Du har bekreftet at delene er produsert i henhold til spesifikasjonene. Sørg nå for at du tar grep for å beskytte disse delene i miljøet kundene dine forventer. #base
Passivering er fortsatt et viktig trinn i å maksimere korrosjonsmotstanden til deler og enheter maskinert av rustfritt stål. Dette kan utgjøre forskjellen mellom tilfredsstillende ytelse og for tidlig svikt. Feil passivering kan forårsake korrosjon.
Passivering er en etterbehandlingsteknikk som maksimerer den iboende korrosjonsmotstanden til rustfrie stållegeringer som arbeidsstykket er laget av. Dette er ikke avskalling eller maling.
Det er ingen enighet om den eksakte mekanismen for passivering. Men det er sikkert kjent at det finnes 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 på et menneskehår!
En ren, nybearbeidet, polert eller syltet del av rustfritt stål vil automatisk få denne oksidfilmen på grunn av eksponering for atmosfærisk oksygen. Under ideelle forhold dekker dette beskyttende oksidlaget alle overflater av delen fullstendig.
I praksis kan imidlertid forurensninger som fabrikksmuss eller jernpartikler fra skjæreverktøy komme på overflaten av deler i rustfritt stål under bearbeiding. Hvis disse fremmedlegemene ikke fjernes, kan de redusere effektiviteten til den originale beskyttelsesfilmen.
Under maskinering kan spor av fritt jern fjernes fra verktøyet og overføres til overflaten av arbeidsstykket i rustfritt stål. I noen tilfeller kan et tynt lag med rust oppstå på delen. Dette er faktisk korrosjon 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 smuss feste seg til overflaten av delen. Selv om metallet kan virke skinnende i sin ferdige tilstand, kan usynlige partikler av fritt jern forårsake overflaterust etter eksponering for luft.
Eksponerte sulfider kan også være et problem. De lages ved å tilsette svovel til rustfritt stål for å forbedre maskinbearbeidbarheten. Sulfider øker legeringens evne til å danne spon under maskinering, som kan fjernes fullstendig fra skjæreverktøyet. Hvis delene ikke passiveres riktig, kan sulfider bli utgangspunktet for overflatekorrosjon av industriprodukter.
I begge tilfeller er passivering nødvendig for å maksimere den naturlige korrosjonsmotstanden til rustfritt stål. Det fjerner overflateforurensninger som jernpartikler og jernpartikler i skjæreverktøy som kan danne rust eller bli utgangspunktet for korrosjon. Passivering fjerner også sulfider som finnes på overflaten av åpent kuttede rustfrie stållegeringer.
En totrinnsprosedyre gir best korrosjonsmotstand: 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. Maskineringsrester eller annet fabrikksmuss kan forsiktig tørkes av delen. Kommersielle avfettingsmidler eller rengjøringsmidler kan brukes til å fjerne prosessoljer eller kjølevæsker. Fremmedlegemer som termiske oksider må kanskje fjernes ved hjelp av metoder som sliping eller beising.
Noen ganger kan maskinoperatøren hoppe over grunnleggende rengjøring, i den feilaktige 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 passiveringen.
Enda verre er det at forurensning av passiveringsløsninger, som noen ganger inneholder høye konsentrasjoner av klorider, kan forårsake en «flash». I motsetning til å produsere den ønskede oksidfilmen med en skinnende, ren og korrosjonsbestandig overflate, kan flashetsing føre til alvorlig etsing eller sverting av overflaten – en forringelse av overflaten som passivering er utformet for å optimalisere.
Martensittiske rustfrie ståldeler [magnetiske, moderat korrosjonsbestandige, flytegrense opptil omtrent 280 000 psi (1930 MPa)] bråkjøles ved høye temperaturer og deretter anløpes for å gi ønsket hardhet og mekaniske egenskaper. Nedbørsherdede legeringer (som har bedre styrke og korrosjonsbestandighet enn martensittiske kvaliteter) kan løses opp, delvis maskineres, eldes ved lavere temperaturer og deretter ferdigbehandles.
I dette tilfellet må delen rengjøres grundig med avfettingsmiddel eller rengjøringsmiddel før varmebehandling for å fjerne eventuelle spor av skjærevæske. Ellers kan gjenværende kjølevæske på delen forårsake overdreven oksidasjon. Denne tilstanden kan føre til bulker på mindre deler etter avkalking med syre eller slipende metoder. Hvis kjølevæske blir liggende igjen på skinnende herdede deler, for eksempel i en vakuumovn eller i en beskyttende atmosfære, kan det oppstå overflatekarburisering, noe som resulterer i tap av korrosjonsbestandighet.
