Tiniyak mo na ang mga piyesa ay makinarya ayon sa espesipikasyon. Ngayon, siguraduhing gumawa ka ng mga hakbang upang protektahan ang mga piyesang ito sa mga kondisyong inaasahan ng iyong mga customer. #basic
Ang passivation ay nananatiling isang kritikal na hakbang sa pag-maximize ng pangunahing resistensya sa kalawang ng mga hindi kinakalawang na makinang bahagi at asembliya. Maaari itong gumawa ng pagkakaiba sa pagitan ng kasiya-siyang pagganap at maagang pagkabigo. Kung hindi maayos na maisagawa, ang passivation ay maaaring magdulot ng kalawang.
Ang passivation ay isang paraan pagkatapos ng paggawa na nagpapakinabang sa likas na resistensya sa kalawang ng mga haluang metal na hindi kinakalawang na asero na gumagawa ng workpiece. Hindi ito isang descaling treatment, ni hindi rin ito isang paint coating.
Walang pangkalahatang pinagkasunduan sa eksaktong mekanismo kung paano gumagana ang passivation. Ngunit tiyak na mayroong proteksiyon na oxide film sa ibabaw ng passivated stainless steel. Ang invisible film na ito ay pinaniniwalaang napakanipis, wala pang 0.0000001 pulgada ang kapal, mga 1/100,000th ng kapal ng isang buhok ng tao!
Ang isang malinis, bagong makina, pinakintab, o inatsarang bahaging hindi kinakalawang na asero ay awtomatikong magkakaroon ng ganitong oxide film dahil sa pagkakalantad nito sa atmospheric oxygen. Sa ilalim ng mga ideal na kondisyon, ang proteksiyon na layer ng oxide na ito ay ganap na tumatakip sa lahat ng ibabaw ng bahagi.
Gayunpaman, sa pagsasagawa, ang mga kontaminante tulad ng dumi sa talyer o mga partikulo ng bakal mula sa mga kagamitan sa paggupit ay maaaring mapunta sa ibabaw ng mga bahaging hindi kinakalawang na asero habang nagma-machining. Kung hindi maaalis, ang mga banyagang bagay na ito ay maaaring makabawas sa bisa ng orihinal na proteksiyon na pelikula.
Habang nagma-machining, ang kaunting libreng bakal ay maaaring matanggal sa tool at mapunta sa ibabaw ng workpiece na hindi kinakalawang na asero. Sa ilang mga kaso, maaaring lumitaw ang isang manipis na patong ng kalawang sa bahagi. Ito ay talagang kalawang ng bakal dahil sa tool, hindi ng base metal. Paminsan-minsan, ang mga siwang ng mga nakabaong particle ng bakal mula sa mga cutting tool o ang kanilang mga produkto ng kalawang ay maaaring magdulot ng erosyon ng bahagi mismo.
Gayundin, ang maliliit na partikulo ng dumi mula sa ferrous shop ay maaaring dumikit sa ibabaw ng bahagi. Bagama't ang metal ay maaaring magmukhang makintab sa estado ng makina, pagkatapos malantad sa hangin, ang mga hindi nakikitang partikulo ng malayang bakal ay maaaring magdulot ng kalawang sa ibabaw.
Maaari ring maging problema ang mga nakalantad na sulfide. Nagmumula ang mga ito sa pagdaragdag ng sulfur sa hindi kinakalawang na asero upang mapabuti ang kakayahang makinahin. Pinapataas ng mga sulfide ang kakayahan ng haluang metal na bumuo ng mga chips habang nagma-machining, na maaaring ganap na matanggal mula sa cutting tool. Maliban kung ang mga bahagi ay maayos na na-passivate, ang mga sulfide ay maaaring maging panimulang punto para sa kalawang sa ibabaw ng mga produktong gawa.
Sa parehong mga kaso, kinakailangan ang passivation upang ma-maximize ang natural na resistensya sa kalawang ng hindi kinakalawang na asero. Tinatanggal nito ang mga kontaminante sa ibabaw, tulad ng mga partikulo ng dumi mula sa ferrous shop at mga partikulo ng bakal sa mga cutting tool, na maaaring bumuo ng kalawang o maging panimulang punto para sa kalawang. Tinatanggal din ng passivation ang mga sulfide na nakalantad sa ibabaw ng mga free-cutting stainless steel alloys.
