Du har bekreftet at delene er produsert i henhold til spesifikasjonene.Sørg nå for at du tar skritt for å beskytte disse delene i miljøet kundene dine forventer.#utgangspunkt
Passivering er fortsatt et viktig skritt for å maksimere korrosjonsmotstanden til deler og sammenstillinger laget av rustfritt stål.Dette kan utgjøre forskjellen mellom tilfredsstillende ytelse og for tidlig feil.Feil passivering kan forårsake korrosjon.
Passivering er en etterfabrikasjonsteknikk som maksimerer den iboende korrosjonsmotstanden til de rustfrie stållegeringene som arbeidsstykket er laget av.Dette er ikke avkalking eller maling.
Det er ingen konsensus om den eksakte mekanismen som passivering fungerer med.Men det er sikkert kjent at det er en beskyttende oksidfilm på overflaten av passivert rustfritt stål.Denne usynlige filmen sies å være ekstremt tynn, mindre enn 0,0000001 tomme tykk, som er omtrent 1/100 000 av tykkelsen til et menneskehår!
En ren, nybearbeidet, polert eller syltet rustfritt ståldel vil automatisk få denne oksidfilmen på grunn av eksponering for atmosfærisk oksygen.Under ideelle forhold dekker dette beskyttende oksidlaget fullstendig alle overflater av delen.
I praksis kan imidlertid forurensninger som fabrikksmuss eller jernpartikler fra skjæreverktøy komme på overflaten av rustfrie ståldeler under bearbeiding.Hvis de ikke fjernes, kan disse fremmedlegemene redusere effektiviteten til den originale beskyttelsesfilmen.
Under bearbeiding kan spor av fritt jern fjernes fra verktøyet og overføres til overflaten av arbeidsstykket i rustfritt stål.I noen tilfeller kan det oppstå et tynt lag med rust på delen.Faktisk er dette korrosjonen av verktøystålet, ikke basismetallet.Noen ganger kan sprekker fra innebygde stålpartikler fra skjæreverktøy eller deres korrosjonsprodukter erodere selve delen.
På samme måte kan små partikler av jernholdig metallurgisk skitt feste seg til overflaten av delen.Selv om metallet kan virke skinnende i sin ferdige tilstand, etter eksponering for luft, kan usynlige partikler av fritt jern forårsake overflaterust.
Eksponerte sulfider kan også være et problem.De er laget ved å tilsette svovel til rustfritt stål for å forbedre bearbeidbarheten.Sulfider øker legeringens evne til å danne spon under bearbeiding, som kan fjernes fullstendig fra skjæreverktøyet.Dersom deler ikke er riktig passivert, kan sulfider bli utgangspunktet for overflatekorrosjon av industriprodukter.
I begge tilfeller kreves passivering for å maksimere den naturlige korrosjonsmotstanden til det rustfrie stålet.Den fjerner overflateforurensninger som jernpartikler og jernpartikler i skjæreverktøy som kan danne rust eller bli utgangspunkt for korrosjon.Passivering fjerner også sulfider som finnes på overflaten av åpne rustfrie stållegeringer.
En to-trinns prosedyre gir best korrosjonsbestandighet: 1. Rengjøring, hovedprosedyren, men noen ganger neglisjert 2. Syrebad eller passivering.
Rengjøring bør alltid prioriteres.Overflater må rengjøres grundig for fett, kjølevæske eller annet rusk for å sikre optimal korrosjonsbestandighet.Maskinrester eller annet fabrikksmuss kan tørkes forsiktig av delen.Kommersielle avfettingsmidler eller rengjøringsmidler kan brukes til å fjerne prosessoljer eller kjølevæsker.Fremmede stoffer som termiske oksider må kanskje fjernes ved metoder som sliping eller beising.
Noen ganger kan maskinoperatøren hoppe over grunnleggende rengjøring, feilaktig tro at rengjøring og passivering vil skje samtidig, ganske enkelt ved å senke den oljede delen i et syrebad.Det vil ikke skje.Omvendt reagerer forurenset fett med syre og danner luftbobler.Disse boblene samler seg på arbeidsstykkets overflate og forstyrrer passivering.
