Anda telah mengesahkan bahawa bahagian-bahagian tersebut dihasilkan mengikut spesifikasi. Sekarang pastikan anda mengambil langkah untuk melindungi bahagian-bahagian ini dalam persekitaran yang dijangkakan oleh pelanggan anda. #base
Pempasifan kekal sebagai langkah penting dalam memaksimumkan rintangan kakisan bahagian dan pemasangan yang dimesin daripada keluli tahan karat. Ini boleh membezakan antara prestasi yang memuaskan dan kegagalan pramatang. Pempasifan yang salah boleh menyebabkan kakisan.
Pasivasi ialah teknik pasca fabrikasi yang memaksimumkan rintangan kakisan yang wujud pada aloi keluli tahan karat yang digunakan untuk membuat bahan kerja. Ini bukanlah penyahkerakan atau pengecatan.
Tiada kata sepakat tentang mekanisme sebenar bagaimana pasifasi berfungsi. Tetapi diketahui dengan pasti bahawa terdapat filem oksida pelindung pada permukaan keluli tahan karat yang dipasifkan. Filem halimunan ini dikatakan sangat nipis, kurang daripada 0.0000001 inci tebal, iaitu kira-kira 1/100,000 ketebalan rambut manusia!
Bahagian keluli tahan karat yang bersih, baru dimesin, digilap atau dijeruk akan secara automatik memperoleh filem oksida ini kerana terdedah kepada oksigen atmosfera. Di bawah keadaan ideal, lapisan oksida pelindung ini menutupi sepenuhnya semua permukaan bahagian tersebut.
Walau bagaimanapun, dalam praktiknya, bahan cemar seperti kotoran kilang atau zarah besi daripada alat pemotong boleh sampai ke permukaan bahagian keluli tahan karat semasa pemprosesan. Jika tidak dibuang, benda asing ini boleh mengurangkan keberkesanan filem pelindung asal.
Semasa pemesinan, kesan besi bebas boleh dikeluarkan daripada alat dan dipindahkan ke permukaan bahan kerja keluli tahan karat. Dalam sesetengah kes, lapisan karat nipis mungkin muncul pada bahagian tersebut. Malah, ini adalah kakisan keluli alat, bukan logam asas. Kadangkala retakan daripada zarah keluli terbenam daripada alat pemotong atau produk kakisannya boleh menghakis bahagian itu sendiri.
Begitu juga, zarah-zarah kecil kotoran metalurgi ferus boleh melekat pada permukaan bahagian tersebut. Walaupun logam mungkin kelihatan berkilat dalam keadaan siapnya, selepas terdedah kepada udara, zarah-zarah besi bebas yang tidak kelihatan boleh menyebabkan karat permukaan.
Sulfida yang terdedah juga boleh menjadi masalah. Ia dihasilkan dengan menambahkan sulfur pada keluli tahan karat untuk meningkatkan kebolehmesinan. Sulfida meningkatkan keupayaan aloi untuk membentuk serpihan semasa pemesinan, yang boleh dikeluarkan sepenuhnya daripada alat pemotong. Jika bahagian tidak dipasifkan dengan betul, sulfida boleh menjadi titik permulaan kakisan permukaan produk perindustrian.
Dalam kedua-dua kes, pasifasi diperlukan untuk memaksimumkan rintangan kakisan semula jadi keluli tahan karat. Ia menyingkirkan bahan cemar permukaan seperti zarah besi dan zarah besi dalam alat pemotong yang boleh membentuk karat atau menjadi titik permulaan kakisan. Pasifasi juga menyingkirkan sulfida yang terdapat pada permukaan aloi keluli tahan karat potongan terbuka.
Prosedur dua langkah memberikan ketahanan kakisan yang terbaik: 1. Pembersihan, prosedur utama, tetapi kadangkala diabaikan 2. Mandian asid atau pempasifan.