Ang dalawang-hakbang na pamamaraan ay nagbibigay ng pinakamahusay na resistensya sa kalawang: 1. Paglilinis, isang pangunahin ngunit kung minsan ay nakaliligtaan na pamamaraan; 2. Acid bath o passivation treatment.
Ang paglilinis ay dapat palaging maging prayoridad. Ang mga ibabaw ay dapat na lubusang linisin ng grasa, coolant o iba pang mga kalat sa tindahan para sa pinakamainam na resistensya sa kalawang. Ang mga kalat sa makina o iba pang dumi sa tindahan ay maaaring maingat na punasan mula sa bahagi. Ang mga komersyal na degreaser o panlinis ay maaaring gamitin upang alisin ang mga langis ng proseso o mga coolant. Ang mga banyagang bagay tulad ng mga thermal oxide ay maaaring kailangang alisin sa pamamagitan ng mga pamamaraan tulad ng paggiling o pag-aatsara.
Minsan, maaaring laktawan ng isang operator ng makina ang pangunahing paglilinis, dahil sa maling pag-aakalang ang paglilinis at passivation ay mangyayari nang sabay-sabay sa pamamagitan lamang ng paglubog ng isang bahaging puno ng grasa sa isang acid bath. Hindi ito mangyayari. Sa kabaligtaran, ang kontaminadong grasa ay tumutugon sa acid upang bumuo ng mga bula ng hangin. Ang mga bula na ito ay naiipon sa ibabaw ng workpiece at nakakasagabal sa passivation.
Para mas lumala pa ang sitwasyon, ang kontaminasyon ng mga solusyon sa passivation, na kung minsan ay naglalaman ng mataas na konsentrasyon ng chloride, ay maaaring magdulot ng "pagkislap." Hindi tulad ng pagkuha ng ninanais na oxide film na may makintab, malinis, at lumalaban sa kalawang na ibabaw, ang flash etching ay maaaring magresulta sa isang mabigat na nakaukit o madilim na ibabaw—paglala ng ibabaw na idinisenyo upang ma-optimize ng passivation.
Ang mga bahaging gawa sa martensitic stainless steel [magnetic, katamtamang lumalaban sa kalawang, lakas ng ani hanggang humigit-kumulang 280 ksi (1930 MPa)] ay pinatitigas sa mataas na temperatura at pagkatapos ay pinapatigas upang matiyak ang ninanais na katigasan at mga mekanikal na katangian. Ang mga precipitation hardenable alloys, na may mas mahusay na lakas at resistensya sa kalawang kaysa sa mga martensitic alloys, ay maaaring tratuhin sa solusyon, bahagyang makinaryahin, edadin sa mas mababang temperatura, at pagkatapos ay tapusin.
Sa kasong ito, ang bahagi ay dapat na lubusang linisin gamit ang isang degreaser o cleaner upang maalis ang anumang bakas ng cutting fluid bago ang heat treatment. Kung hindi, ang cutting fluid na natitira sa bahagi ay maaaring magdulot ng labis na oksihenasyon. Ang kondisyong ito ay maaaring maging sanhi ng pagyupi ng maliliit na bahagi pagkatapos maalis ang kaliskis gamit ang acid o abrasive na pamamaraan. Kung ang cutting fluid ay hahayaang manatili sa matingkad at matigas na mga bahagi, tulad ng sa isang vacuum furnace o protective atmosphere, maaaring mangyari ang surface carburization, na magreresulta sa pagkawala ng resistensya sa kalawang.
Pagkatapos ng masusing paglilinis, maaaring ilubog ang mga bahaging hindi kinakalawang na asero sa isang passivating acid bath. Maaaring gamitin ang alinman sa tatlong paraan – nitric acid passivation, nitric acid na may sodium dichromate passivation, at citric acid passivation. Ang paraan na gagamitin ay depende sa grado ng hindi kinakalawang na asero at sa tinukoy na pamantayan sa pagtanggap.
Ang mas maraming grado ng chrome-nickel na lumalaban sa kalawang ay maaaring i-passivate sa isang 20% ​​(v/v) nitric acid bath (Larawan 1). Gaya ng ipinapakita sa talahanayan, ang hindi gaanong lumalaban na hindi kinakalawang na asero ay maaaring i-passivate sa pamamagitan ng pagdaragdag ng sodium dichromate sa isang nitric acid bath, na ginagawang mas oxidizing ang solusyon at nakakabuo ng isang passive film sa ibabaw ng metal. Ang isa pang opsyon upang palitan ang nitric acid ng sodium chromate ay ang pagtaas ng konsentrasyon ng nitric acid sa 50% ayon sa volume. Ang pagdaragdag ng sodium dichromate at ang mas mataas na konsentrasyon ng nitric acid ay parehong nakakabawas sa posibilidad ng hindi kanais-nais na pagkislap.
