Preverili ste, da so deli izdelani po specifikaciji.Zdaj poskrbite, da boste sprejeli ukrepe za zaščito teh delov v okolju, ki ga pričakujejo vaše stranke.#baza
Pasivacija ostaja pomemben korak pri povečanju korozijske odpornosti delov in sklopov, izdelanih iz nerjavečega jekla.To je lahko razlika med zadovoljivim delovanjem in prezgodnjo odpovedjo.Nepravilna pasivizacija lahko povzroči korozijo.
Pasivacija je tehnika po izdelavi, ki poveča inherentno korozijsko odpornost zlitin nerjavnega jekla, iz katerih je izdelan obdelovanec.To ni odstranjevanje vodnega kamna ali barvanje.
Ni enotnega mnenja o natančnem mehanizmu delovanja pasivizacije.Zagotovo pa je znano, da je na površini pasiviranega nerjavnega jekla zaščitni oksidni film.Ta nevidni film naj bi bil izjemno tanek, debel manj kot 0,0000001 palca, kar je približno 1/100.000 debeline človeškega lasu!
Čist, sveže strojno obdelan, poliran ali dekapiran del iz nerjavečega jekla samodejno pridobi ta oksidni film zaradi izpostavljenosti atmosferskemu kisiku.V idealnih pogojih ta zaščitna oksidna plast popolnoma prekrije vse površine dela.
V praksi pa lahko onesnaževalci, kot so tovarniška umazanija ali delci železa iz rezalnih orodij, med obdelavo pridejo na površino delov iz nerjavečega jekla.Če jih ne odstranite, lahko ti tujki zmanjšajo učinkovitost prvotne zaščitne folije.
Med obdelavo se lahko sledi prostega železa odstranijo z orodja in prenesejo na površino obdelovanca iz nerjavečega jekla.V nekaterih primerih se lahko na delu pojavi tanka plast rje.Pravzaprav je to korozija orodnega jekla, ne navadne kovine.Včasih lahko razpoke zaradi vdelanih jeklenih delcev iz rezalnih orodij ali njihovih produktov korozije razjedejo sam del.
Podobno se lahko majhni delci umazanije iz železne metalurgije oprimejo površine dela.Čeprav je lahko kovina v končnem stanju videti sijoča, lahko po izpostavitvi zraku nevidni delci prostega železa povzročijo površinsko rjo.
Težava so lahko tudi izpostavljeni sulfidi.Izdelani so z dodajanjem žvepla nerjavnemu jeklu za izboljšanje obdelovalnosti.Sulfidi povečajo sposobnost zlitine, da med obdelavo tvori ostružke, ki jih je mogoče v celoti odstraniti iz rezalnega orodja.Če deli niso pravilno pasivirani, lahko sulfidi postanejo izhodišče za površinsko korozijo industrijskih izdelkov.
V obeh primerih je potrebna pasivizacija za povečanje naravne odpornosti nerjavnega jekla proti koroziji.Odstranjuje površinske onesnaževalce, kot so delci železa in delci železa v rezalnih orodjih, ki lahko tvorijo rjo ali postanejo izhodišče za korozijo.Pasivacija odstrani tudi sulfide, ki se nahajajo na površini odprto rezanih zlitin nerjavnega jekla.
Dvostopenjski postopek zagotavlja najboljšo odpornost proti koroziji: 1. Čiščenje, glavni postopek, ki pa je včasih zanemarjen 2. Kisla kopel ali pasivacija.
Čiščenje mora biti vedno prednostna naloga.Površine je treba temeljito očistiti maščobe, hladilne tekočine ali drugih smeti, da se zagotovi optimalna odpornost proti koroziji.Odpadke ali drugo tovarniško umazanijo lahko nežno obrišete z dela.Za odstranjevanje procesnih olj ali hladilnih tekočin lahko uporabite komercialna razmaščevalca ali čistila.Tujke, kot so termični oksidi, bo morda treba odstraniti z metodami, kot sta mletje ali luženje.
Včasih lahko upravljavec stroja preskoči osnovno čiščenje, zmotno prepričanje, da bosta čiščenje in pasiviranje potekala istočasno, preprosto s potopitvijo naoljenega dela v kislo kopel.To se ne bo zgodilo.Nasprotno pa onesnažena mast reagira s kislino in tvori zračne mehurčke.Ti mehurčki se zbirajo na površini obdelovanca in motijo ​​pasivacijo.
