אימתת שהחלקים מיוצרים לפי המפרט.כעת ודא שאתה נוקט בצעדים כדי להגן על חלקים אלה בסביבה שהלקוחות שלך מצפים להם.#בסיס
הפסיבציה נותרה שלב חשוב במקסום עמידות בפני קורוזיה של חלקים ומכלולים המיוצרים מנירוסטה.זה יכול לעשות את ההבדל בין ביצועים משביעי רצון לבין כישלון בטרם עת.פסיבציה לא נכונה עלולה לגרום לקורוזיה.
פסיבציה היא טכניקת פוסט-ייצור הממקסמת את עמידות הקורוזיה המובנית של סגסוגות הנירוסטה שמהן עשוי חומר העבודה.זה לא הסרת אבנית או צביעה.
אין הסכמה לגבי המנגנון המדויק שבו פועלת הפסיבציה.אבל זה ידוע בוודאות שיש סרט תחמוצת מגן על פני השטח של פלדת אל חלד פסיבית.אומרים שהסרט הבלתי נראה הזה הוא דק במיוחד, עובי של פחות מ-0.0000001 אינץ', שזה בערך 1/100,000 מעובי של שערה אנושית!
חלק מפלדת אל חלד נקי, שעבר מכונה טרייה, מלוטשת או כבוש, ירכוש את סרט התחמוצת הזה באופן אוטומטי עקב חשיפה לחמצן אטמוספרי.בתנאים אידיאליים, שכבת תחמוצת מגן זו מכסה לחלוטין את כל המשטחים של החלק.
אולם בפועל, מזהמים כמו לכלוך מפעל או חלקיקי ברזל מכלי חיתוך יכולים להגיע על פני השטח של חלקי נירוסטה במהלך העיבוד.אם לא יוסר, גופים זרים אלה עלולים להפחית את היעילות של סרט המגן המקורי.
במהלך העיבוד, ניתן להסיר עקבות של ברזל חופשי מהכלי ולהעביר אותם אל פני השטח של חומר העבודה מנירוסטה.במקרים מסוימים עלולה להופיע שכבה דקה של חלודה על החלק.למעשה, זוהי קורוזיה של פלדת הכלי, לא המתכת הבסיסית.לפעמים סדקים מחלקיקי פלדה מוטבעים מכלי חיתוך או מוצרי קורוזיה שלהם יכולים לשחוק את החלק עצמו.
באופן דומה, חלקיקים קטנים של לכלוך מתכתי ברזל יכולים להידבק לפני השטח של החלק.למרות שהמתכת עשויה להיראות מבריקה במצבה המוגמר, לאחר חשיפה לאוויר, חלקיקים בלתי נראים של ברזל חופשי עלולים לגרום לחלודה על פני השטח.
גם סולפידים חשופים יכולים להוות בעיה.הם מיוצרים על ידי הוספת גופרית לנירוסטה כדי לשפר את יכולת העיבוד.סולפידים מגבירים את יכולת הסגסוגת ליצור שבבים במהלך העיבוד, אותם ניתן להסיר לחלוטין מכלי החיתוך.אם חלקים אינם מופסבים כראוי, סולפידים יכולים להפוך לנקודת המוצא של קורוזיה פני השטח של מוצרים תעשייתיים.
בשני המקרים נדרשת פסיבציה כדי למקסם את עמידות הקורוזיה הטבעית של הנירוסטה.הוא מסיר מזהמים משטח כמו חלקיקי ברזל וחלקיקי ברזל בכלי חיתוך שעלולים ליצור חלודה או להפוך לנקודת המוצא לקורוזיה.הפאסיביות מסירה גם סולפידים המצויים על פני השטח של סגסוגות נירוסטה בחיתוך פתוח.
הליך דו-שלבי מספק את העמידות הטובה ביותר בפני קורוזיה: 1. ניקוי, ההליך העיקרי, אך לפעמים מוזנח 2. אמבט חומצה או פסיבציה.
