Du har verifierat att delarna är tillverkade enligt specifikation.Se nu till att du vidtar åtgärder för att skydda dessa delar i den miljö som dina kunder förväntar sig.#bas
Passivering är fortfarande ett viktigt steg för att maximera korrosionsbeständigheten hos delar och sammansättningar bearbetade av rostfritt stål.Detta kan göra skillnaden mellan tillfredsställande prestanda och för tidigt misslyckande.Felaktig passivering kan orsaka korrosion.
Passivering är en eftertillverkningsteknik som maximerar den inneboende korrosionsbeständigheten hos de rostfria stållegeringar som arbetsstycket är tillverkat av.Detta är inte avkalkning eller målning.
Det finns ingen konsensus om den exakta mekanismen genom vilken passivering fungerar.Men det är säkert känt att det finns en skyddande oxidfilm på ytan av passiverat rostfritt stål.Denna osynliga film sägs vara extremt tunn, mindre än 0,0000001 tum tjock, vilket är ungefär 1/100 000 av tjockleken på ett människohår!
En ren, nybearbetad, polerad eller betad rostfri del kommer automatiskt att få denna oxidfilm på grund av exponering för atmosfäriskt syre.Under idealiska förhållanden täcker detta skyddande oxidskikt helt och hållet alla ytor på delen.
I praktiken kan dock föroreningar som fabrikssmuts eller järnpartiklar från skärverktyg komma på ytan av delar av rostfritt stål under bearbetningen.Om de inte tas bort kan dessa främmande kroppar minska effektiviteten hos den ursprungliga skyddsfilmen.
Under bearbetningen kan spår av fritt järn avlägsnas från verktyget och överföras till ytan av det rostfria arbetsstycket.I vissa fall kan det uppstå ett tunt lager av rost på delen.I själva verket är detta korrosionen av verktygsstålet, inte basmetallen.Ibland kan sprickor från inbäddade stålpartiklar från skärverktyg eller deras korrosionsprodukter erodera själva delen.
På samma sätt kan små partiklar av järnmetallurgisk smuts fästa på delens yta.Även om metallen kan verka glänsande i sitt färdiga tillstånd, efter exponering för luft, kan osynliga partiklar av fritt järn orsaka ytrost.
Exponerade sulfider kan också vara ett problem.De tillverkas genom att tillsätta svavel till rostfritt stål för att förbättra bearbetbarheten.Sulfider ökar legeringens förmåga att bilda spån under bearbetning, som helt kan avlägsnas från skärverktyget.Om delar inte passiveras ordentligt kan sulfider bli utgångspunkten för ytkorrosion av industriprodukter.
I båda fallen krävs passivering för att maximera den naturliga korrosionsbeständigheten hos det rostfria stålet.Den tar bort ytföroreningar som järnpartiklar och järnpartiklar i skärverktyg som kan bilda rost eller bli utgångspunkten för korrosion.Passivering tar också bort sulfider som finns på ytan av öppenskurna rostfria legeringar.
En tvåstegsprocedur ger den bästa korrosionsbeständigheten: 1. Rengöring, huvudproceduren, men ibland försummad 2. Syrabad eller passivering.
Städning ska alltid prioriteras.Ytor måste rengöras noggrant från fett, kylvätska eller annat skräp för att säkerställa optimal korrosionsbeständighet.Bearbetningsskräp eller annan fabrikssmuts kan försiktigt torkas av delen.Kommersiella avfettningsmedel eller rengöringsmedel kan användas för att avlägsna processoljor eller kylmedel.Främmande material som termiska oxider kan behöva avlägsnas med metoder som malning eller betning.
Ibland kan maskinföraren hoppa över grundrengöring, och felaktigt tro att rengöring och passivering kommer att ske samtidigt, helt enkelt genom att sänka ner den oljade delen i ett surt bad.Det kommer inte hända.Omvänt reagerar förorenat fett med syra och bildar luftbubblor.Dessa bubblor samlas på arbetsstyckets yta och stör passiveringen.