Enda verre, forurensning av passiveringsløsninger, som noen ganger inneholder høye konsentrasjoner av klorider, kan forårsake en "blink".I motsetning til å produsere den ønskede oksidfilmen med en skinnende, ren, korrosjonsbestandig overflate, kan flashetsing resultere i kraftig etsing eller sverting av overflaten – en forringelse av overflaten som passivering er designet for å optimalisere.
Martensittiske deler av rustfritt stål [magnetiske, moderat korrosjonsbestandige, flytestyrke opp til ca. 280 tusen psi (1930 MPa)] bråkjøles ved høye temperaturer og deretter tempereres for å gi ønsket hardhet og mekaniske egenskaper.Utfellingsherdede legeringer (som har bedre styrke og korrosjonsbestandighet enn martensittiske kvaliteter) kan oppløsningsbehandles, delvis bearbeides, eldes ved lavere temperaturer og deretter ferdigbehandles.
I dette tilfellet må delen rengjøres grundig med avfettingsmiddel eller rensemiddel før varmebehandling for å fjerne spor av skjærevæske.Ellers kan kjølevæske som er igjen på delen forårsake overdreven oksidasjon.Denne tilstanden kan føre til at det dannes bulker på mindre deler etter avkalking med syre- eller slipemetoder.Hvis kjølevæske blir liggende på skinnende herdede deler, for eksempel i en vakuumovn eller i en beskyttende atmosfære, kan overflatekarburering oppstå, noe som resulterer i tap av korrosjonsmotstand.
Etter grundig rengjøring kan deler av rustfritt stål senkes i et passiverende syrebad.Hvilken som helst av de tre metodene kan brukes – passivering med salpetersyre, passivering med salpetersyre med natriumdikromat og passivering med sitronsyre.Hvilken metode som skal brukes avhenger av typen rustfritt stål og de spesifiserte akseptkriteriene.
Mer korrosjonsbestandige nikkelkromkvaliteter kan passiveres i et 20 % (v/v) salpetersyrebad (Figur 1).Som vist i tabellen, kan mindre motstandsdyktige rustfrie stål passiveres ved å tilsette natriumdikromat til et bad av salpetersyre for å gjøre løsningen mer oksiderende og i stand til å danne en passiverende film på metalloverflaten.Et annet alternativ for å erstatte salpetersyre med natriumkromat er å øke konsentrasjonen av salpetersyre til 50 volumprosent.Både tilsetningen av natriumdikromat og den høyere konsentrasjonen av salpetersyre reduserer sannsynligheten for en uønsket blink.
Passiveringsprosedyren for bearbeidbare rustfrie stål (også vist i fig. 1) er litt forskjellig fra prosedyren for ikke-bearbeidbare rustfrie stålkvaliteter.Dette er fordi under passivering i et salpetersyrebad fjernes noen eller alle de bearbeidbare svovelholdige sulfidene, og skaper mikroskopiske inhomogeniteter på overflaten av arbeidsstykket.
Selv normalt effektiv vannvask kan etterlate restsyre i disse diskontinuitetene etter passivering.Denne syren vil angripe overflaten av delen hvis den ikke nøytraliseres eller fjernes.
For effektiv passivering av lettbearbeidet rustfritt stål har Carpenter utviklet AAA-prosessen (Alkaline-Acid-Alkaline), som nøytraliserer restsyre.Denne passiveringsmetoden kan fullføres på mindre enn 2 timer.Her er den trinnvise prosessen:
Etter avfetting, bløtlegg delene i 5 % natriumhydroksidløsning ved 160°F til 180°F (71°C til 82°C) i 30 minutter.Skyll deretter delene grundig i vann.Senk deretter delen i 30 minutter i en 20 % (v/v) salpetersyreløsning som inneholder 3 oz/gal (22 g/l) natriumdikromat ved 120 °F til 140 °F (49 °C) til 60 °C.) Etter å ha fjernet delen fra badekaret, skyll den med vann og dypp den deretter i en natriumhydroksidløsning i 30 minutter.Skyll delen igjen med vann og tørk, fullfør AAA-metoden.