ניקיון תמיד צריך להיות בראש סדר העדיפויות.יש לנקות ביסודיות את המשטחים משומן, נוזל קירור או פסולת אחרת כדי להבטיח עמידות אופטימלית בפני קורוזיה.ניתן לנגב בעדינות מהחלק פסולת עיבוד או לכלוך אחר מהמפעל.ניתן להשתמש במסירי שומנים מסחריים או בחומרי ניקוי להסרת שמני תהליך או נוזלי קירור.ייתכן שיהיה צורך להסיר חומרים זרים כגון תחמוצות תרמיות בשיטות כגון טחינה או כבישה.
לפעמים מפעיל המכונה עלול לדלג על ניקוי בסיסי, מתוך אמונה בטעות שניקוי ופסיביות יתרחשו בו זמנית, פשוט על ידי טבילת החלק המשומן באמבט חומצה.זה לא יקרה.לעומת זאת, שומן מזוהם מגיב עם חומצה ויוצר בועות אוויר.בועות אלה מתאספות על משטח העבודה ומפריעות לפסיבציה.
גרוע מכך, זיהום של תמיסות פסיביות, שלעתים מכילות ריכוזים גבוהים של כלורידים, עלול לגרום ל"הבזק".בניגוד להפקת סרט התחמוצת הרצוי עם משטח מבריק, נקי ועמיד בפני קורוזיה, צריבת הבזק עלולה לגרום לחריטה או השחרה חמורה של המשטח - הידרדרות במשטח שפסיבציה נועדה לייעל.
חלקי נירוסטה מרטנסיטיים [מגנטיים, עמידים בפני קורוזיה בינונית, חוזק תפוקה של עד כ-280 אלף psi (1930 MPa)] מרובים בטמפרטורות גבוהות ולאחר מכן מחוסמים כדי לספק את הקשיות והתכונות המכניות הרצויות.ניתן לטפל בסגסוגות מוקשות במשקעים (שהם בעלות חוזק ועמידות בפני קורוזיה טובים יותר מאשר לדרגות מרטנסיטיות), לעבד אותן באופן חלקי, ליישן בטמפרטורות נמוכות יותר ולאחר מכן לסיים אותן.
במקרה זה, יש לנקות את החלק ביסודיות עם מסיר שומנים או מנקה לפני טיפול בחום כדי להסיר עקבות של נוזל חיתוך.אחרת, נוזל קירור שנותר על החלק עלול לגרום לחמצון מוגזם.מצב זה עלול לגרום להיווצרות שקעים בחלקים קטנים יותר לאחר הסרת אבנית בשיטות חומצה או שוחקות.אם משאירים נוזל קירור על חלקים מבריקים מוקשים, כגון בתנור ואקום או באווירה מגוננת, עלולה להתרחש קרבוריזציה של פני השטח, וכתוצאה מכך לאובדן עמידות בפני קורוזיה.
לאחר ניקוי יסודי, ניתן לטבול חלקי נירוסטה באמבט חומצה פסיבית.ניתן להשתמש בכל אחת משלוש השיטות - פסיבציה עם חומצה חנקתית, פסיבציה עם חומצה חנקתית עם נתרן דיכרומט ופסיבציה עם חומצת לימון.באיזו שיטה להשתמש תלויה בדרגת הנירוסטה ובקריטריוני הקבלה שצוינו.
ניתן להפסיד דרגות ניקל כרום עמידות יותר בפני קורוזיה באמבט חומצה חנקתית של 20% (V/V) (איור 1).כפי שמוצג בטבלה, ניתן לפסיבי פלדות אל-חלד פחות עמידות על-ידי הוספת נתרן דיכרומט לאמבט של חומצה חנקתית כדי להפוך את התמיסה לחמצון יותר ומסוגלת ליצור סרט פסיבי על פני המתכת.אפשרות נוספת להחלפת חומצה חנקתית בנתרן כרומט היא הגדלת ריכוז החומצה החנקתית ל-50% בנפח.גם תוספת נתרן דיכרומט וגם הריכוז הגבוה יותר של חומצה חנקתית מפחיתים את הסבירות להבזק לא רצוי.
