Се осигуравте дека деловите се машински изработени според спецификацијата. Сега, проверете дали сте презеле чекори за да ги заштитите овие делови во условите што ги очекуваат вашите клиенти. #основно
Пасивацијата останува клучен чекор во максимизирањето на основната отпорност на корозија на машински обработените делови и склопови од не'рѓосувачки челик. Таа може да направи разлика помеѓу задоволителни перформанси и предвремено откажување. Неправилно извршена, пасивацијата всушност може да предизвика корозија.
Пасивацијата е метод по производството што ја максимизира вродената отпорност на корозија на легурите од не'рѓосувачки челик што го произведуваат обработениот дел. Тоа не е третман за отстранување на бигор, ниту пак е премачкување со боја.
Не постои општ консензус за прецизниот механизам за тоа како функционира пасивацијата. Но, сигурно е дека на површината на пасивираниот не'рѓосувачки челик постои заштитен оксиден филм. Се смета дека овој невидлив филм е екстремно тенок, дебел помалку од 0,0000001 инч, околу 1/100.000-ти дел од дебелината на човечко влакно!
Чист, новомашински обработен, полиран или мариниран дел од не'рѓосувачки челик автоматски ќе ја стекне оваа оксидна фолија поради неговата изложеност на атмосферски кислород. Под идеални услови, овој заштитен оксиден слој целосно ги покрива сите површини на делот.
Меѓутоа, во пракса, загадувачите како што се нечистотија од работилницата или честичките од железо од алатките за сечење можат да се пренесат на површината на деловите од не'рѓосувачки челик за време на обработката. Доколку не се отстранат, овие туѓи тела можат да ја намалат ефикасноста на оригиналниот заштитен филм.
За време на машинската обработка, траги од слободно железо можат да се истрошат од алатката и да се пренесат на површината на работниот дел од не'рѓосувачки челик. Во некои случаи, на делот може да се појави тенок слој 'рѓа. Всушност, ова е корозија на челикот од алатката, а не на основниот метал. Повремено, пукнатините на вградените челични честички од алатките за сечење или нивните производи од корозија можат да предизвикаат ерозија на самиот дел.
Исто така, мали честички од нечистотија од железо може да се залепат на површината на делот. Иако металот може да изгледа сјаен во машински обработена состојба, по изложување на воздух, невидливите честички од слободно железо можат да предизвикаат 'рѓосување на површината.
Изложените сулфиди исто така можат да бидат проблем. Тие се добиваат со додавање сулфур во не'рѓосувачки челик за да се подобри обработливоста. Сулфидите ја зголемуваат способноста на легурата да формира струготини за време на обработката, кои можат целосно да се отстранат од алатката за сечење. Освен ако деловите не се правилно пасивирани, сулфидите можат да станат почетна точка за површинска корозија на произведените производи.
Во двата случаи, пасивацијата е потребна за да се максимизира природната отпорност на корозија на не'рѓосувачкиот челик. Таа ги отстранува површинските загадувачи, како што се честичките од нечистотија во работилницата и честичките од железо во алатките за сечење, кои можат да формираат 'рѓа или да станат почетна точка за корозија. Пасивацијата, исто така, ги отстранува сулфидите изложени на површината на легури од не'рѓосувачки челик со слободно сечење.
Најдобра отпорност на корозија обезбедува постапка во два чекори: 1. Чистење, основна, но понекогаш занемарена постапка; 2. Киселинско капење или третман со пасивација.
Чистењето секогаш треба да биде приоритет. Површините мора темелно да се исчистат од маснотии, средство за ладење или други остатоци од работилницата за оптимална отпорност на корозија. Остатоци од машинската обработка или друга нечистотија од работилницата може внимателно да се избришат од делот. Комерцијалните средства за одмастување или чистење може да се користат за отстранување на процесни масла или средства за ладење. Странските материи како што се термичките оксиди можеби ќе треба да се отстранат со методи како што се мелење или маринирање.