Ännu värre, kontaminering av passiveringslösningar, som ibland innehåller höga koncentrationer av klorider, kan orsaka en "blixt".I motsats till att producera den önskade oxidfilmen med en blank, ren, korrosionsbeständig yta, kan blixtetsning resultera i kraftig etsning eller svärtning av ytan – en försämring av ytan som passivering är utformad för att optimera.
Martensitiska delar av rostfritt stål [magnetiska, måttligt korrosionsbeständiga, sträckgräns upp till cirka 280 tusen psi (1930 MPa)] härdas vid höga temperaturer och härdas sedan för att ge önskad hårdhet och mekaniska egenskaper.Nederbördshärdade legeringar (som har bättre hållfasthet och korrosionsbeständighet än martensitiska kvaliteter) kan lösningsbehandlas, delvis bearbetas, åldras vid lägre temperaturer och sedan färdigbehandlas.
I detta fall måste delen rengöras noggrant med avfettningsmedel eller rengöringsmedel före värmebehandling för att avlägsna spår av skärvätska.Annars kan kylvätska som finns kvar på delen orsaka överdriven oxidation.Detta tillstånd kan orsaka bucklor på mindre delar efter avkalkning med syra eller slipande metoder.Om kylvätska lämnas på blanka härdade delar, såsom i en vakuumugn eller i en skyddande atmosfär, kan ytförkolning uppstå, vilket resulterar i förlust av korrosionsbeständigheten.
Efter noggrann rengöring kan delar av rostfritt stål sänkas ned i ett passiverande syrabad.Vilken som helst av de tre metoderna kan användas – passivering med salpetersyra, passivering med salpetersyra med natriumdikromat och passivering med citronsyra.Vilken metod som ska användas beror på graden av rostfritt stål och de angivna acceptanskriterierna.
Mer korrosionsbeständiga nickelkromkvaliteter kan passiveras i ett 20 % (v/v) salpetersyrabad (Figur 1).Som visas i tabellen kan mindre resistenta rostfria stål passiveras genom att tillsätta natriumdikromat till ett bad av salpetersyra för att göra lösningen mer oxiderande och kunna bilda en passiverande film på metallytan.Ett annat alternativ för att ersätta salpetersyra med natriumkromat är att öka koncentrationen av salpetersyra till 50 volymprocent.Både tillsatsen av natriumdikromat och den högre koncentrationen av salpetersyra minskar sannolikheten för en oönskad blixt.
Passiveringsförfarandet för bearbetningsbara rostfria stål (även visat i fig. 1) skiljer sig något från förfarandet för icke bearbetbara rostfria stålsorter.Detta beror på att under passivering i ett salpetersyrabad avlägsnas en del eller alla bearbetningsbara svavelhaltiga sulfider, vilket skapar mikroskopiska inhomogeniteter på arbetsstyckets yta.
Även normalt effektiv vattentvätt kan lämna kvarvarande syra i dessa diskontinuiteter efter passivering.Denna syra kommer att angripa delens yta om den inte neutraliseras eller tas bort.
För effektiv passivering av lättbearbetat rostfritt stål har Carpenter utvecklat AAA-processen (Alkaline-Acid-Alkaline), som neutraliserar restsyra.Denna passiveringsmetod kan slutföras på mindre än 2 timmar.Här är processen steg för steg:
Efter avfettning, blötlägg delar i 5 % natriumhydroxidlösning vid 160°F till 180°F (71°C till 82°C) i 30 minuter.Skölj sedan delarna noggrant i vatten.Sänk sedan ned delen i 30 minuter i en 20% (v/v) salpetersyralösning innehållande 3 oz/gal (22 g/l) natriumdikromat vid 120°F till 140°F (49°C) till 60°C.) Efter att ha tagit bort delen från badet, skölj den med vatten och doppa den sedan i en natriumhydroxidlösning i 30 minuter.Skölj delen igen med vatten och torka, slutför AAA-metoden.