Sitronsyrepassivering blir stadig mer populært blant produsenter som ønsker å unngå bruk av mineralsyrer eller løsninger som inneholder natriumdikromat, samt avhendingsproblemer og økte sikkerhetsproblemer knyttet til bruken av dem.Sitronsyre regnes som miljøvennlig på alle måter.
Mens sitronsyrepassivering gir attraktive miljøfordeler, kan butikker som har hatt suksess med passivering av uorganisk syre og ikke har noen sikkerhetsmessige bekymringer, ønske å holde kursen.Hvis disse brukerne har en ren butikk, utstyret er i god stand og rent, kjølevæsken er fri for jernavleiringer fra fabrikken, og prosessen gir gode resultater, er det kanskje ikke et reelt behov for endring.
Sitronsyrebadpassivering har vist seg å være nyttig for et bredt spekter av rustfritt stål, inkludert flere individuelle kvaliteter av rustfritt stål, som vist i figur 2. For enkelhets skyld inkluderer figur 2. 1 den tradisjonelle metoden for passivering med salpetersyre.Merk at de gamle salpetersyreformuleringene er uttrykt i volumprosent, mens de nye sitronsyrekonsentrasjonene er uttrykt i masseprosent.Det er viktig å merke seg at når du utfører disse prosedyrene, er en nøye balanse mellom bløtleggingstid, badtemperatur og konsentrasjon avgjørende for å unngå "blinkingen" beskrevet ovenfor.
Passivering varierer avhengig av krominnholdet og prosessegenskapene til hver sort.Legg merke til kolonnene for enten prosess 1 eller prosess 2. Som vist i figur 3 har prosess 1 færre trinn enn prosess 2.
Laboratorietester har vist at sitronsyrepassiveringsprosessen er mer utsatt for å "koke" enn salpetersyreprosessen.Faktorer som bidrar til dette angrepet inkluderer for høy badetemperatur, for lang bløtleggingstid og badforurensning.Sitronsyrebaserte produkter som inneholder korrosjonshemmere og andre tilsetningsstoffer som fuktemidler er kommersielt tilgjengelige og rapporteres å redusere følsomheten for "flash-korrosjon".
Det endelige valget av passiveringsmetode vil avhenge av akseptkriteriene satt av kunden.Se ASTM A967 for detaljer.Den kan nås på www.astm.org.
Tester utføres ofte for å evaluere overflaten av passiverte deler.Spørsmålet som skal besvares er "Fjerner passivering fritt jern og optimerer korrosjonsmotstanden til legeringer for automatisk kutting?"
Det er viktig at testmetoden stemmer overens med klassen som vurderes.Tester som er for strenge vil ikke bestå absolutt gode materialer, mens tester som er for svake vil bestå utilfredsstillende deler.
PH og lettbearbeidende rustfritt stål i 400-serien vurderes best i et kammer som er i stand til å opprettholde 100 % fuktighet (prøven våt) i 24 timer ved 95°F (35°C).Tverrsnittet er ofte den mest kritiske overflaten, spesielt for friskjæringskvaliteter.En grunn til dette er at sulfidet trekkes i maskinretning over denne overflaten.
Kritiske overflater bør plasseres oppover, men i en vinkel på 15 til 20 grader fra vertikalen, for å tillate fukttap.Riktig passivert materiale vil neppe ruste, selv om det kan oppstå små flekker på det.
Austenittiske rustfrie stålkvaliteter kan også evalueres ved fukttesting.I denne testen bør det være vanndråper på overflaten av prøven, noe som indikerer fritt jern ved tilstedeværelse av rust.
Passiveringsprosedyrer for vanlig brukte automatiske og manuelle rustfrie stål i sitron- eller salpetersyreløsninger krever forskjellige prosesser.På fig.3 nedenfor gir detaljer om prosessvalg.
(a) Juster pH med natriumhydroksid.(b) Se fig.3(c) Na2Cr2O7 er 3 oz/gal (22 g/L) natriumdikromat i 20 % salpetersyre.Et alternativ til denne blandingen er 50 % salpetersyre uten natriumdikromat.