הליך הפסיבציה עבור פלדות אל-חלד הניתנות לעיבוד (מוצג גם באיור 1) שונה במקצת מההליך עבור ציוני נירוסטה שאינם ניתנים לעיבוד.הסיבה לכך היא שבמהלך פסיבציה באמבט חומצה חנקתית, חלק מהסולפידים המכילים גופרית הניתנים לעיבוד מוסרים או כולם, ויוצרים אי-הומוגניות מיקרוסקופית על פני השטח של חומר העבודה.
אפילו שטיפת מים יעילה בדרך כלל יכולה להשאיר שאריות חומצה בחוסר המשכיות הללו לאחר הפסיבציה.חומצה זו תתקוף את פני החלק אם לא תנטרל או תוסר.
לפסיבציה יעילה של נירוסטה קלה לעיבוד, קרפנטר פיתחה את תהליך AAA (Alkaline-Acid-Alkaline), המנטרל שאריות חומצה.ניתן להשלים את שיטת הפסיבציה הזו תוך פחות משעתיים.להלן התהליך שלב אחר שלב:
לאחר הסרת השומנים, השרו חלקים בתמיסת נתרן הידרוקסיד 5% ב-160°F עד 180°F (71°C עד 82°C) למשך 30 דקות.לאחר מכן שטפו היטב את החלקים במים.לאחר מכן טבלו את החלק למשך 30 דקות בתמיסת חומצה חנקתית 20% (v/v) המכילה 3 אונקיות/גל (22 גרם/ליטר) נתרן דיכרומט ב-120°F עד 140°F (49°C) עד 60°C.) לאחר הוצאת החלק מהאמבטיה, שטפו אותו במים, ואז טבלו אותו בתמיסת נתרן הידרוקסיד למשך 30 דקות.שוטפים את החלק שוב במים ומייבשים, תוך השלמת שיטת AAA.
פסיבציה של חומצת לימון הופכת פופולרית יותר ויותר בקרב יצרנים שרוצים להימנע משימוש בחומצות מינרליות או בתמיסות המכילות נתרן דיכרומט, כמו גם בעיות סילוק וחששות בטיחות מוגברים הקשורים לשימוש בהן.חומצת לימון נחשבת ידידותית לסביבה מכל הבחינות.
בעוד שפסיבציה של חומצת לימון מציעה יתרונות סביבתיים אטרקטיביים, חנויות שזכו להצלחה עם פסיבציה של חומצה אי-אורגנית ואין להן חששות בטיחותיים עשויות לרצות להישאר במסלול.אם למשתמשים אלה יש חנות נקייה, הציוד במצב טוב ונקי, נוזל הקירור נקי ממשקעי ברזל של המפעל, והתהליך מניב תוצאות טובות, ייתכן שלא יהיה צורך אמיתי בשינוי.
פסיבציה של אמבט חומצת לימון נמצאה שימושית עבור מגוון רחב של פלדות אל חלד, כולל מספר דרגות בודדות של נירוסטה, כפי שמוצג באיור 2. לנוחות, איור 2. 1 כולל את השיטה המסורתית של פסיבציה עם חומצה חנקתית.שימו לב כי תכשירי החומצה החנקתית הישנים מבוטאים כאחוזים לפי נפח, בעוד שריכוזי חומצת הלימון החדשים מבוטאים כאחוזים במסה.חשוב לציין כי בעת ביצוע הליכים אלו, איזון קפדני של זמן ההשריה, טמפרטורת האמבט והריכוז הוא קריטי כדי למנוע את ה"הבהוב" המתואר לעיל.
הפסיביות משתנה בהתאם לתכולת הכרום ומאפייני העיבוד של כל זן.שימו לב לעמודות עבור תהליך 1 או תהליך 2. כפי שמוצג באיור 3, לתהליך 1 יש פחות שלבים מאשר תהליך 2.