Citronsyrapassivering blir allt mer populärt bland tillverkare som vill undvika användningen av mineralsyror eller lösningar som innehåller natriumdikromat, liksom avfallsproblem och ökade säkerhetsproblem i samband med användningen av dem.Citronsyra anses vara miljövänlig i alla avseenden.
Även om passivering av citronsyra erbjuder attraktiva miljöfördelar, kanske butiker som har haft framgång med passivering av oorganisk syra och inte har några säkerhetsproblem vill hålla kursen.Om dessa användare har en ren butik, utrustningen är i gott skick och ren, kylvätskan är fri från fabriksjärnavlagringar och processen ger bra resultat, kanske det inte finns ett verkligt behov av förändring.
Citronsyrabadpassivering har visat sig vara användbart för ett brett spektrum av rostfria stål, inklusive flera individuella kvaliteter av rostfritt stål, som visas i figur 2. För enkelhetens skull inkluderar figur 2. 1 den traditionella metoden för passivering med salpetersyra.Observera att de gamla salpetersyraformuleringarna uttrycks i volymprocent, medan de nya citronsyrakoncentrationerna uttrycks i viktprocent.Det är viktigt att notera att när du utför dessa procedurer är en noggrann balansering av blötläggningstid, badtemperatur och koncentration avgörande för att undvika "blinkande" som beskrivs ovan.
Passiveringen varierar beroende på krominnehållet och bearbetningsegenskaperna för varje sort.Lägg märke till kolumnerna för antingen process 1 eller process 2. Som visas i figur 3 har process 1 färre steg än process 2.
Laboratorietester har visat att passiveringsprocessen av citronsyra är mer benägen att "koka" än salpetersyraprocessen.Faktorer som bidrar till denna attack inkluderar för hög badtemperatur, för lång blötläggningstid och badkontamination.Citronsyrabaserade produkter som innehåller korrosionsinhibitorer och andra tillsatser som vätmedel är kommersiellt tillgängliga och rapporteras minska känsligheten för "flash-korrosion".
Det slutliga valet av passiveringsmetod kommer att bero på de acceptanskriterier som kunden fastställt.Se ASTM A967 för detaljer.Den kan nås på www.astm.org.
Tester utförs ofta för att utvärdera ytan på passiverade delar.Frågan som ska besvaras är "Tar passivering bort fritt järn och optimerar korrosionsbeständigheten hos legeringar för automatisk skärning?"
Det är viktigt att testmetoden stämmer överens med den klass som utvärderas.Tester som är för strikta kommer inte att klara absolut bra material, medan tester som är för svaga kommer att klara otillfredsställande delar.
PH och lättbearbetade rostfria stål i 400-serien utvärderas bäst i en kammare som kan bibehålla 100 % luftfuktighet (provet vått) i 24 timmar vid 95°F (35°C).Tvärsnittet är ofta den mest kritiska ytan, speciellt för fria skärkvaliteter.En anledning till detta är att sulfiden dras i maskinriktningen över denna yta.
Kritiska ytor bör placeras uppåt, men i en vinkel på 15 till 20 grader från vertikalen, för att möjliggöra fuktförlust.Korrekt passiverat material rostar knappast, även om små fläckar kan uppstå på det.
Austenitiska rostfria stålkvaliteter kan också utvärderas genom fukttestning.I detta test bör vattendroppar finnas på provets yta, vilket indikerar fritt järn genom närvaron av eventuell rost.
Passiveringsprocedurer för vanliga automatiska och manuella rostfria stål i citron- eller salpetersyralösningar kräver olika processer.På fig.3 nedan ger information om processval.
(a) Justera pH med natriumhydroxid.(b) Se fig.3(c) Na2Cr2O7 är 3 oz/gal (22 g/L) natriumdikromat i 20 % salpetersyra.Ett alternativ till denna blandning är 50% salpetersyra utan natriumdikromat.
