Jūs esat pārliecinājies, ka detaļas ir ražotas atbilstoši specifikācijām. Tagad pārliecinieties, ka veicat pasākumus, lai aizsargātu šīs detaļas vidē, kādu sagaida jūsu klienti. #base
Pasivācija joprojām ir svarīgs solis, lai maksimāli palielinātu no nerūsējošā tērauda izgatavotu detaļu un mezglu izturību pret koroziju. Tas var būt izšķirošs faktors starp apmierinošu veiktspēju un priekšlaicīgu bojājumu. Nepareiza pasivācija var izraisīt koroziju.
Pasivācija ir pēcapstrādes metode, kas maksimāli palielina nerūsējošā tērauda sakausējumu, no kuriem izgatavota sagatave, dabisko izturību pret koroziju. Tā nav atkaļķošana vai krāsošana.
Nav vienprātības par precīzu pasivācijas mehānismu. Taču ir droši zināms, ka uz pasivētā nerūsējošā tērauda virsmas ir aizsargājoša oksīda plēve. Tiek uzskatīts, ka šī neredzamā plēve ir ārkārtīgi plāna, mazāka par 0,0000001 collu bieza, kas ir aptuveni 1/100 000 no cilvēka mata biezuma!
Tīra, svaigi apstrādāta, pulēta vai kodināta nerūsējošā tērauda detaļa automātiski iegūs šo oksīda plēvi atmosfēras skābekļa iedarbības dēļ. Ideālos apstākļos šis aizsargājošais oksīda slānis pilnībā pārklāj visas detaļas virsmas.
Tomēr praksē apstrādes laikā uz nerūsējošā tērauda detaļu virsmas var nokļūt tādi piesārņotāji kā rūpnīcas netīrumi vai dzelzs daļiņas no griezējinstrumentiem. Ja šie svešķermeņi netiek noņemti, tie var samazināt sākotnējās aizsargplēves efektivitāti.
Apstrādes laikā no instrumenta var tikt noņemtas brīvā dzelzs pēdas un pārnestas uz nerūsējošā tērauda sagataves virsmu. Dažos gadījumos uz detaļas var parādīties plāns rūsas slānis. Patiesībā tā ir instrumentu tērauda, ​​nevis pamatmetāla korozija. Dažreiz plaisas no griezējinstrumentu iestrādātām tērauda daļiņām vai to korozijas produktiem var erodēt pašu detaļu.
Līdzīgi, detaļas virsmai var pielipt nelielas dzelzs metalurģijas netīrumu daļiņas. Lai gan metāls gatavā stāvoklī var izskatīties spīdīgs, pēc saskares ar gaisu neredzamas brīvā dzelzs daļiņas var izraisīt virsmas rūsu.
Problēmas var radīt arī atklāti sulfīdi. Tos iegūst, pievienojot sēru nerūsējošajam tēraudam, lai uzlabotu apstrādājamību. Sulfīdi palielina sakausējuma spēju veidot skaidas apstrādes laikā, kuras var pilnībā noņemt no griezējinstrumenta. Ja detaļas nav pareizi pasivētas, sulfīdi var kļūt par rūpniecisko izstrādājumu virsmas korozijas sākumpunktu.
Abos gadījumos pasivācija ir nepieciešama, lai maksimāli palielinātu nerūsējošā tērauda dabisko izturību pret koroziju. Tā noņem virsmas piesārņotājus, piemēram, dzelzs daļiņas un dzelzs daļiņas griezējinstrumentos, kas var veidot rūsu vai kļūt par korozijas sākumpunktu. Pasivācija noņem arī sulfīdus, kas atrodami uz atvērta griešanas nerūsējošā tērauda sakausējumu virsmas.
Vislabāko korozijas izturību nodrošina divpakāpju procedūra: 1. Tīrīšana — galvenā procedūra, kas dažreiz tiek atstāta novārtā. 2. Skābes vanna vai pasivācija.