Etter grundig rengjøring kan deler av rustfritt stål senkes ned i et passiverende syrebad. Enhver 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 kvaliteten på rustfritt stål og de spesifiserte akseptkriteriene.
Mer korrosjonsbestandige nikkel-kromkvaliteter kan passiveres i et bad med 20 % (v/v) salpetersyre (figur 1). Som vist i tabellen kan mindre motstandsdyktige rustfrie ståltyper passiveres ved å tilsette natriumdikromat til et bad med 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 volum%. Både tilsetning av natriumdikromat og den høyere konsentrasjonen av salpetersyre reduserer sannsynligheten for uønsket flamme.
Passiveringsprosedyren for maskinbearbeidbare rustfrie ståltyper (også vist i figur 1) er litt forskjellig fra prosedyren for ikke-maskinbearbeidbare rustfrie ståltyper. Dette skyldes at noen eller alle maskinbearbeidbare svovelholdige sulfider fjernes under passivering i et salpetersyrebad, noe som 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 rustfritt stål som er lett å bearbeide, har Carpenter utviklet AAA-prosessen (Alkaline-Acid-Alkaline), som nøytraliserer gjenværende syre. Denne passiveringsmetoden kan fullføres på under 2 timer. Her er prosessen trinn for trinn:
Etter avfetting, bløtlegg delene i 5 % natriumhydroksidløsning ved 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 22 g/l natriumdikromat ved 49 °C til 60 °C. ) Etter at du har tatt delen ut av badekaret, skyll den med vann, og senk den deretter i en natriumhydroksidløsning i 30 minutter. Skyll delen igjen med vann og tørk, for å fullføre AAA-metoden.
Passivering av sitronsyre blir stadig mer populært blant produsenter som ønsker å unngå bruk av mineralsyrer eller løsninger som inneholder natriumdikromat, samt problemer med avhending og økte sikkerhetsbekymringer knyttet til bruken av disse. Sitronsyre regnes som miljøvennlig i alle henseender.
Selv om sitronsyrepassivering gir attraktive miljøfordeler, kan det være lurt å holde ut med uorganisk syrepassivering og ikke har noen sikkerhetsbekymringer. Hvis disse brukerne har et rent verksted, utstyret er i god stand og rent, kjølevæsken er fri for jernholdige avleiringer fra fabrikken, og prosessen gir gode resultater, er det kanskje ikke et reelt behov for endring.
Passivering med sitronsyrebad 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 som volumprosent, mens de nye sitronsyrekonsentrasjonene er uttrykt som masseprosent. Det er viktig å merke seg at når man utfører disse prosedyrene, er en nøye balanse mellom bløtleggingstid, badetemperatur og konsentrasjon avgjørende for å unngå "flashing" beskrevet ovenfor.
Passivering varierer avhengig av krominnholdet og prosesseringsegenskapene til hver variant. 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 «koking» 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 er rapportert å redusere mottakeligheten for «flashkorrosjon».
Det endelige valget av passiveringsmetode vil avhenge av akseptkriteriene som kunden har satt. Se ASTM A967 for detaljer. Den er tilgjengelig på www.astm.org.
Tester utføres ofte for å evaluere overflaten på passivert deler. Spørsmålet som må besvares er «Fjerner passivering fritt jern og optimaliserer korrosjonsmotstanden til legeringer for automatisk skjæring?»
Det er viktig at testmetoden samsvarer med klassen som evalueres. Tester som er for strenge vil ikke bestå absolutt gode materialer, mens tester som er for svake vil bestå utilfredsstillende deler.
PH og lettbearbeidede rustfrie ståltyper i 400-serien evalueres best i et kammer som kan opprettholde 100 % fuktighet (prøven er våt) i 24 timer ved 35 °C. Tverrsnittet er ofte den mest kritiske overflaten, spesielt for automatskjærende kvaliteter. En grunn til dette er at sulfiden trekkes i maskinretningen over denne overflaten.
Kritiske overflater bør plasseres oppover, men i en vinkel på 15 til 20 grader fra vertikalen, for å tillate fuktighetstap. Riktig passivert materiale vil neppe ruste, selv om små flekker kan oppstå på det.