Pembersihan harus sentiasa menjadi keutamaan. Permukaan mesti dibersihkan sepenuhnya daripada gris, bahan penyejuk atau serpihan lain untuk memastikan ketahanan kakisan yang optimum. Serpihan pemesinan atau kotoran kilang lain boleh dilap perlahan-lahan dari bahagian tersebut. Penyahgris atau pembersih komersial boleh digunakan untuk menanggalkan minyak proses atau bahan penyejuk. Bahan asing seperti oksida terma mungkin perlu ditanggalkan melalui kaedah seperti pengisaran atau penjerukan.
Kadangkala pengendali mesin mungkin melangkau pembersihan asas, kerana tersilap mempercayai bahawa pembersihan dan pempasifan akan berlaku pada masa yang sama, hanya dengan merendam bahagian yang diminyaki dalam rendaman asid. Ia tidak akan berlaku. Sebaliknya, gris yang tercemar bertindak balas dengan asid untuk membentuk buih udara. Gelembung-gelembung ini terkumpul pada permukaan bahan kerja dan mengganggu pempasifan.
Lebih buruk lagi, pencemaran larutan pasifasi, yang kadangkala mengandungi kepekatan klorida yang tinggi, boleh menyebabkan "kilat". Berbeza dengan menghasilkan filem oksida yang diingini dengan permukaan yang berkilat, bersih dan tahan kakisan, pengukiran kilat boleh mengakibatkan pengukiran yang teruk atau penghitaman permukaan—kemerosotan pada permukaan yang direka bentuk untuk dioptimumkan oleh pasifasi.
Bahagian keluli tahan karat martensitik [magnetik, tahan kakisan sederhana, kekuatan alah sehingga kira-kira 280 ribu psi (1930 MPa)] dipadamkan pada suhu tinggi dan kemudian ditempa untuk memberikan kekerasan dan sifat mekanikal yang diingini. Aloi pengeras pemendakan (yang mempunyai kekuatan dan rintangan kakisan yang lebih baik daripada gred martensitik) boleh dirawat larutan, dimesin separa, dituai pada suhu yang lebih rendah dan kemudian disiapkan.
Dalam kes ini, bahagian tersebut mesti dibersihkan dengan teliti menggunakan penyahgris atau pembersih sebelum rawatan haba untuk menghilangkan sebarang kesan bendalir pemotongan. Jika tidak, bahan penyejuk yang tinggal pada bahagian tersebut boleh menyebabkan pengoksidaan yang berlebihan. Keadaan ini boleh menyebabkan lekukan terbentuk pada bahagian yang lebih kecil selepas penyahkerakan dengan kaedah asid atau kasar. Jika bahan penyejuk dibiarkan pada bahagian yang berkilat dan mengeras, seperti dalam relau vakum atau dalam atmosfera pelindung, pengkarbonan permukaan boleh berlaku, mengakibatkan kehilangan rintangan kakisan.
Selepas pembersihan menyeluruh, bahagian keluli tahan karat boleh direndam dalam rendaman asid pasif. Mana-mana tiga kaedah boleh digunakan – pasifasi dengan asid nitrik, pasifasi dengan asid nitrik dengan natrium dikromat dan pasifasi dengan asid sitrik. Kaedah yang hendak digunakan bergantung pada gred keluli tahan karat dan kriteria penerimaan yang ditentukan.
Gred nikel kromium yang lebih tahan kakisan boleh dipasifkan dalam rendaman asid nitrik 20% (v/v) (Rajah 1). Seperti yang ditunjukkan dalam jadual, keluli tahan karat yang kurang tahan boleh dipasifkan dengan menambahkan natrium dikromat ke dalam rendaman asid nitrik untuk menjadikan larutan lebih teroksida dan mampu membentuk filem pasif pada permukaan logam. Satu lagi pilihan untuk menggantikan asid nitrik dengan natrium kromat adalah dengan meningkatkan kepekatan asid nitrik kepada 50% mengikut isipadu. Kedua-dua penambahan natrium dikromat dan kepekatan asid nitrik yang lebih tinggi mengurangkan kemungkinan kilatan yang tidak diingini.