Tīrīšanai vienmēr jābūt prioritātei. Lai nodrošinātu optimālu izturību pret koroziju, virsmas ir rūpīgi jānotīra no taukiem, dzesēšanas šķidruma vai citiem gružiem. Mehāniskās apstrādes gružus vai citus rūpnīcas netīrumus var viegli noslaucīt no detaļas. Tehnoloģiju eļļu vai dzesēšanas šķidrumu noņemšanai var izmantot komerciālus attaukošanas līdzekļus vai tīrīšanas līdzekļus. Svešķermeņi, piemēram, termiskie oksīdi, var būt jānoņem, izmantojot tādas metodes kā slīpēšana vai kodināšana.
Dažreiz iekārtas operators var izlaist pamata tīrīšanu, maldīgi uzskatot, ka tīrīšana un pasivācija notiks vienlaikus, vienkārši iegremdējot ieeļļoto detaļu skābes vannā. Tas nenotiks. Turpretī piesārņotā smērviela reaģē ar skābi, veidojot gaisa burbuļus. Šie burbuļi sakrājas uz sagataves virsmas un traucē pasivāciju.
Vēl ļaunāk, pasivācijas šķīdumu, kas dažkārt satur augstu hlorīdu koncentrāciju, piesārņojums var izraisīt "uzliesmojumu". Atšķirībā no vēlamās oksīda plēves iegūšanas ar spīdīgu, tīru un korozijizturīgu virsmu, uzliesmojoša kodināšana var izraisīt spēcīgu virsmas kodināšanu vai melnēšanu — virsmas bojāšanos, kuras optimizēšanai ir paredzēta pasivācija.
Martensīta nerūsējošā tērauda detaļas [magnētiskas, vidēji izturīgas pret koroziju, tecēšanas robeža līdz aptuveni 280 tūkstošiem psi (1930 MPa)] tiek rūdītas augstā temperatūrā un pēc tam atlaidinātas, lai nodrošinātu vēlamo cietību un mehāniskās īpašības. Nokrišņu cietināšanas sakausējumus (kuriem ir labāka izturība un izturība pret koroziju nekā martensīta klasēm) var apstrādāt ar šķīduma apstrādi, daļēji apstrādāt, novecināt zemākā temperatūrā un pēc tam pabeigt.
Šādā gadījumā detaļa pirms termiskās apstrādes ir rūpīgi jānotīra ar attaukošanas līdzekli vai tīrīšanas līdzekli, lai noņemtu jebkādas griešanas šķidruma pēdas. Pretējā gadījumā uz detaļas palikušais dzesēšanas šķidrums var izraisīt pārmērīgu oksidēšanos. Šis apstāklis ​​var izraisīt iespiedumu veidošanos uz mazākām detaļām pēc atkaļķošanas ar skābi vai abrazīvām metodēm. Ja dzesēšanas šķidrums tiek atstāts uz spīdīgām, sacietētām detaļām, piemēram, vakuuma krāsnī vai aizsargatmosfērā, var notikt virsmas carburizācija, kā rezultātā samazinās izturība pret koroziju.
Pēc rūpīgas tīrīšanas nerūsējošā tērauda detaļas var iegremdēt pasivējošā skābes vannā. Var izmantot jebkuru no trim metodēm – pasivēšanu ar slāpekļskābi, pasivēšanu ar slāpekļskābi ar nātrija dihromātu un pasivēšanu ar citronskābi. Izmantojamā metode ir atkarīga no nerūsējošā tērauda markas un noteiktajiem pieņemšanas kritērijiem.
Korozijizturīgākas niķeļa hroma markas var pasivēt 20 % (v/v) slāpekļskābes vannā (1. attēls). Kā parādīts tabulā, mazāk izturīgus nerūsējošos tēraudus var pasivēt, slāpekļskābes vannai pievienojot nātrija dihromātu, lai šķīdums kļūtu oksidējošāks un spētu veidot pasivējošu plēvi uz metāla virsmas. Vēl viena iespēja slāpekļskābes aizstāšanai ar nātrija hromātu ir palielināt slāpekļskābes koncentrāciju līdz 50 % pēc tilpuma. Gan nātrija dihromāta pievienošana, gan augstāka slāpekļskābes koncentrācija samazina nevēlamas uzliesmojuma iespējamību.