Austenittiske rustfrie ståltyper kan også evalueres ved fuktighetstesting. I denne testen skal det være vanndråper på overflaten av prøven, noe som indikerer fritt jern ved tilstedeværelse av eventuell rust.
Passiveringsprosedyrer for vanlige automatiske og manuelle rustfrie ståltyper i sitronsyre- eller salpetersyreløsninger krever forskjellige prosesser. Figur 3 nedenfor gir detaljer om valg av prosess.
(a) Juster pH-verdien med natriumhydroksid. (b) Se fig. 3(c) Na₂Cr₂O₇ er 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, standard praksis for rengjøring, avkalking og passivering av deler, utstyr og systemer i rustfritt stål. Testen inkluderer å tørke av delen med en kobbersulfat/svovelsyreløsning, holde den våt i 6 minutter og observere kobberbelegget. Alternativt kan delen senkes ned i løsningen i 6 minutter. Hvis jernet løses opp, oppstår kobberbelegg. Denne testen gjelder ikke for overflatene på deler til næringsmiddelforedling. Den bør heller ikke brukes på martensittiske stål i 400-serien eller ferritiske stål med lavt krominnhold, da falskt positive resultater kan forekomme.
Historisk sett har 5 % saltspraytesten ved 35 °C også blitt brukt til å evaluere passivertprøver. Denne testen er for streng for noen kultivarer og er vanligvis ikke nødvendig for å bekrefte effektiviteten av passivering.
Unngå å bruke for mye klorider, da dette kan forårsake farlige oppblussinger. Bruk kun vann av høy kvalitet med mindre enn 50 ppm klorid (deler per million) 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. Badekaret må holdes ved riktig temperatur, da ukontrollerte temperaturer kan forårsake lokal korrosjon.
Det er viktig å følge en svært spesifikk tidsplan for løsningsskifte under store produksjonsserier for å minimere muligheten for kontaminering. En kontrollprøve ble brukt til å teste badets effektivitet. Hvis prøven har blitt angrepet, er det på tide å bytte ut badet.
Vær oppmerksom på at noen maskiner kun produserer rustfritt stål; bruk samme foretrukne kjølevæske for skjæring av rustfritt stål, og unntak av alle andre metaller.
DO-stativdelene maskineres separat for å unngå metall-mot-metall-kontakt. Dette er spesielt viktig for frimaskinering av rustfritt stål, ettersom lettflytende passiverings- og spyleløsninger er nødvendige for å diffundere sulfidkorrosjonsprodukter og forhindre dannelse av syrelommer.
Ikke passivér deler av karburert eller nitrert rustfritt stål. Korrosjonsmotstanden til deler som er behandlet på denne måten kan reduseres så mye at de kan bli skadet i passiveringsbadet.
Ikke bruk verktøy av jernholdige metaller i verkstedforhold som ikke er spesielt rene. Stålspon kan unngås ved å bruke hardmetall- eller keramiske verktøy.
Vær oppmerksom på at korrosjon kan oppstå i passiveringsbadet hvis delen ikke har blitt varmebehandlet på riktig måte. Martensittiske kvaliteter med høyt karbon- og krominnhold må herdes for korrosjonsbestandighet.
Passivering utføres vanligvis etter påfølgende herding ved temperaturer som opprettholder korrosjonsbestandighet.
Ikke overse konsentrasjonen av salpetersyre i passiveringsbadet. Regelmessige kontroller bør utføres ved hjelp av den enkle titreringsprosedyren som foreslås av Carpenter. Ikke passivér mer enn ett rustfritt stål om gangen. Dette forhindrer kostbar forvirring og forhindrer galvaniske reaksjoner.
Om forfatterne: Terry A. DeBold er spesialist på forskning og utvikling av rustfrie stållegeringer, og James W. Martin er spesialist på stangmetallurgi hos Carpenter Technology Corp.(Reading, Pennsylvania).
Hvor mye koster det? Hvor mye plass trenger jeg? Hvilke miljøproblemer vil jeg møte? Hvor bratt er læringskurven? Hva er egentlig anodisering? Nedenfor finner du svarene på de innledende spørsmålene fra mesterne om anodisering av interiøret.
Å oppnå konsistente resultater av høy kvalitet fra den senterløse slipeprosessen krever grunnleggende forståelse. De fleste applikasjonsproblemene knyttet til senterløs sliping oppstår på grunn av manglende forståelse av det grunnleggende. Denne artikkelen forklarer hvorfor den tankeløse prosessen fungerer og hvordan du bruker den mest effektivt i verkstedet ditt.