Понекогаш операторот на машината може да го прескокне основното чистење, погрешно мислејќи дека чистењето и пасивацијата ќе се случат истовремено со едноставно потопување на делот полн со маст во киселинска бања. Тоа нема да се случи. Спротивно на тоа, контаминираната маст реагира со киселината и формира воздушни меурчиња. Овие меурчиња се собираат на површината на работниот дел и се мешаат во пасивацијата.
Уште полошо, контаминацијата на растворите за пасивација, кои понекогаш содржат високи концентрации на хлориди, може да предизвика „трепкање“. За разлика од добивањето на посакуваниот оксиден филм со сјајна, чиста површина отпорна на корозија, брзото гравирање може да резултира со силно гравирана или затемнета површина - влошување на површината што пасивацијата е дизајнирана да го оптимизира.
Деловите направени од мартензитен не'рѓосувачки челик [магнетен, умерено отпорен на корозија, граница на истегнување до околу 280 ksi (1930 MPa)] се стврднуваат на покачени температури, а потоа се калат за да се обезбеди саканата тврдост и механички својства. Легурите што се стврднуваат со таложење, кои имаат подобра цврстина и отпорност на корозија од мартензитните легури, можат да се третираат со раствор, делумно да се обработуваат машински, да се стареат на пониски температури, а потоа да се завршат.
Во овој случај, делот мора темелно да се исчисти со средство за одмастување или средство за чистење за да се отстранат сите траги од течноста за сечење пред термичката обработка. Во спротивно, течноста за сечење што останува на делот може да предизвика прекумерна оксидација. Оваа состојба може да предизвика вдлабнатини на недоволно големите делови откако бигорот ќе се отстрани со киселина или абразивни методи. Ако течноста за сечење остане на светли стврднати делови, како на пример во вакуумска печка или заштитна атмосфера, може да се појави карбуризација на површината, што резултира со губење на отпорноста на корозија.
По темелно чистење, деловите од не'рѓосувачки челик може да се потопат во бања со пасивизирачка киселина. Може да се користи кој било од трите методи - пасивација со азотна киселина, пасивација со азотна киселина со натриум дихромат и пасивација со лимонска киселина. Кој метод да се користи зависи од класата на не'рѓосувачки челик и наведените критериуми за прифатливост.
Хром-никел со поголема отпорност на корозија може да се пасивираат во бања со 20% (v/v) азотна киселина (Слика 1). Како што е прикажано во табелата, помалку отпорниот не'рѓосувачки челик може да се пасивира со додавање на натриум дихромат во бања со азотна киселина, со што растворот станува пооксидирачки и способен да формира пасивен филм на металната површина. Друга опција за замена на азотната киселина со натриум хромат е да се зголеми концентрацијата на азотна киселина на 50% по волумен. И додавањето на натриум дихромат и повисоката концентрација на азотна киселина ја намалуваат можноста за несакано трепкање.
Постапката за пасивирање на не'рѓосувачки челици со слободна обработка (исто така прикажана на Слика 1) е донекаде различна од онаа за не'рѓосувачки челици кои не се со слободна обработка. Ова е затоа што за време на пасивацијата во типична бања со азотна киселина, дел или сите сулфиди од обработливата класа што содржат сулфур се отстрануваат, создавајќи микроскопски дисконтинуитети на површината на обработениот дел.
Дури и генерално ефикасното плакнење со вода може да остави преостаната киселина во овие дисконтинуитети по пасивацијата. Оваа киселина потоа ќе ја нападне површината на делот освен ако не се неутрализира или отстрани.
За ефикасно пасивирање на лесно обработлив не'рѓосувачки челик, Карпентер го развил процесот AAA (алкално-киселинско-алкално), кој ја неутрализира преостанатата киселина. Овој метод на пасивација може да се заврши за помалку од 2 часа. Еве го процесот чекор-по-чекор:
По одмастувањето, потопете ги деловите во 5% раствор од натриум хидроксид на температура од 71°C до 82°C 30 минути. Потоа исплакнете ги деловите темелно во вода. Потоа, потопете го делот 30 минути во раствор од 20% (v/v) азотна киселина што содржи 22 g/l натриум дихромат на температура од 49°C до 60°C. Откако ќе го извадите делот од кадата, исплакнете го со вода, а потоа потопете го во растворот од натриум хидроксид уште 30 минути. Исплакнете го делот повторно со вода и исушете го, завршувајќи го методот AAA.