Prosedur pasifasi untuk keluli tahan karat yang boleh dimesin (juga ditunjukkan dalam Rajah 1) sedikit berbeza daripada prosedur untuk gred keluli tahan karat yang tidak boleh dimesin. Ini kerana semasa pasifasi dalam mandian asid nitrik, sebahagian atau semua sulfida yang mengandungi sulfur yang boleh dimesin akan disingkirkan, lalu menghasilkan ketidakhomogenan mikroskopik pada permukaan bahan kerja.
Walaupun pencucian air yang biasanya berkesan boleh meninggalkan asid sisa dalam ketakselanjaran ini selepas pempasifan. Asid ini akan menyerang permukaan bahagian jika tidak dineutralkan atau disingkirkan.
Untuk pasifasi keluli tahan karat yang mudah dimesin dengan cekap, Carpenter telah membangunkan proses AAA (Alkali-Asid-Alkali) yang meneutralkan asid baki. Kaedah pasifasi ini boleh disiapkan dalam masa kurang daripada 2 jam. Berikut ialah proses langkah demi langkah:
Selepas penyahgris, rendam bahagian dalam larutan natrium hidroksida 5% pada suhu 71°C hingga 82°C selama 30 minit. Kemudian bilas bahagian tersebut dengan teliti di dalam air. Kemudian rendam bahagian tersebut selama 30 minit dalam larutan asid nitrik 20% (v/v) yang mengandungi 22 g/l natrium dikromat pada suhu 49°C hingga 60°C. Selepas mengeluarkan bahagian dari tab mandi, bilas dengan air, kemudian rendamkannya dalam larutan natrium hidroksida selama 30 minit. Bilas bahagian tersebut sekali lagi dengan air dan keringkan, lengkapkan kaedah AAA.
Pasivasi asid sitrik menjadi semakin popular dalam kalangan pengeluar yang ingin mengelakkan penggunaan asid mineral atau larutan yang mengandungi natrium dikromat, serta masalah pelupusan dan peningkatan kebimbangan keselamatan yang berkaitan dengan penggunaannya. Asid sitrik dianggap mesra alam dalam semua aspek.
Walaupun pasifasi asid sitrik menawarkan manfaat alam sekitar yang menarik, kedai yang telah berjaya dengan pasifasi asid tak organik dan tidak mempunyai kebimbangan keselamatan mungkin mahu terus menggunakan kaedah ini. Jika pengguna ini mempunyai kedai yang bersih, peralatan berada dalam keadaan baik dan bersih, penyejuk bebas daripada mendapan ferus kilang, dan proses tersebut menghasilkan keputusan yang baik, mungkin tidak perlu ada perubahan sebenar.
Pasivasi rendaman asid sitrik didapati berguna untuk pelbagai jenis keluli tahan karat, termasuk beberapa gred keluli tahan karat individu, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2. Untuk kemudahan, Rajah 2.1 merangkumi kaedah pasivasi tradisional dengan asid nitrik. Perhatikan bahawa formulasi asid nitrik lama dinyatakan sebagai peratusan mengikut isipadu, manakala kepekatan asid sitrik baharu dinyatakan sebagai peratusan mengikut jisim. Adalah penting untuk diperhatikan bahawa semasa melaksanakan prosedur ini, keseimbangan masa rendaman, suhu rendaman dan kepekatan yang teliti adalah penting untuk mengelakkan "kelipan" yang diterangkan di atas.
Pasivasi berbeza-beza bergantung pada kandungan kromium dan ciri pemprosesan setiap varieti. Perhatikan lajur untuk sama ada Proses 1 atau Proses 2. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3, Proses 1 mempunyai langkah yang lebih sedikit daripada Proses 2.