En raskere tilnærming er å bruke ASTM A380, standardpraksis for rengjøring, avkalking og passivering av deler, utstyr og systemer i rustfritt stål.Testen inkluderer å tørke av delen med en løsning av kobbersulfat/svovelsyre, holde den våt i 6 minutter og observere kobberbelegget.Alternativt kan delen senkes i løsningen i 6 minutter.Hvis jern løses opp, oppstår kobberplettering.Denne testen gjelder ikke overflatene til deler til næringsmiddelforedling.Den bør heller ikke brukes på martensittisk stål i 400-serien eller ferritisk stål med lavt kromnivå, da falske positive resultater kan forekomme.
Historisk sett har 5 % saltspraytesten ved 95 °F (35 °C) også blitt brukt til å evaluere passiverte prøver.Denne testen er for streng for noen kultivarer og er generelt ikke nødvendig for å bekrefte effektiviteten av passivering.
Unngå å bruke overflødig klorid, som kan forårsake farlige oppblussinger.Bruk kun vann av høy kvalitet med mindre enn 50 deler per million (ppm) klorid når det er mulig.Vann fra springen er vanligvis tilstrekkelig, og i noen tilfeller tåler det opptil flere hundre ppm klorider.
Det er viktig å bytte ut badekaret regelmessig for ikke å miste passiveringspotensialet, noe som kan føre til lynnedslag og skade på deler.Badet må holdes på riktig temperatur, da ukontrollerte temperaturer kan forårsake lokal korrosjon.
Det er viktig å følge en veldig spesifikk løsningsendringsplan under store produksjonsserier for å minimere muligheten for forurensning.En kontrollprøve ble brukt for å teste effektiviteten til badet.Hvis prøven har blitt angrepet, er det på tide å erstatte badekaret.
Vær oppmerksom på at noen maskiner kun produserer rustfritt stål;bruk samme foretrukne kjølevæske for kutting av rustfritt stål med unntak av alle andre metaller.
DO-stativdelene maskineres separat for å unngå metall til metall-kontakt.Dette er spesielt viktig for fri bearbeiding av rustfritt stål, da lettflytende passiverings- og spyleløsninger kreves for å spre sulfidkorrosjonsprodukter og forhindre dannelse av syrelommer.
Ikke passiver karburerte eller nitrerte deler av rustfritt stål.Korrosjonsmotstanden til deler behandlet på denne måten kan reduseres i en slik grad at de kan bli skadet i passiveringsbadet.
Ikke bruk jernholdige metallverktøy i verkstedforhold som ikke er spesielt rene.Stålspon kan unngås ved å bruke karbid eller keramiske verktøy.
Vær oppmerksom på at det kan oppstå korrosjon i passiveringsbadet dersom delen ikke er skikkelig varmebehandlet.Martensittiske kvaliteter med høyt karbon- og krominnhold må herdes for korrosjonsbestandighet.
Passivering utføres vanligvis etter påfølgende herding ved temperaturer som opprettholder korrosjonsmotstanden.
Ikke overse konsentrasjonen av salpetersyre i passiveringsbadet.Periodiske kontroller bør utføres ved å bruke den enkle titreringsprosedyren foreslått av Carpenter.Ikke passiver mer enn ett rustfritt stål om gangen.Dette forhindrer kostbar forvirring og forhindrer galvaniske reaksjoner.
Om forfatterne: Terry A. DeBold er en FoU-spesialist i rustfrie stållegeringer og James W. Martin er en Bar Metallurgy Specialist hos Carpenter Technology Corp.(Reading, Pennsylvania).
Hvor mye er det?Hvor mye plass trenger jeg?Hvilke miljøproblemer vil jeg møte?Hvor bratt er læringskurven?Hva er egentlig anodisering?Nedenfor er svarene på de første spørsmålene til mesterne om anodisering av interiøret.
Å få konsistente resultater av høy kvalitet fra den senterløse slipeprosessen krever en grunnleggende forståelse.De fleste applikasjonsproblemene knyttet til senterløs sliping oppstår fra mangel på forståelse av det grunnleggende.Denne artikkelen forklarer hvorfor den tankeløse prosessen fungerer og hvordan du bruker den mest effektivt i verkstedet ditt.