Пасивацијата со лимонска киселина е сè попопуларна кај производителите кои сакаат да избегнат употреба на минерални киселини или раствори што содржат натриум дихромат, како и проблемите со отстранувањето и поголемите безбедносни проблеми поврзани со нивната употреба. Лимонската киселина се смета за еколошка во секој поглед.
Иако пасивацијата со лимонска киселина нуди привлечни еколошки предности, работилниците кои имале успех со пасивација со неорганска киселина и немаат загриженост за безбедноста можеби ќе сакаат да продолжат со курсот. Доколку овие корисници имаат чиста работилница, добро одржувана и чиста опрема, средство за ладење без железни загадувачи и процес што дава добри резултати, можеби нема вистинска потреба од промени.
Пасивацијата во бања со лимонска киселина се покажа како корисна за широк спектар на нерѓосувачки челици, вклучувајќи неколку поединечни класи на нерѓосувачки челик, како што е прикажано на Слика 2. За погодност, вклучен е традиционалниот метод на пасивација со азотна киселина на Слика 1. Забележете дека постарите формулации на азотна киселина се изразени во волуменски проценти, додека поновите концентрации на лимонска киселина се изразени во тежински проценти. Важно е да се напомене дека при спроведување на овие процедури, внимателното балансирање на времето на потопување, температурата на бањата и концентрацијата е од клучно значење за да се избегне „трепкањето“ опишано претходно.
Пасивациските третмани варираат во зависност од содржината на хром и карактеристиките на обработка на секоја сорта. Забележете ги колоните што се однесуваат или на Процес 1 или на Процес 2. Како што е прикажано на Слика 3, Процесот 1 вклучува помалку чекори од Процес 2.
Лабораториските тестови покажаа дека процесот на пасивација со лимонска киселина е повеќе склонен кон „трепкање“ отколку процесот со азотна киселина. Фактори што придонесуваат за овој напад вклучуваат превисока температура на кадата, предолго време на натопување и контаминација на кадата. Производите од лимонска киселина што содржат инхибитори на корозија и други адитиви како што се средства за навлажнување се комерцијално достапни и се наведува дека ја намалуваат подложноста на „трепкачка корозија“.
Конечниот избор на метод на пасивација ќе зависи од критериумите за прифаќање наметнати од страна на клиентот. Видете ASTM A967 за детали. Можете да пристапите до него на www.astm.org.
Често се вршат тестови за да се процени површината на пасивираните делови. Прашањето на кое треба да се одговори е: „Дали пасивацијата го отстранува слободното железо и ја оптимизира отпорноста на корозија на видовите со слободно сечење?“
Важно е методот на тестирање да одговара на оценката што се оценува. Тестовите што се премногу строги нема да ги положат совршено добрите материјали, додека тестовите што се премногу лабави ќе ги положат незадоволителните делови.
Нерѓосувачките челици од серијата 400 со стврднување со врнежи и слободна обработка најдобро се оценуваат во кабинет способен за одржување на 100% влажност (влажни примероци) 24 часа на 95°F (35°C). Попречниот пресек е често најкритичната површина, особено за видовите со слободно сечење. Една од причините за ова е тоа што сулфидот е издолжен во насока на машината, пресекувајќи ја оваа површина.
Критичните површини треба да се постават нагоре, но под агол од 15 до 20 степени од вертикалата за да се овозможи губење на влага. Правилно пасивираниот материјал тешко ќе 'рѓосува, иако може да покаже мали дамки.
Аустенитските нерѓосувачки челик може да се проценат и со тестирање на влажност. При тестирање, на површината на примерокот треба да бидат присутни капки вода, што укажува на слободно железо со присуство на 'рѓа.
Постапките за пасивирање на најчесто користени не'рѓосувачки челици со и без нивно сечење во раствори од лимонска или азотна киселина бараат различни процеси. Слика 3 подолу дава детали за изборот на процесот.