Apstrādājamu nerūsējošo tēraudu pasivācijas procedūra (arī parādīta 1. attēlā) nedaudz atšķiras no neapstrādājamu nerūsējošā tērauda marku procedūras. Tas ir tāpēc, ka pasivācijas laikā slāpekļskābes vannā tiek atdalīti daži vai visi apstrādājamie sēru saturošie sulfīdi, radot mikroskopiskas neviendabības uz sagataves virsmas.
Pat parasti efektīva mazgāšana ar ūdeni pēc pasivācijas šajās nepilnībās var atstāt skābes atlikumus. Ja šī skābe netiks neitralizēta vai noņemta, tā uzbruks detaļas virsmai.
Lai efektīvi pasivētu viegli apstrādājamu nerūsējošo tēraudu, Carpenter ir izstrādājis AAA (sārmainu-skābu-sārmainu) procesu, kas neitralizē atlikušo skābi. Šo pasivācijas metodi var pabeigt mazāk nekā 2 stundās. Šeit ir soli pa solim sniegts process:
Pēc attaukošanas detaļas 30 minūtes iemērc 5% nātrija hidroksīda šķīdumā 71°C līdz 82°C temperatūrā. Pēc tam detaļas rūpīgi noskalo ūdenī. Pēc tam detaļu uz 30 minūtēm iegremdē 20% (v/v) slāpekļskābes šķīdumā, kas satur 22 g/l nātrija dihromāta, 49°C līdz 60°C temperatūrā. ) Pēc detaļas izņemšanas no vannas noskalo to ar ūdeni un pēc tam uz 30 minūtēm iegremdē nātrija hidroksīda šķīdumā. Vēlreiz noskalo detaļu ar ūdeni un nosusina, pabeidzot AAA metodi.
Citronskābes pasivēšana kļūst arvien populārāka ražotāju vidū, kuri vēlas izvairīties no minerālskābju vai nātrija dihromātu saturošu šķīdumu lietošanas, kā arī no utilizācijas problēmām un paaugstinātām bažām par drošību, kas saistītas ar to lietošanu. Citronskābe tiek uzskatīta par videi draudzīgu visos aspektos.
Lai gan citronskābes pasivācija piedāvā pievilcīgus ieguvumus videi, veikaliem, kuriem ir bijuši veiksmīgi neorganiskās skābes pasivācijas paņēmieni un kuriem nav bažu par drošību, ieteicams turpināt šo kursu. Ja šiem lietotājiem ir tīra darbnīca, aprīkojums ir labā stāvoklī un tīrs, dzesēšanas šķidrums nesatur rūpnīcā radušās dzelzs nogulsnes un process dod labus rezultātus, izmaiņas, iespējams, nav nepieciešamas.
Ir konstatēts, ka citronskābes vannas pasivācija ir noderīga plašam nerūsējošā tērauda klāstam, tostarp vairākām atsevišķām nerūsējošā tērauda kategorijām, kā parādīts 2. attēlā. Ērtības labad 2.1. attēlā ir iekļauta tradicionālā pasivācijas metode ar slāpekļskābi. Ņemiet vērā, ka vecās slāpekļskābes formulas ir izteiktas procentos pēc tilpuma, savukārt jaunās citronskābes koncentrācijas ir izteiktas procentos pēc masas. Ir svarīgi atzīmēt, ka, veicot šīs procedūras, ir ļoti svarīgi rūpīgi līdzsvarot mērcēšanas laiku, vannas temperatūru un koncentrāciju, lai izvairītos no iepriekš aprakstītās "uzliesmošanas".
Pasivācija atšķiras atkarībā no hroma satura un katras šķirnes apstrādes īpašībām. Ievērojiet kolonnas 1. vai 2. procesam. Kā parādīts 3. attēlā, 1. procesam ir mazāk soļu nekā 2. procesam.