Ang pamamaraan para sa pag-passivate ng mga free-machining stainless steel (ipinapakita rin sa Figure 1) ay medyo naiiba sa para sa mga non-free-machining stainless steel grade. Ito ay dahil sa panahon ng passivation sa isang tipikal na nitric acid bath, ang ilan o lahat ng sulfur-containing machinable grade sulfide ay natatanggal, na lumilikha ng mga mikroskopikong discontinuity sa ibabaw ng makinadong bahagi.
Kahit ang isang pangkalahatang epektibong banlawan ng tubig ay maaaring mag-iwan ng natitirang asido sa mga discontinuity na ito pagkatapos ng passivation. Ang asidong ito ay aatake sa ibabaw ng bahagi maliban kung ito ay neutralisado o matanggal.
Upang epektibong ma-passivate ang madaling ma-machine na stainless steel, binuo ni Carpenter ang prosesong AAA (Alkali-Acid-Alkali), na nag-neutralize ng natitirang acid. Ang paraan ng passivation na ito ay maaaring makumpleto sa loob ng wala pang 2 oras. Narito ang sunud-sunod na proseso:
Pagkatapos tanggalin ang mantika, ibabad ang mga bahagi sa isang 5% sodium hydroxide solution sa 160°F hanggang 180°F (71°C hanggang 82°C) sa loob ng 30 minuto. Pagkatapos ay banlawan nang mabuti ang mga bahagi sa tubig. Susunod, ilubog ang bahagi sa loob ng 30 minuto sa isang 20% ​​(v/v) nitric acid solution na naglalaman ng 3 oz/gal (22 g/l) sodium dichromate sa 120°F hanggang 140°F (49°C) hanggang 60°C. Pagkatapos alisin ang bahagi mula sa bathtub, banlawan ito ng tubig at pagkatapos ay ilubog ito sa sodium hydroxide solution sa loob ng 30 minuto pa. Banlawan muli ang bahagi gamit ang tubig at patuyuin, kumpletuhin ang AAA method.
Ang citric acid passivation ay lalong nagiging popular sa mga tagagawa na nagnanais na maiwasan ang paggamit ng mga mineral acid o solusyon na naglalaman ng sodium dichromate, pati na rin ang mga isyu sa pagtatapon at mas mataas na alalahanin sa kaligtasan na nauugnay sa paggamit ng mga ito. Ang citric acid ay itinuturing na environment-friendly sa lahat ng aspeto.
Bagama't ang citric acid passivation ay nag-aalok ng kaakit-akit na mga benepisyo sa kapaligiran, ang mga tindahan na nagtagumpay sa inorganic acid passivation at walang mga alalahanin sa kaligtasan ay maaaring manatili sa landas na ito. Kung ang mga gumagamit na ito ay may malinis na tindahan, maayos na napanatili at malinis na kagamitan, coolant na walang ferrous shop fouling, at isang proseso na nagbubunga ng magagandang resulta, maaaring walang tunay na pangangailangan para sa mga pagbabago.
Ang passivation sa isang citric acid bath ay napatunayang kapaki-pakinabang para sa malawak na hanay ng mga stainless steel, kabilang ang ilang indibidwal na grado ng stainless steel, gaya ng ipinapakita sa Figure 2. Para sa kaginhawahan, kasama ang tradisyonal na paraan ng nitric acid passivation sa Figure 1. Tandaan na ang mga lumang pormulasyon ng nitric acid ay ipinapahayag sa volume percent, habang ang mga mas bagong konsentrasyon ng citric acid ay ipinapahayag sa weight percent. Mahalagang tandaan na kapag ipinapatupad ang mga pamamaraang ito, ang maingat na pagbabalanse ng oras ng pagbababad, temperatura ng paliguan, at konsentrasyon ay mahalaga upang maiwasan ang "pagkislap" na inilarawan kanina.