בדיקות מעבדה הראו שתהליך הפסיבציה של חומצת לימון נוטה יותר ל"רתיחה" מאשר תהליך החומצה החנקתית.גורמים התורמים להתקפה זו כוללים טמפרטורת אמבטיה גבוהה מדי, זמן טבילה ארוך מדי וזיהום אמבטיה.מוצרים המבוססים על חומצת לימון המכילים מעכבי קורוזיה ותוספים אחרים כגון חומרי הרטבה זמינים מסחרית ומדווחים כמפחיתים את הרגישות ל"קורוזיה מבזק".
הבחירה הסופית בשיטת הפסיבציה תהיה תלויה בקריטריוני הקבלה שנקבעו על ידי הלקוח.ראה ASTM A967 לפרטים.ניתן לגשת אליו בכתובת www.astm.org.
בדיקות מבוצעות לעתים קרובות כדי להעריך את פני השטח של חלקים פסיביים.השאלה שיש לענות עליה היא "האם הפסיבציה מסירה ברזל חופשי וממטבת את עמידות הקורוזיה של סגסוגות לחיתוך אוטומטי?"
חשוב ששיטת הבדיקה תתאים לכיתה המוערכת.מבחנים מחמירים מדי לא יעברו חומרים טובים לחלוטין, בעוד מבחנים חלשים מדי יעברו חלקים לא מספקים.
PH ופלדות אל-חלד מסדרת 400 לעיבוד קל מוערכים בצורה הטובה ביותר בתא המסוגל לשמור על לחות של 100% (דגימה רטובה) במשך 24 שעות ב-95°F (35°C).החתך הוא לעתים קרובות המשטח הקריטי ביותר, במיוחד עבור ציוני חיתוך חופשיים.אחת הסיבות לכך היא שהגופרית נמשכת בכיוון המכונה על פני משטח זה.
יש למקם משטחים קריטיים כלפי מעלה, אך בזווית של 15 עד 20 מעלות ממאונך, כדי לאפשר אובדן לחות.חומר פסיבי כהלכה כמעט ולא יחליד, אם כי עשויים להופיע עליו כתמים קטנים.
ניתן להעריך ציוני נירוסטה אוסטינית גם על ידי בדיקת לחות.בבדיקה זו, טיפות מים צריכות להיות נוכחות על פני הדגימה, מה שמצביע על ברזל חופשי על ידי נוכחות של חלודה כלשהי.
הליכי פסיבציה עבור פלדות אל חלד אוטומטיות וידניות בשימוש נפוץ בתמיסות לימון או חומצה חנקתית דורשים תהליכים שונים.על איור.3 להלן מספק פרטים על בחירת תהליך.
(א) התאם את ה-pH עם נתרן הידרוקסיד.(ב) ראה איור.3(c) Na2Cr2O7 הוא 3 אונקיות/גל (22 גרם/ליטר) נתרן דיכרומט ב-20% חומצה חנקתית.חלופה לתערובת זו היא חומצה חנקתית 50% ללא נתרן דיכרומט.
גישה מהירה יותר היא להשתמש ב-ASTM A380, פרקטיקה סטנדרטית לניקוי, הסרת אבנית ופסיבציה של חלקים, ציוד ומערכות מנירוסטה.הבדיקה כוללת ניגוב החלק בתמיסת נחושת גופרתית/חומצה גופרתית, שמירתו רטוב למשך 6 דקות ותצפית על ציפוי הנחושת.לחילופין, ניתן לטבול את החלק בתמיסה למשך 6 דקות.אם הברזל מתמוסס, מתרחשת ציפוי נחושת.בדיקה זו אינה חלה על המשטחים של חלקי עיבוד מזון.כמו כן, אין להשתמש בו על פלדות מרטנסיטיות מסדרה 400 או פלדות פריטיות נמוכות כרום מכיוון שעלולות להתרחש תוצאות חיוביות שגויות.
היסטורית, מבחן ריסוס מלח של 5% ב-95°F (35°C) שימש גם להערכת דגימות פסיביות.בדיקה זו מחמירה מדי עבור זנים מסוימים ובדרך כלל אינה נדרשת כדי לאשר את יעילות הפסיבציה.