Laboratorijas testi ir parādījuši, ka citronskābes pasivācijas process ir vairāk pakļauts “vārīšanās” riskam nekā slāpekļskābes process. Šo faktoru vidū ir pārāk augsta vannas temperatūra, pārāk ilgs mērcēšanas laiks un vannas piesārņojums. Tirdzniecībā ir pieejami uz citronskābes bāzes veidoti produkti, kas satur korozijas inhibitorus un citas piedevas, piemēram, mitrinātājus, un tiek ziņots, ka tie samazina “uzliesmojošas korozijas” uzņēmību.
Pasivācijas metodes galīgā izvēle būs atkarīga no klienta noteiktajiem pieņemšanas kritērijiem. Sīkāku informāciju skatiet ASTM A967 standartā. Tas ir pieejams vietnē www.astm.org.
Bieži tiek veikti testi, lai novērtētu pasivētu detaļu virsmu. Jautājums, uz kuru jāatbild, ir šāds: "Vai pasivācija noņem brīvo dzelzi un optimizē sakausējumu korozijas izturību automātiskai griešanai?"
Ir svarīgi, lai testēšanas metode atbilstu vērtējamajai klasei. Pārāk stingri testi neizturēs absolūti labus materiālus, savukārt pārāk vāji testi izturēs neapmierinošas daļas.
PH un viegli apstrādājamos 400. sērijas nerūsējošos tēraudus vislabāk novērtēt kamerā, kas spēj uzturēt 100% mitrumu (paraugs ir mitrs) 24 stundas 35°C temperatūrā. Šķērsgriezums bieži vien ir vissvarīgākā virsma, īpaši brīvi griežamiem tērauda veidiem. Viens no iemesliem ir tas, ka sulfīds tiek vilkts mašīnas virzienā pāri šai virsmai.
Kritiskās virsmas jānovieto uz augšu, bet 15 līdz 20 grādu leņķī no vertikāles, lai nodrošinātu mitruma zudumu. Pareizi pasivēts materiāls gandrīz nerūsēs, lai gan uz tā var parādīties nelieli plankumi.
Austenīta nerūsējošā tērauda markas var novērtēt arī ar mitruma testu. Šajā testā uz parauga virsmas jābūt ūdens pilieniem, kas norāda uz brīvu dzelzi ar jebkādu rūsas klātbūtni.
Parasti izmantoto automātisko un manuālo nerūsējošo tēraudu pasivācijas procedūras citronskābes vai slāpekļskābes šķīdumos prasa atšķirīgus procesus. 3. attēlā ir sniegta sīkāka informācija par procesa izvēli.
(a) Pielāgojiet pH līmeni ar nātrija hidroksīdu. (b) Skatīt 3. attēlu (c). Na2Cr2O7 ir 3 unces/galons (22 g/l) nātrija dihromāta 20% slāpekļskābē. Šī maisījuma alternatīva ir 50% slāpekļskābe bez nātrija dihromāta.
Ātrāka pieeja ir izmantot ASTM A380 standartu — nerūsējošā tērauda detaļu, iekārtu un sistēmu tīrīšanas, atkaļķošanas un pasivācijas standarta praksi. Pārbaude ietver detaļas noslaucīšanu ar vara sulfāta/sērskābes šķīdumu, tās mitrināšanu 6 minūtes un vara pārklājuma novērošanu. Alternatīvi, detaļu var iegremdēt šķīdumā uz 6 minūtēm. Ja dzelzs izšķīst, notiek vara pārklājums. Šis tests neattiecas uz pārtikas pārstrādes detaļu virsmām. To nedrīkst izmantot arī 400. sērijas martensīta tēraudiem vai zema hroma ferīta tēraudiem, jo ​​var rasties kļūdaini pozitīvi rezultāti.
Vēsturiski pasivētu paraugu novērtēšanai tika izmantots arī 5 % sāls izsmidzināšanas tests 35 °C temperatūrā. Šis tests dažām šķirnēm ir pārāk stingrs un parasti nav nepieciešams, lai apstiprinātu pasivācijas efektivitāti.