Ang mga paggamot sa passivation ay nag-iiba ayon sa nilalaman ng chromium at mga katangian ng machining ng bawat grado. Pansinin ang mga kolum na tumutukoy sa Proseso 1 o Proseso 2. Gaya ng ipinapakita sa Figure 3, ang Proseso 1 ay may kasamang mas kaunting hakbang kaysa sa Proseso 2.
Ipinakita ng mga pagsusuri sa laboratoryo na ang proseso ng citric acid passivation ay mas madaling kapitan ng "flashing" kaysa sa proseso ng nitric acid. Ang mga salik na nag-aambag sa pag-atakeng ito ay kinabibilangan ng masyadong mataas na temperatura ng paliguan, masyadong mahabang oras ng pagbababad, at kontaminasyon sa paliguan. Ang mga produktong citric acid na naglalaman ng mga corrosion inhibitor at iba pang mga additives tulad ng mga wetting agents ay mabibili sa komersyo at naiulat na nakakabawas sa posibilidad na magkaroon ng "flash corrosion".
Ang pangwakas na pagpili ng paraan ng passivation ay depende sa pamantayan ng pagtanggap na ipinataw ng customer. Tingnan ang ASTM A967 para sa mga detalye. Maaari itong ma-access sa www.astm.org.
Kadalasang isinasagawa ang mga pagsusuri upang suriin ang ibabaw ng mga bahaging na-passivate. Ang tanong na dapat sagutin ay, “Tinatanggal ba ng passivation ang libreng bakal at pinapahusay ang resistensya sa kalawang ng mga free-cutting grade?”
Mahalaga na ang paraan ng pagsusulit ay tumutugma sa gradong tinatasa. Ang mga pagsusulit na masyadong mahigpit ay mabibigo sa mga ganap na mahusay na materyales, habang ang mga pagsusulit na masyadong maluwag ay makakapasa sa mga hindi kasiya-siyang bahagi.
Ang 400 series precipitation hardening at free-machining stainless steels ay pinakamahusay na sinusuri sa isang cabinet na may kakayahang mapanatili ang 100% humidity (sample wet) sa loob ng 24 na oras sa 95°F (35°C). Ang cross section ay kadalasang ang pinakamahalagang ibabaw, lalo na para sa mga free-cutting grade. Ang isang dahilan para dito ay ang sulfide ay humahaba sa direksyon ng makina, na sumasalubong sa ibabaw na ito.
Ang mga kritikal na ibabaw ay dapat ilagay pataas, ngunit sa 15 hanggang 20 digri mula sa patayo upang maiwasan ang pagkawala ng kahalumigmigan. Ang materyal na maayos na na-passivate ay hindi kalawangin, bagama't maaari itong magpakita ng kaunting mantsa.
Maaari ring masuri ang mga grado ng austenitic stainless steel sa pamamagitan ng pagsusuri sa humidity. Kapag sinubukan ito, dapat may mga patak ng tubig sa ibabaw ng sample, na nagpapahiwatig ng libreng bakal sa pamamagitan ng pagkakaroon ng anumang kalawang.
Ang mga pamamaraan para sa pag-passivate ng mga karaniwang ginagamit na free-cutting at non-free-cutting stainless steel sa mga solusyon ng citric o nitric acid ay nangangailangan ng iba't ibang proseso. Ang Figure 3 sa ibaba ay nagbibigay ng mga detalye sa pagpili ng proseso.
(a) Ayusin ang pH gamit ang sodium hydroxide.(b) Tingnan ang Figure 3 (c) Ang Na2Cr2O7 ay kumakatawan sa 3 oz/galon (22 g/l) ng sodium dichromate sa 20% nitric acid. Ang alternatibo sa pinaghalong ito ay 50% nitric acid na walang sodium dichromate
Ang mas mabilis na paraan ay ang paggamit ng solusyon sa ASTM A380, “Standard Practice for Cleaning, Descaling, and Passivation of Stainless Steel Parts, Equipment, and Systems.” Ang pagsubok ay binubuo ng pagpahid sa bahagi gamit ang solusyon ng copper sulfate/sulfuric acid, pagpapanatili nito na basa sa loob ng 6 na minuto at pagmamasid para sa copper plating. Bilang alternatibo, maaaring ilubog ang bahagi sa solusyon sa loob ng 6 na minuto. Kung matunaw ang bakal, magkakaroon ng copper plating. Ang pagsubok na ito ay hindi nalalapat sa mga ibabaw ng mga bahagi sa pagproseso ng pagkain. Gayundin, hindi ito dapat gamitin para sa 400 series martensitic o low chromium ferritic steels dahil maaaring magkaroon ng false positive na resulta.
