Bilas lagi bagian tersebut dengan air dan keringkan, selesaikan metode AAA.
Pasivasi asam sitrat menjadi semakin populer di kalangan produsen yang ingin menghindari penggunaan asam mineral atau larutan yang mengandung natrium dikromat, serta masalah pembuangan dan peningkatan masalah keamanan yang terkait dengan penggunaannya.Asam sitrat dianggap ramah lingkungan dalam segala hal.
Sementara pasivasi asam sitrat menawarkan manfaat lingkungan yang menarik, toko yang telah sukses dengan pasivasi asam anorganik dan tidak memiliki masalah keamanan mungkin ingin tetap bertahan.Jika pengguna ini memiliki bengkel yang bersih, peralatan dalam kondisi baik dan bersih, cairan pendingin bebas dari endapan besi pabrik, dan proses menghasilkan hasil yang baik, mungkin tidak perlu ada perubahan yang nyata.
Pasivasi rendaman asam sitrat telah ditemukan berguna untuk berbagai macam baja tahan karat, termasuk beberapa kelas baja tahan karat individu, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Untuk kenyamanan, Gambar 2.1 mencakup metode tradisional pasivasi dengan asam nitrat.Perhatikan bahwa formulasi asam nitrat lama dinyatakan sebagai persentase volume, sedangkan konsentrasi asam sitrat baru dinyatakan sebagai persentase massa.Penting untuk diperhatikan bahwa saat melakukan prosedur ini, keseimbangan yang hati-hati antara waktu perendaman, suhu rendaman, dan konsentrasi sangat penting untuk menghindari "kedipan" yang dijelaskan di atas.
Pasivasi bervariasi tergantung pada kandungan kromium dan karakteristik pemrosesan masing-masing 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.
Tes laboratorium menunjukkan bahwa proses pasivasi asam sitrat lebih rentan terhadap "mendidih" daripada proses asam nitrat.Faktor penyebab serangan ini antara lain suhu bak mandi yang terlalu tinggi, waktu berendam yang terlalu lama, dan kontaminasi bak mandi.Produk berbasis asam sitrat yang mengandung inhibitor korosi dan aditif lainnya seperti bahan pembasah tersedia secara komersial dan dilaporkan dapat mengurangi kerentanan "korosi kilat".
Pilihan akhir metode pasivasi akan bergantung pada kriteria penerimaan yang ditetapkan oleh pelanggan.Lihat ASTM A967 untuk detailnya.Itu dapat diakses di www.astm.org.
Pengujian sering dilakukan untuk mengevaluasi permukaan bagian yang dipasivasi.Pertanyaan yang harus dijawab adalah "Apakah pasivasi menghilangkan besi bebas dan mengoptimalkan ketahanan korosi paduan untuk pemotongan otomatis?"
Adalah penting bahwa metode pengujian cocok dengan kelas yang dievaluasi.Tes yang terlalu ketat tidak akan meluluskan materi yang benar-benar bagus, sedangkan tes yang terlalu lemah akan meluluskan bagian yang tidak memuaskan.
PH dan baja tahan karat seri 400 yang mudah dikerjakan paling baik dievaluasi dalam ruang yang mampu mempertahankan kelembapan 100% (sampel basah) selama 24 jam pada suhu 95°F (35°C).Penampang seringkali merupakan permukaan yang paling kritis, terutama untuk grade pemotongan bebas.Salah satu alasannya adalah sulfida ditarik ke arah mesin melintasi permukaan ini.
Permukaan kritis harus diposisikan ke atas, tetapi pada sudut 15 sampai 20 derajat dari vertikal, untuk memungkinkan hilangnya kelembaban.Bahan yang dipasivasi dengan benar tidak akan berkarat, meskipun bintik-bintik kecil dapat muncul di atasnya.
Nilai baja tahan karat austenitik juga dapat dievaluasi dengan pengujian kelembaban.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 ara.3 di bawah ini memberikan detail tentang pemilihan proses.
(a) Sesuaikan pH dengan natrium hidroksida.(b) Lihat gbr.3(c) Na2Cr2O7 adalah 3 ons/gal (22 g/L) natrium dikromat dalam asam nitrat 20%.Alternatif untuk campuran ini adalah asam nitrat 50% tanpa natrium dikromat.