Še huje, kontaminacija raztopin za pasiviranje, ki včasih vsebujejo visoke koncentracije kloridov, lahko povzroči "blisk".V nasprotju s proizvodnjo želenega oksidnega filma s sijočo, čisto površino, odporno proti koroziji, lahko hitro jedkanje povzroči močno jedkanje ali črnenje površine – poslabšanje površine, ki naj bi ga optimizirala pasivizacija.
Martenzitni deli iz nerjavečega jekla [magnetni, zmerno odporni proti koroziji, meja tečenja do približno 280 tisoč psi (1930 MPa)] so kaljeni pri visokih temperaturah in nato kaljeni, da zagotovijo želeno trdoto in mehanske lastnosti.Precipitacijsko utrjene zlitine (ki imajo boljšo trdnost in odpornost proti koroziji kot martenzitne stopnje) je mogoče obdelati v raztopini, delno strojno obdelati, starati pri nižjih temperaturah in nato končno obdelati.
V tem primeru je treba del pred toplotno obdelavo temeljito očistiti z razmaščevalcem ali čistilom, da odstranite vse sledi rezalne tekočine.V nasprotnem primeru lahko hladilna tekočina, ki ostane na delu, povzroči čezmerno oksidacijo.To stanje lahko povzroči nastanek udrtin na manjših delih po odstranjevanju vodnega kamna s kislino ali abrazivnimi metodami.Če hladilno sredstvo ostane na svetlečih utrjenih delih, na primer v vakuumski peči ali v zaščitni atmosferi, lahko pride do naogljičenja površine, kar povzroči izgubo odpornosti proti koroziji.
Po temeljitem čiščenju lahko dele iz nerjavečega jekla potopite v pasivno kislinsko kopel.Uporabimo lahko katero koli od treh metod – pasivacijo z dušikovo kislino, pasivacijo z dušikovo kislino z natrijevim dikromatom in pasivacijo s citronsko kislino.Katero metodo uporabiti, je odvisno od stopnje nerjavečega jekla in navedenih meril sprejemljivosti.
Stopnje nikelj-kroma, ki so bolj odporne proti koroziji, je mogoče pasivirati v 20-odstotni (v/v) kopeli z dušikovo kislino (slika 1).Kot je prikazano v tabeli, lahko manj odporna nerjavna jekla pasiviramo z dodajanjem natrijevega dikromata v kopel z dušikovo kislino, da postane raztopina bolj oksidacijska in lahko tvori pasivni film na kovinski površini.Druga možnost za zamenjavo dušikove kisline z natrijevim kromatom je povečanje koncentracije dušikove kisline na 50 vol.%.Tako dodatek natrijevega dikromata kot višja koncentracija dušikove kisline zmanjšata verjetnost neželenega bliska.
Postopek pasivacije za nerjavna jekla, ki jih je mogoče obdelovati (prikazano tudi na sliki 1), se nekoliko razlikuje od postopka za vrste nerjavnih jekel, ki jih ni mogoče obdelovati.To je zato, ker se med pasivacijo v kopeli z dušikovo kislino odstranijo nekateri ali vsi obdelovalni sulfidi, ki vsebujejo žveplo, kar ustvarja mikroskopske nehomogenosti na površini obdelovanca.
Celo običajno učinkovito pranje z vodo lahko pusti ostanke kisline v teh prekinitev po pasivaciji.Ta kislina bo napadla površino dela, če je ne nevtralizira ali odstrani.
Za učinkovito pasivacijo nerjavečega jekla, ki ga je enostavno obdelati, je Carpenter razvil postopek AAA (alkalno-kislinsko-alkalno), ki nevtralizira preostalo kislino.To metodo pasiviranja je mogoče zaključiti v manj kot 2 urah.Tukaj je postopek korak za korakom:
Po razmaščevanju dele za 30 minut namočite v 5 % raztopino natrijevega hidroksida pri 160 °F do 180 °F (71 °C do 82 °C).Nato dele temeljito sperite z vodo.Nato del za 30 minut potopite v 20-odstotno (v/v) raztopino dušikove kisline, ki vsebuje 3 oz/gal (22 g/l) natrijevega dikromata pri 120 °F do 140 °F (49 °C) do 60 °C.) Ko del vzamete iz kopeli, ga sperite z vodo, nato pa ga za 30 minut potopite v raztopino natrijevega hidroksida.Del ponovno sperite z vodo in posušite ter zaključite metodo AAA.