Sa kasaysayan, ang 5% salt spray test sa 95°F (35°C) ay ginagamit din upang suriin ang mga passivated sample. Ang pagsusuring ito ay masyadong mahigpit para sa ilang grado at sa pangkalahatan ay hindi kinakailangan upang kumpirmahin na epektibo ang passivation.
Iwasan ang paggamit ng labis na chloride, na maaaring magdulot ng mapaminsalang flash attacks. Kung maaari, gumamit lamang ng de-kalidad na tubig na may mas mababa sa 50 parts per million (ppm) chloride. Karaniwang sapat na ang tubig mula sa gripo at maaaring tiisin ang hanggang ilang daang ppm chloride sa ilang mga kaso.
Mahalagang palitan nang regular ang bathtub upang hindi mawala ang potensyal nito na maging passive, na maaaring humantong sa mga tama ng kidlat at mga nasirang bahagi. Dapat panatilihin ang bathtub sa tamang temperatura, dahil ang mga hindi inaasahang temperatura ay maaaring magdulot ng lokal na kalawang.
Mahalagang magpanatili ng isang napaka-espesipikong iskedyul ng pagpapalit ng solusyon sa panahon ng mataas na produksyon upang mabawasan ang potensyal para sa kontaminasyon. Ginamit ang isang control sample upang subukan ang bisa ng bathtub. Kung ang sample ay naapektuhan, oras na para palitan ang bathtub.
Pakitukoy na ang ilang makina ay gawa lamang sa hindi kinakalawang na asero; gamitin ang parehong gustong coolant sa pagputol ng hindi kinakalawang na asero, hindi kasama ang lahat ng iba pang metal.
Ang mga bahagi ng DO rack ay ginagamot nang hiwalay upang maiwasan ang pagdikit ng metal sa metal. Ito ay lalong mahalaga para sa malayang pagma-machining ng hindi kinakalawang na asero, dahil kinakailangan ang malayang daloy ng passivation at flushing solutions upang mapawi ang mga produktong sulfide corrosion at maiwasan ang pagbuo ng mga acid pockets.
Huwag i-passivate ang mga bahaging carburized o nitrided stainless steel. Ang resistensya sa kalawang ng mga bahaging ginamot nang ganito ay maaaring mabawasan hanggang sa punto na maaapektuhan ang mga ito sa passivation bath.
Huwag gumamit ng mga kagamitang yari sa bakal sa isang lugar na hindi masyadong malinis. Maiiwasan ang grit na yari sa bakal sa pamamagitan ng paggamit ng mga kagamitang carbide o ceramic.
Huwag kalimutan na maaaring magkaroon ng kalawang sa passivation bath kung ang bahagi ay hindi maayos na ginagamot sa init. Dapat patigasin ang mga mataas sa carbon at mataas sa chromium martensitic grade para sa resistensya sa kalawang.
Karaniwang isinasagawa ang passivation pagkatapos ng kasunod na pagpapatigas gamit ang mga temperaturang nagpapanatili ng resistensya sa kalawang.
Huwag balewalain ang konsentrasyon ng nitric acid sa passivation bath. Dapat gawin ang mga pana-panahong pagsusuri gamit ang simpleng pamamaraan ng titration na ibinigay ng Carpenter. Huwag mag-passivate ng higit sa isang stainless steel sa isang pagkakataon. Pinipigilan nito ang magastos na kalituhan at mga galvanic reaction.
Tungkol sa mga may-akda: Si Terry A. DeBold ay isang espesyalista sa pananaliksik at pagpapaunlad ng stainless steel alloy at si James W. Martin ay isang bar metallurgist sa Carpenter Technology Corp. (Reading, PA).
Sa isang mundong puno ng lalong mahigpit na mga detalye sa pagtatapos ng ibabaw, ang mga simpleng pagsukat ng "kagaspangan" ay kapaki-pakinabang pa rin. Tingnan natin kung bakit mahalaga ang pagsukat ng ibabaw at kung paano ito masusuri sa shop floor gamit ang mga sopistikadong portable gauge.
Sigurado ka bang nasa iyo ang pinakamahusay na insert para sa operasyong ito ng pag-ikot? Suriin ang chip, lalo na kung hindi binabantayan. Maraming masasabi sa iyo ang mga katangian ng chip.