Ujian makmal telah menunjukkan bahawa proses pasivasi asid sitrik lebih mudah "mendidih" berbanding proses asid nitrik. Faktor-faktor yang menyumbang kepada serangan ini termasuk suhu mandian yang terlalu tinggi, masa rendaman yang terlalu lama, dan pencemaran mandian. Produk berasaskan asid sitrik yang mengandungi perencat kakisan dan bahan tambahan lain seperti agen pembasahan boleh didapati secara komersial dan dilaporkan dapat mengurangkan kerentanan "hakisan kilat".
Pilihan muktamad kaedah pasifasi bergantung pada kriteria penerimaan yang ditetapkan oleh pelanggan. Lihat ASTM A967 untuk butiran lanjut. Ia boleh diakses di www.astm.org.
Ujian sering dijalankan untuk menilai permukaan bahagian yang dipasifkan. Soalan yang perlu dijawab ialah “Adakah pasifasi menyingkirkan besi bebas dan mengoptimumkan rintangan kakisan aloi untuk pemotongan automatik?”
Adalah penting bahawa kaedah ujian sepadan dengan kelas yang dinilai. Ujian yang terlalu ketat tidak akan lulus bahan yang benar-benar baik, manakala ujian yang terlalu lemah akan lulus bahagian yang tidak memuaskan.
Keluli tahan karat PH dan siri 400 yang mudah dimesin dinilai paling baik dalam ruang yang mampu mengekalkan kelembapan 100% (sampel basah) selama 24 jam pada suhu 95°F (35°C). Keratan rentas selalunya merupakan permukaan yang paling kritikal, terutamanya untuk gred pemotongan bebas. Salah satu sebabnya ialah sulfida ditarik ke arah mesin merentasi permukaan ini.
Permukaan kritikal harus diletakkan ke atas, tetapi pada sudut 15 hingga 20 darjah dari menegak, untuk membolehkan kehilangan lembapan. Bahan yang dipasifkan dengan betul tidak akan berkarat, walaupun bintik-bintik kecil mungkin muncul di atasnya.
Gred keluli tahan karat austenit juga boleh dinilai melalui ujian kelembapan. Dalam ujian ini, titisan air harus terdapat pada permukaan spesimen, menunjukkan besi bebas dengan kehadiran sebarang karat.
Prosedur pasifasi untuk keluli tahan karat automatik dan manual yang biasa digunakan dalam larutan asid sitrik atau nitrik memerlukan proses yang berbeza. Rajah 3 di bawah memberikan butiran tentang pemilihan proses.
(a) Laraskan pH dengan natrium hidroksida. (b) Lihat rajah 3(c) Na2Cr2O7 ialah 3 oz/gal (22 g/L) natrium dikromat dalam 20% asid nitrik. Alternatif kepada campuran ini ialah 50% asid nitrik tanpa natrium dikromat.
Pendekatan yang lebih pantas adalah dengan menggunakan ASTM A380, Amalan Piawai untuk Pembersihan, Penyahkerakan dan Pempasifan Bahagian, Peralatan dan Sistem Keluli Tahan Karat. Ujian ini merangkumi pengelapan bahagian tersebut dengan larutan kuprum sulfat/asid sulfurik, memastikan ia basah selama 6 minit dan memerhatikan penyaduran kuprum. Secara alternatif, bahagian tersebut boleh direndam dalam larutan selama 6 minit. Jika besi larut, penyaduran kuprum akan berlaku. Ujian ini tidak terpakai pada permukaan bahagian pemprosesan makanan. Selain itu, ia tidak boleh digunakan pada keluli martensitik siri 400 atau keluli feritik kromium rendah kerana keputusan positif palsu mungkin berlaku.
Dari segi sejarah, ujian semburan garam 5% pada suhu 95°F (35°C) juga telah digunakan untuk menilai sampel yang dipasifkan. Ujian ini terlalu ketat untuk sesetengah kultivar dan secara amnya tidak diperlukan untuk mengesahkan keberkesanan pasifasi.