Pendekatan yang lebih cepat adalah menggunakan ASTM A380, Praktik Standar untuk Pembersihan, Pembersihan Kerak, dan Pasifasi Bagian, Peralatan, dan Sistem Stainless Steel.Pengujian meliputi menyeka bagian dengan larutan tembaga sulfat/asam sulfat, menjaganya tetap basah selama 6 menit, dan mengamati pelapisan tembaga.Alternatifnya, bagian tersebut dapat direndam dalam larutan selama 6 menit.Jika besi larut, pelapisan tembaga terjadi.Tes ini tidak berlaku untuk permukaan bagian pemrosesan makanan.Selain itu, sebaiknya tidak 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.Tes ini terlalu ketat untuk beberapa kultivar dan umumnya tidak diperlukan untuk memastikan keefektifan pasivasi.
Hindari menggunakan klorida berlebih, yang dapat menyebabkan flare-up yang berbahaya.Gunakan hanya air berkualitas tinggi dengan kurang dari 50 bagian per juta (ppm) klorida jika memungkinkan.Air keran biasanya cukup, dan dalam beberapa kasus dapat menahan hingga beberapa ratus bagian per juta klorida.
Penting untuk mengganti bak mandi secara teratur agar tidak kehilangan potensi pasivasi yang dapat menyebabkan sambaran petir dan kerusakan suku cadang.Mandi harus dijaga pada suhu yang tepat, karena suhu yang tidak terkendali dapat menyebabkan korosi lokal.
Penting untuk mengikuti jadwal perubahan solusi yang sangat spesifik selama proses produksi besar untuk meminimalkan kemungkinan kontaminasi.Sampel kontrol digunakan untuk menguji efektivitas mandi.Jika spesimen sudah terserang, saatnya mengganti bak mandi.
Harap dicatat bahwa beberapa mesin hanya memproduksi baja tahan karat;gunakan pendingin pilihan yang sama untuk memotong baja tahan karat dengan mengesampingkan semua logam lainnya.
Bagian rak DO dikerjakan secara terpisah untuk menghindari kontak logam ke logam.Hal ini sangat penting untuk pemesinan bebas baja tahan karat, karena larutan pasivasi dan pembilasan yang mudah mengalir diperlukan untuk menyebarkan produk korosi sulfida dan mencegah pembentukan kantong asam.
Jangan pasifkan komponen baja tahan karat karburasi atau nitridasi.Ketahanan korosi dari bagian yang diperlakukan dengan cara ini dapat dikurangi sedemikian rupa sehingga dapat rusak dalam bak pasivasi.
Jangan gunakan alat logam besi dalam kondisi bengkel yang tidak terlalu bersih.Serpihan baja dapat dihindari dengan menggunakan alat karbida atau keramik.
Ketahuilah bahwa korosi dapat terjadi pada wadah pasivasi jika bagian tersebut tidak diberi perlakuan panas dengan benar.Nilai martensit dengan kandungan karbon dan kromium tinggi harus dikeraskan untuk ketahanan korosi.
Pasivasi biasanya dilakukan setelah temper berikutnya pada suhu yang menjaga ketahanan korosi.
Jangan abaikan konsentrasi asam nitrat dalam bak pasif.Pemeriksaan berkala harus dilakukan dengan menggunakan prosedur titrasi sederhana yang disarankan oleh Carpenter.Jangan pasifkan lebih dari satu baja tahan karat sekaligus.Ini mencegah kebingungan yang mahal dan mencegah reaksi galvanik.
Tentang Penulis: Terry A. DeBold adalah Spesialis R&D Paduan Stainless Steel dan James W. Martin adalah Spesialis Metalurgi Bar di Carpenter Technology Corp.(Membaca, Pennsylvania).
Berapa harganya?Berapa banyak ruang yang saya butuhkan?Masalah lingkungan apa yang akan saya hadapi?Seberapa curam kurva belajarnya?Apa sebenarnya anodisasi itu?Di bawah ini adalah jawaban atas pertanyaan awal para master tentang anodisasi interior.
Mendapatkan hasil yang konsisten dan berkualitas tinggi dari proses penggilingan tanpa pusat memerlukan pemahaman dasar.Sebagian besar masalah aplikasi yang terkait dengan penggilingan tanpa pusat muncul dari kurangnya pemahaman tentang dasar-dasarnya.Artikel ini menjelaskan mengapa proses mindless berhasil dan cara menggunakannya paling efektif di bengkel Anda.