Pasivacija s citronsko kislino postaja vse bolj priljubljena pri proizvajalcih, ki se želijo izogniti uporabi mineralnih kislin ali raztopin, ki vsebujejo natrijev dikromat, pa tudi težavam z odlaganjem in večjim varnostnim pomislekom, povezanim z njihovo uporabo.Citronska kislina velja za okolju prijazno v vseh pogledih.
Medtem ko pasivizacija s citronsko kislino ponuja privlačne okoljske koristi, bodo trgovine, ki so bile uspešne s pasivacijo z anorgansko kislino in nimajo pomislekov glede varnosti, morda želele ostati pri tem.Če imajo ti uporabniki čisto delavnico, je oprema v dobrem stanju in čista, hladilna tekočina je brez tovarniških železovih usedlin in postopek daje dobre rezultate, morda ne bo resnične potrebe po spremembi.
Ugotovljeno je bilo, da je pasivacija v kopeli s citronsko kislino uporabna za široko paleto nerjavnih jekel, vključno z več posameznimi razredi nerjavnega jekla, kot je prikazano na sliki 2. Zaradi priročnosti slika 2.1 vključuje tradicionalno metodo pasivacije z dušikovo kislino.Upoštevajte, da so stare formulacije dušikove kisline izražene v volumskih odstotkih, nove koncentracije citronske kisline pa v masnih odstotkih.Pomembno je vedeti, da je pri izvajanju teh postopkov ključnega pomena skrbno ravnovesje med časom namakanja, temperaturo kopeli in koncentracijo, da se izognete zgoraj opisanemu "utripanju".
Pasivacija se razlikuje glede na vsebnost kroma in značilnosti predelave posamezne sorte.Bodite pozorni na stolpce za proces 1 ali proces 2. Kot je prikazano na sliki 3, ima proces 1 manj korakov kot proces 2.
Laboratorijski testi so pokazali, da je postopek pasivacije s citronsko kislino bolj nagnjen k "vrenju" kot postopek z dušikovo kislino.Dejavniki, ki prispevajo k temu napadu, so previsoka temperatura kopeli, predolg čas namakanja in kontaminacija kopeli.Izdelki na osnovi citronske kisline, ki vsebujejo zaviralce korozije in druge dodatke, kot so vlažilna sredstva, so komercialno dostopni in poročajo, da zmanjšujejo dovzetnost za "bliskovno korozijo".
Končna izbira metode pasivizacije bo odvisna od kriterijev sprejemljivosti, ki jih določi naročnik.Za podrobnosti glejte ASTM A967.Dostopen je na www.astm.org.
Pogosto se izvajajo testi za oceno površine pasiviranih delov.Vprašanje, na katerega je treba odgovoriti, je "Ali pasivacija odstrani prosto železo in optimizira korozijsko odpornost zlitin za avtomatsko rezanje?"
Pomembno je, da se testna metoda ujema z razredom, ki se ocenjuje.Prestrogi testi ne bodo prestali absolutno dobrih materialov, medtem ko bodo prešibki testi prestali nezadovoljive dele.
PH in nerjavna jekla serije 400, ki so enostavna za strojno obdelavo, se najbolje ocenijo v komori, ki lahko vzdržuje 100-odstotno vlažnost (moker vzorec) 24 ur pri 95 °F (35 °C).Prečni prerez je pogosto najbolj kritična površina, še posebej za stopnje prostega rezanja.Eden od razlogov za to je, da se sulfid vleče v smeri stroja čez to površino.
Kritične površine naj bodo postavljene navzgor, vendar pod kotom 15 do 20 stopinj glede na navpičnico, da omogočimo izgubo vlage.Pravilno pasiviran material skoraj ne rjavi, lahko pa se na njem pojavijo majhne lise.
Razrede avstenitnega nerjavnega jekla je mogoče oceniti tudi s testiranjem vlage.Pri tem preskusu morajo biti na površini vzorca prisotne kapljice vode, kar kaže na prisotnost rje na prostem železu.
Postopki pasiviranja za običajno uporabljena avtomatska in ročna nerjavna jekla v raztopinah citronske ali dušikove kisline zahtevajo različne postopke.Na sl.3 spodaj vsebuje podrobnosti o izbiri postopka.
(a) Uravnajte pH z natrijevim hidroksidom.(b) Glej sl.3(c) Na2Cr2O7 je 3 oz/gal (22 g/L) natrijevega dikromata v 20 % dušikovi kislini.Alternativa tej mešanici je 50 % dušikova kislina brez natrijevega dikromata.