(a) Прилагодете ја pH вредноста со натриум хидроксид. (b) Видете ја Слика 3 (c) Na2Cr2O7 претставува 3 oz/gallon (22 g/l) натриум дихромат во 20% азотна киселина. Алтернатива на оваа смеса е 50% азотна киселина без натриум дихромат
Побрз метод е да се користи растворот во ASTM A380, „Стандардна пракса за чистење, отстранување на бигор и пасивација на делови, опрема и системи од не'рѓосувачки челик“. Тестот се состои од бришење на делот со раствор од бакар сулфат/сулфурна киселина, држење влажен 6 минути и набљудување за обложување на бакар. Како алтернатива, делот може да се потопи во растворот 6 минути. Ако железото се раствори, се јавува обложување на бакар. Овој тест не треба да се користи на површините на деловите за преработка на храна. Исто така, не треба да се користи за мартензитни или феритни челици од серијата 400 со ниска содржина на хром, бидејќи може да се појават лажно позитивни резултати.
Историски гледано, тестот со 5% солено прскање на 95°F (35°C) се користел и за евалуација на пасивирани примероци. Овој тест е премногу строг за некои сорти и генерално не е потребен за да се потврди дека пасивацијата е ефикасна.
Избегнувајте употреба на вишок хлориди, кои можат да предизвикаат штетни напади на блескавици. Доколку е можно, користете само висококвалитетна вода со помалку од 50 делови на милион (ppm) хлорид. Водата од чешма е обично доволна и во некои случаи може да толерира до неколку стотици ppm хлорид.
Важно е кадата редовно да се заменува за да се избегне губење на потенцијалот за пасивација што може да доведе до прелевање и оштетување на деловите. Кадата треба да се одржува на соодветна температура, бидејќи нестабилните температури може да предизвикаат локализирана корозија.
Важно е да се одржува многу специфичен распоред за промена на растворот за време на циклусите со големо производство за да се минимизира потенцијалот за контаминација. Контролен примерок беше користен за тестирање на ефикасноста на бањата. Доколку примерокот е нападнат, време е бањата да се замени.
Ве молиме наведете дека одредени машини изработуваат само не'рѓосувачки челик; користете го истото претпочитано средство за ладење за сечење не'рѓосувачки челик, со исклучок на сите други метали.
Деловите од DO решеткастата конструкција се третираат индивидуално за да се избегне контакт метал со метал. Ова е особено важно за слободна обработка на не'рѓосувачки челик, бидејќи се потребни раствори за слободно течење на пасивација и испирање за дифузија на производите од корозија во сулфиди и за избегнување на формирање на киселински џебови.
Не пасивирајте карбуризирани или нитридирани делови од не'рѓосувачки челик. Отпорноста на корозија на деловите третирани на овој начин може да се намали до тој степен што би биле погодени во бањата за пасивација.
Не користете железни алатки во работилница која не е особено чиста. Челичната чакалка може да се избегне со употреба на карбидни или керамички алатки.
Не заборавајте дека корозија може да се појави во пасивната бања ако делот не е правилно термички обработен. Мартензитните класи со висока содржина на јаглерод и висок хром мора да се стврднат за отпорност на корозија.
Пасивацијата обично се изведува по последователно калење со употреба на температури што одржуваат отпорност на корозија.
Не ја игнорирајте концентрацијата на азотна киселина во пасивната бања. Периодични проверки треба да се вршат со користење на едноставната постапка на титрација што ја нуди Карпентер. Не пасивирајте повеќе од еден не'рѓосувачки челик истовремено. Ова спречува скапа конфузија и избегнува галвански реакции.
За авторите: Тери А. Деболд е специјалист за истражување и развој на легури од не'рѓосувачки челик, а Џејмс В. Мартин е металург за шипки во Carpenter Technology Corp. (Рединг, Пенсилванија).
Во свет на сè построги спецификации за завршна обработка на површините, едноставните мерења на „рапавост“ се сè уште корисни. Да разгледаме зошто мерењето на површината е важно и како може да се провери на подот од фабриката со софистицирани преносни мерачи.
Дали сте сигурни дека го имате најдобриот влошок за оваа операција на стружење? Проверете го чипот, особено ако е оставен без надзор. Карактеристиките на чипот можат многу да ви кажат.