Ett snabbare tillvägagångssätt är att använda ASTM A380, standardpraxis för rengöring, avkalkning och passivering av delar, utrustning och system av rostfritt stål.Testet inkluderar att torka av delen med en kopparsulfat/svavelsyralösning, hålla den våt i 6 minuter och observera kopparplätering.Alternativt kan delen sänkas ner i lösningen i 6 minuter.Om järn löser sig uppstår kopparplätering.Detta test gäller inte ytorna på delar som bearbetar livsmedel.Den bör inte heller användas på 400-seriens martensitiska stål eller ferritiska stål med låg kromhalt eftersom falska positiva resultat kan uppstå.
Historiskt har 5% saltspraytestet vid 95°F (35°C) också använts för att utvärdera passiverade prover.Detta test är för strängt för vissa sorter och krävs i allmänhet inte för att bekräfta effektiviteten av passivering.
Undvik att använda överskott av klorider, vilket kan orsaka farliga flare-ups.Använd endast vatten av hög kvalitet med mindre än 50 delar per miljon (ppm) klorid när det är möjligt.Kranvatten är vanligtvis tillräckligt, och i vissa fall tål det upp till flera hundra ppm klorider.
Det är viktigt att byta ut badet regelbundet för att inte tappa passiveringspotentialen, vilket kan leda till blixtnedslag och skador på delar.Badet måste hållas vid rätt temperatur, eftersom okontrollerade temperaturer kan orsaka lokal korrosion.
Det är viktigt att följa ett mycket specifikt schema för lösningsbyte under stora produktionskörningar för att minimera risken för kontaminering.Ett kontrollprov användes för att testa badets effektivitet.Om provet har blivit attackerat är det dags att byta ut badet.
Observera att vissa maskiner endast producerar rostfritt stål;använd samma föredragna kylvätska för skärning av rostfritt stål med undantag för alla andra metaller.
DO-ställdelarna bearbetas separat för att undvika metall till metallkontakt.Detta är särskilt viktigt för fri bearbetning av rostfritt stål, eftersom lättflytande passiverings- och spollösningar krävs för att sprida sulfidkorrosionsprodukter och förhindra bildandet av syrafickor.
Passivera inte uppkolade eller nitrerade delar av rostfritt stål.Korrosionsbeständigheten hos delar som behandlats på detta sätt kan reduceras så mycket att de kan skadas i passiveringsbadet.
Använd inte verktyg av järnmetall i verkstadsförhållanden som inte är särskilt rena.Stålspån kan undvikas genom att använda hårdmetall eller keramiska verktyg.
Tänk på att korrosion kan uppstå i passiveringsbadet om delen inte har värmebehandlats ordentligt.Martensitiska kvaliteter med hög kol- och kromhalt måste härdas för korrosionsbeständighet.
Passivering utförs vanligtvis efter efterföljande anlöpning vid temperaturer som upprätthåller korrosionsbeständigheten.
Försumma inte koncentrationen av salpetersyra i passiveringsbadet.Periodiska kontroller bör göras med den enkla titreringsproceduren som föreslagits av Carpenter.Passivera inte mer än ett rostfritt stål åt gången.Detta förhindrar kostsam förvirring och förhindrar galvaniska reaktioner.
Om författarna: Terry A. DeBold är en FoU-specialist på rostfria stållegeringar och James W. Martin är en Bar Metallurgy Specialist på Carpenter Technology Corp.(Reading, Pennsylvania).
vad kostar det?Hur mycket utrymme behöver jag?Vilka miljöproblem kommer jag att möta?Hur brant är inlärningskurvan?Vad är anodisering egentligen?Nedan är svaren på mästarnas inledande frågor om anodisering av interiören.
För att få konsekventa resultat av hög kvalitet från den mittlösa slipprocessen krävs en grundläggande förståelse.De flesta applikationsproblem som är förknippade med centerless slipning beror på bristande förståelse för grunderna.Den här artikeln förklarar varför den tanklösa processen fungerar och hur du använder den mest effektivt i din verkstad.