Elakkan penggunaan klorida berlebihan, yang boleh menyebabkan masalah yang berbahaya. Gunakan hanya air berkualiti tinggi dengan kandungan klorida kurang daripada 50 bahagian per juta (ppm) apabila boleh. Air paip biasanya mencukupi, dan dalam beberapa kes ia boleh menahan sehingga beberapa ratus bahagian per juta klorida.
Adalah penting untuk menggantikan tab mandi secara berkala agar tidak kehilangan potensi pasif, yang boleh mengakibatkan panahan kilat dan kerosakan pada bahagian-bahagiannya. Tab mandi mesti dikekalkan pada suhu yang betul, kerana suhu yang tidak terkawal boleh menyebabkan kakisan setempat.
Adalah penting untuk mengikuti jadual perubahan larutan yang sangat spesifik semasa pengeluaran besar-besaran untuk meminimumkan kemungkinan pencemaran. Sampel kawalan telah digunakan untuk menguji keberkesanan rendaman tersebut. Jika spesimen telah diserang, sudah tiba masanya untuk menggantikan rendaman tersebut.
Sila ambil perhatian bahawa sesetengah mesin hanya menghasilkan keluli tahan karat; gunakan penyejuk pilihan yang sama untuk memotong keluli tahan karat dengan mengecualikan semua logam lain.
Bahagian rak DO dimesin secara berasingan untuk mengelakkan sentuhan logam dengan logam. Ini amat penting untuk pemesinan bebas keluli tahan karat, kerana larutan pasifasi dan pembilasan yang mudah mengalir diperlukan untuk meresapkan produk kakisan sulfida dan mencegah pembentukan poket asid.
Jangan pasifkan bahagian keluli tahan karat yang dikarburisasi atau dinitridasi. Rintangan kakisan bahagian yang dirawat dengan cara ini boleh dikurangkan sehingga ia boleh rosak dalam mandian pasifasi.
Jangan gunakan alat logam ferus dalam keadaan bengkel yang tidak begitu bersih. Kereputan keluli boleh dielakkan dengan menggunakan alat karbida atau seramik.
Perlu diketahui bahawa kakisan boleh berlaku dalam rendaman pasifasi jika bahagian tersebut tidak dirawat haba dengan betul. Gred martensitik dengan kandungan karbon dan kromium yang tinggi mesti dikeraskan untuk ketahanan kakisan.
Pasivasi biasanya dilakukan selepas pembajaan berikutnya pada suhu yang mengekalkan rintangan kakisan.
Jangan abaikan kepekatan asid nitrik dalam mandian pasifasi. Pemeriksaan berkala hendaklah dibuat menggunakan prosedur titrasi mudah yang dicadangkan oleh Carpenter. Jangan pasifkan lebih daripada satu keluli tahan karat pada satu masa. Ini mengelakkan kekeliruan yang mahal dan mencegah tindak balas galvanik.
Perihal Pengarang: Terry A. DeBold ialah Pakar R&D Aloi Keluli Tahan Karat dan James W. Martin ialah Pakar Metalurgi Bar di Carpenter Technology Corp.(Reading, Pennsylvania).
Berapakah harganya? Berapa banyak ruang yang saya perlukan? Apakah isu alam sekitar yang akan saya hadapi? Sejauh manakah keluk pembelajaran yang sukar? Apakah sebenarnya penganodan? Berikut ialah jawapan kepada soalan awal pakar tentang penganodan bahagian dalam.
Mendapatkan hasil yang konsisten dan berkualiti tinggi daripada proses pengisaran tanpa pusat memerlukan pemahaman asas. Kebanyakan masalah aplikasi yang berkaitan dengan pengisaran tanpa pusat timbul daripada kekurangan pemahaman tentang asas-asasnya. Artikel ini menerangkan mengapa proses tanpa berfikir berfungsi dan cara menggunakannya dengan paling berkesan di bengkel anda.