הימנע משימוש בעודף כלורידים, שעלולים לגרום להתלקחויות מסוכנות.השתמש רק במים באיכות גבוהה עם פחות מ-50 חלקים למיליון (ppm) כלוריד במידת האפשר.מי ברז בדרך כלל מספיקים, ובמקרים מסוימים הם יכולים לעמוד בפני עד כמה מאות חלקים למיליון של כלורידים.
חשוב להחליף את האמבטיה באופן קבוע כדי לא לאבד את פוטנציאל הפסיבציה שעלול להוביל למכות ברק ולפגיעה בחלקים.האמבטיה חייבת להישמר בטמפרטורה המתאימה, שכן טמפרטורות בלתי מבוקרות עלולות לגרום לקורוזיה מקומית.
חשוב לעקוב אחר לוח זמנים מאוד ספציפי לשינוי פתרונות במהלך ריצות ייצור גדולות כדי למזער את האפשרות של זיהום.דגימת בקרה שימשה לבדיקת יעילות האמבטיה.אם הדגימה הותקפה, הגיע הזמן להחליף את האמבטיה.
שימו לב שמכונות מסוימות מייצרות רק נירוסטה;השתמש באותו נוזל קירור מועדף לחיתוך נירוסטה ללא כל שאר המתכות.
חלקי מתלה DO מעובדים בנפרד כדי למנוע מגע מתכת למתכת.זה חשוב במיוחד עבור עיבוד חופשי של נירוסטה, שכן נדרשים פתרונות פסיבציה ושטיפה בזרימה קלה כדי לפזר מוצרי קורוזיה גופרתיים ולמנוע היווצרות של כיסי חומצה.
אין לפסיבי חלקי נירוסטה מקרבים או ניטרידים.ניתן להפחית את עמידותם בפני קורוזיה של חלקים שטופלו בצורה זו עד כדי כך שהם עלולים להינזק באמבט הפסיבציה.
אין להשתמש בכלי מתכת ברזל בתנאי בית מלאכה שאינם נקיים במיוחד.ניתן למנוע שבבי פלדה על ידי שימוש בכלי קרביד או קרמיים.
שימו לב שקורוזיה עלולה להתרחש באמבט הפסיבציה אם החלק לא עבר טיפול חום כראוי.ציונים מרטנסיטים עם תכולת פחמן וכרום גבוהים חייבים להיות מוקשים לעמידות בפני קורוזיה.
הפסיבציה מתבצעת בדרך כלל לאחר טמפרטורת טמפרטורות השומרות על עמידות בפני קורוזיה.
אין להזניח את ריכוז החומצה החנקתית באמבט הפסיבציה.יש לבצע בדיקות תקופתיות באמצעות הליך הטיטרציה הפשוט שהוצע על ידי קרפנטר.אין לפסיב יותר מפלדת אל חלד אחת בכל פעם.זה מונע בלבול יקר ומונע תגובות גלווניות.
על המחברים: טרי א. דה-בולד הוא מומחה למחקר ופיתוח של סגסוגות פלדת אל-חלד וג'יימס וו. מרטין הוא מומחה למטלורגיית בר ב-Carpenter Technology Corp.(רידינג, פנסילבניה).
כמה זה?כמה מקום אני צריך?עם אילו בעיות סביבתיות אתמודד?כמה תלולה עקומת הלמידה?מה זה בעצם אילגון?להלן התשובות לשאלות הראשוניות של המאסטרים על אילגון הפנים.
קבלת תוצאות עקביות ואיכותיות מתהליך הטחינה ללא מרכז דורשת הבנה בסיסית.רוב בעיות היישום הקשורות לטחינה ללא מרכז נובעות מחוסר הבנה של היסודות.מאמר זה מסביר מדוע התהליך חסר המוח עובד וכיצד להשתמש בו בצורה היעילה ביותר בסדנה שלך.