Hitrejši pristop je uporaba ASTM A380, standardne prakse za čiščenje, odstranjevanje vodnega kamna in pasiviranje delov, opreme in sistemov iz nerjavečega jekla.Preskus vključuje brisanje dela z raztopino bakrovega sulfata/žveplove kisline, vzdrževanje mokrega 6 minut in opazovanje bakrene prevleke.Druga možnost je, da del potopite v raztopino za 6 minut.Če se železo raztopi, pride do bakrenja.Ta preskus se ne uporablja za površine delov za predelavo hrane.Prav tako se ne sme uporabljati na martenzitnih jeklih serije 400 ali feritnih jeklih z nizko vsebnostjo kroma, ker lahko pride do lažno pozitivnih rezultatov.
V preteklosti se je za ocenjevanje pasiviranih vzorcev uporabljal tudi test s 5 % solnim razpršilom pri 95 °F (35 °C).Ta test je prestrog za nekatere kultivarje in na splošno ni potreben za potrditev učinkovitosti pasivacije.
Izogibajte se uporabi odvečnih kloridov, ki lahko povzročijo nevarne izbruhe.Kadar koli je to mogoče, uporabljajte samo visoko kakovostno vodo z manj kot 50 deli na milijon (ppm) klorida.Običajno zadostuje voda iz pipe, v nekaterih primerih pa lahko prenese do več sto delcev na milijon kloridov.
Pomembno je, da kad redno menjate, da ne izgubite pasivnega potenciala, kar lahko povzroči udare strele in poškodbe delov.Kopel je treba vzdrževati na ustrezni temperaturi, saj lahko nenadzorovane temperature povzročijo lokalno korozijo.
Pomembno je, da med velikimi proizvodnimi serijami sledite zelo specifičnemu urniku menjave raztopine, da zmanjšate možnost kontaminacije.Za testiranje učinkovitosti kopeli smo uporabili kontrolni vzorec.Če je bil primerek napaden, je čas, da zamenjate kopel.
Upoštevajte, da nekateri stroji proizvajajo samo nerjavno jeklo;uporabite isto prednostno hladilno sredstvo za rezanje nerjavečega jekla in izključite vse druge kovine.
Deli regala DO so obdelani ločeno, da se prepreči stik kovine s kovino.To je še posebej pomembno za prosto obdelavo nerjavečega jekla, saj so za razpršitev produktov sulfidne korozije in preprečevanje nastajanja kislinskih žepov potrebne enostavno tekoče raztopine za pasiviranje in izpiranje.
Delov iz naogljičenega ali nitriranega nerjavečega jekla ne pasivirajte.Korozijska odpornost tako obdelanih delov se lahko zmanjša do te mere, da se lahko poškodujejo v pasivacijski kopeli.
V delavnicah ne uporabljajte orodij iz železnih kovin, ki niso posebej čista.Jeklenim ostružkom se lahko izognete z uporabo karbidnih ali keramičnih orodij.
Zavedajte se, da lahko pride do korozije v pasivacijski kopeli, če del ni bil pravilno toplotno obdelan.Martenzitne vrste z visoko vsebnostjo ogljika in kroma morajo biti utrjene za odpornost proti koroziji.
Pasivacija se običajno izvede po naknadnem popuščanju pri temperaturah, ki ohranjajo odpornost proti koroziji.
Ne zanemarite koncentracije dušikove kisline v pasivacijski kopeli.Periodične preglede je treba izvajati z uporabo preprostega postopka titracije, ki ga predlaga Carpenter.Ne pasivirajte več kot enega nerjavnega jekla hkrati.To preprečuje drago zmedo in preprečuje galvanske reakcije.
O avtorjih: Terry A. DeBold je strokovnjak za raziskave in razvoj zlitin nerjavnega jekla, James W. Martin pa specialist za metalurgijo palic pri Carpenter Technology Corp.(Reading, Pennsylvania).
Koliko je to?Koliko prostora potrebujem?S katerimi okoljskimi težavami se bom soočil?Kako strma je krivulja učenja?Kaj točno je eloksiranje?Spodaj so odgovori na začetna vprašanja mojstrov o eloksiranju notranjosti.
Za doseganje doslednih visokokakovostnih rezultatov brezcentričnega brušenja je potrebno osnovno razumevanje.Večina težav pri uporabi, povezanih z brezcentričnim brušenjem, izhaja iz pomanjkanja razumevanja osnov.Ta članek pojasnjuje, zakaj nespametni postopek deluje in kako ga najučinkoviteje uporabiti v svoji delavnici.