Izvairieties no pārmērīga hlorīdu lietošanas, jo tas var izraisīt bīstamus uzliesmojumus. Ja vien iespējams, izmantojiet tikai augstas kvalitātes ūdeni ar mazāk nekā 50 daļiņām uz miljonu (ppm) hlorīdu. Parasti pietiek ar krāna ūdeni, un dažos gadījumos tas var izturēt līdz pat vairākiem simtiem daļiņām uz miljonu hlorīdu.
Ir svarīgi regulāri nomainīt vannu, lai nezaudētu pasivācijas potenciālu, kas var izraisīt zibens spērienus un detaļu bojājumus. Vanna jāuztur atbilstošā temperatūrā, jo nekontrolēta temperatūra var izraisīt lokālu koroziju.
Lielu ražošanas apjomu laikā ir svarīgi ievērot ļoti specifisku šķīduma maiņas grafiku, lai samazinātu piesārņojuma iespējamību. Lai pārbaudītu šķīduma efektivitāti, tika izmantots kontroles paraugs. Ja paraugs ir ticis bojāts, ir pienācis laiks nomainīt šķīdumu.
Lūdzu, ņemiet vērā, ka dažas iekārtas ražo tikai nerūsējošo tēraudu; nerūsējošā tērauda griešanai izmantojiet to pašu ieteicamo dzesēšanas šķidrumu, izslēdzot visus pārējos metālus.
DO plaukta detaļas tiek apstrādātas atsevišķi, lai izvairītos no metāla saskares ar metālu. Tas ir īpaši svarīgi nerūsējošā tērauda brīvai apstrādei, jo ir nepieciešami viegli plūstoši pasivācijas un skalošanas šķīdumi, lai izkliedētu sulfīda korozijas produktus un novērstu skābju kabatu veidošanos.
Nepasivējiet cementētas vai nitridētas nerūsējošā tērauda detaļas. Šādi apstrādātu detaļu korozijas izturība var samazināties tiktāl, ka tās var tikt bojātas pasivācijas vannā.
Nelietojiet melno metālu instrumentus darbnīcas apstākļos, kas nav īpaši tīri. Tērauda šķembas var novērst, izmantojot karbīda vai keramikas instrumentus.
Ņemiet vērā, ka pasivācijas vannā var rasties korozija, ja detaļa nav pienācīgi termiski apstrādāta. Martensīta klases ar augstu oglekļa un hroma saturu ir jārūda, lai nodrošinātu izturību pret koroziju.
Pasivāciju parasti veic pēc sekojošas atlaidināšanas temperatūrā, kas saglabā izturību pret koroziju.
Neaizmirstiet par slāpekļskābes koncentrāciju pasivācijas vannā. Regulāras pārbaudes jāveic, izmantojot Kārpentera ieteikto vienkāršo titrēšanas procedūru. Nepasivēt vairāk nekā vienu nerūsējošo tēraudu vienlaikus. Tas novērš dārgu apjukumu un galvaniskās reakcijas.
Par autoriem: Terijs A. Debolds ir nerūsējošā tērauda sakausējumu pētniecības un attīstības speciālists, un Džeimss V. Mārtins ir stieņu metalurģijas speciālists uzņēmumā Carpenter Technology Corp.(Redinga, Pensilvānija).
Cik tas maksā? Cik daudz vietas man vajag? Ar kādām vides problēmām man nāksies saskarties? Cik stāva ir mācīšanās līkne? Kas īsti ir anodēšana? Zemāk ir sniegtas atbildes uz meistaru sākotnējiem jautājumiem par interjera anodēšanu.
Lai iegūtu nemainīgus, augstas kvalitātes rezultātus, izmantojot bezcentra slīpēšanas procesu, ir nepieciešamas pamatzināšanas. Lielākā daļa bezcentra slīpēšanas lietojumprogrammu problēmu rodas pamatprincipu neizpratnes dēļ. Šajā rakstā ir paskaidrots, kāpēc bezcentra slīpēšanas process darbojas un kā to visefektīvāk izmantot savā darbnīcā.