Parçaların teknik özelliklere uygun olarak üretildiğini doğruladınız. Şimdi, müşterilerinizin beklediği ortamda bu parçaları korumak için gerekli adımları attığınızdan emin olun. #base
Pasivasyon, paslanmaz çelikten işlenmiş parçaların ve aksamların korozyon direncini en üst düzeye çıkarmada önemli bir adımdır. Bu, tatmin edici performans ile erken arıza arasında fark yaratabilir. Yanlış pasivasyon korozyona neden olabilir.
Pasivasyon, iş parçasının yapıldığı paslanmaz çelik alaşımlarının doğal korozyon direncini en üst düzeye çıkaran, imalat sonrası bir tekniktir. Bu, kireç çözme veya boyama işlemi değildir.
Pasivasyonun tam olarak hangi mekanizma ile çalıştığı konusunda bir fikir birliği yoktur. Ancak, pasifleştirilmiş paslanmaz çeliğin yüzeyinde koruyucu bir oksit filminin olduğu kesin olarak bilinmektedir. Bu görünmez filmin son derece ince olduğu, kalınlığının 0,0000001 inçten az olduğu, yani bir insan saçının kalınlığının yaklaşık 1/100.000'i kadar olduğu söylenmektedir!
Temiz, yeni işlenmiş, parlatılmış veya asitle temizlenmiş paslanmaz çelik bir parça, atmosferik oksijene maruz kalması nedeniyle otomatik olarak bu oksit filmini kazanır. İdeal koşullar altında, bu koruyucu oksit tabakası parçanın tüm yüzeylerini tamamen kaplar.
Ancak pratikte, fabrika kiri veya kesici aletlerden kaynaklanan demir parçacıkları gibi kirleticiler, işleme sırasında paslanmaz çelik parçaların yüzeyine bulaşabilir. Bu yabancı cisimler temizlenmezse, orijinal koruyucu filmin etkinliğini azaltabilir.
İşleme sırasında, takımdan serbest demir izleri uzaklaştırılabilir ve paslanmaz çelik iş parçasının yüzeyine aktarılabilir. Bazı durumlarda, parçanın üzerinde ince bir pas tabakası oluşabilir. Aslında bu, ana metalin değil, takım çeliğinin korozyonudur. Bazen kesici takımlardan veya bunların korozyon ürünlerinden kaynaklanan gömülü çelik parçacıklarından oluşan çatlaklar, parçanın kendisini aşındırabilir.
Benzer şekilde, demir metalurjik kirin küçük parçacıkları parçanın yüzeyine yapışabilir. Metal, bitmiş halinde parlak görünse de, havaya maruz kaldıktan sonra, görünmez serbest demir parçacıkları yüzeyde paslanmaya neden olabilir.
Açıkta kalan sülfürler de bir sorun olabilir. Bunlar, işlenebilirliği artırmak için paslanmaz çeliğe kükürt eklenmesiyle oluşur. Sülfürler, alaşımın işleme sırasında talaş oluşturma yeteneğini artırır ve bu talaşlar kesici takımdan tamamen uzaklaştırılabilir. Parçalar düzgün bir şekilde pasifleştirilmezse, sülfürler endüstriyel ürünlerin yüzey korozyonunun başlangıç ​​noktası olabilir.
Her iki durumda da, paslanmaz çeliğin doğal korozyon direncini en üst düzeye çıkarmak için pasivasyon gereklidir. Pasivasyon, pas oluşturabilen veya korozyonun başlangıç ​​noktası olabilen demir parçacıkları ve kesici aletlerdeki demir parçacıkları gibi yüzey kirleticilerini uzaklaştırır. Pasivasyon ayrıca açık kesim paslanmaz çelik alaşımlarının yüzeyinde bulunan sülfürleri de giderir.
En iyi korozyon direncini sağlayan iki aşamalı bir işlem vardır: 1. Temizleme, ana işlem ancak bazen ihmal edilir 2. Asit banyosu veya pasivasyon.
Temizlik her zaman öncelikli olmalıdır. Optimum korozyon direnci sağlamak için yüzeyler yağdan, soğutma sıvısından veya diğer kalıntılardan iyice temizlenmelidir. İşleme artıkları veya diğer fabrika kirleri parçadan nazikçe silinebilir. İşlem yağlarını veya soğutma sıvılarını gidermek için ticari yağ çözücüler veya temizleyiciler kullanılabilir. Termal oksitler gibi yabancı maddelerin taşlama veya asitle temizleme gibi yöntemlerle uzaklaştırılması gerekebilir.
Bazen makine operatörü, yağlanmış parçayı asit banyosuna daldırarak temizleme ve pasivasyonun aynı anda gerçekleşeceğine yanlışlıkla inanarak temel temizleme işlemini atlayabilir. Bu gerçekleşmeyecektir. Aksine, kirlenmiş gres asitle reaksiyona girerek hava kabarcıkları oluşturur. Bu kabarcıklar iş parçasının yüzeyinde birikir ve pasivasyonu engeller.
Daha da kötüsü, bazen yüksek konsantrasyonlarda klorür içeren pasivasyon çözeltilerinin kirlenmesi "flaş aşındırma"ya neden olabilir. Parlak, temiz, korozyona dayanıklı bir yüzeye sahip istenen oksit filmi üretmenin aksine, flaş aşındırma yüzeyde ciddi aşınmaya veya kararmaya yol açabilir; bu da pasivasyonun optimize etmeyi amaçladığı yüzeyde bir bozulmaya neden olur.
Martensitik paslanmaz çelik parçalar [manyetik, orta derecede korozyona dayanıklı, akma dayanımı yaklaşık 280 bin psi'ye (1930 MPa) kadar] yüksek sıcaklıklarda su verilerek sertleştirilir ve ardından istenen sertlik ve mekanik özellikleri sağlamak için temperlenir. Çökeltme ile sertleştirilmiş alaşımlar (martensitik kalitelerden daha iyi mukavemete ve korozyon direncine sahiptir) çözelti işlemine tabi tutulabilir, kısmen işlenebilir, daha düşük sıcaklıklarda yaşlandırılabilir ve ardından son işlemden geçirilebilir.
Bu durumda, ısıl işlemden önce kesme sıvısının kalıntılarını gidermek için parça, yağ çözücü veya temizleyici ile iyice temizlenmelidir. Aksi takdirde, parça üzerinde kalan soğutma sıvısı aşırı oksidasyona neden olabilir. Bu durum, asit veya aşındırıcı yöntemlerle kireç çözme işleminden sonra daha küçük parçalarda eziklerin oluşmasına neden olabilir. Soğutma sıvısı, vakum fırını veya koruyucu atmosfer gibi parlak sertleştirilmiş parçalar üzerinde bırakılırsa, yüzeyde karbonlaşma meydana gelebilir ve bu da korozyon direncinin kaybına yol açabilir.
İyice temizlendikten sonra, paslanmaz çelik parçalar pasifleştirici bir asit banyosuna daldırılabilir. Üç yöntemden herhangi biri kullanılabilir: nitrik asit ile pasifleştirme, nitrik asit ve sodyum dikromat ile pasifleştirme ve sitrik asit ile pasifleştirme. Hangi yöntemin kullanılacağı, paslanmaz çeliğin kalitesine ve belirtilen kabul kriterlerine bağlıdır.
Daha korozyona dayanıklı nikel krom kaliteleri, %20'lik (hacimce) nitrik asit banyosunda pasifleştirilebilir (Şekil 1). Tabloda gösterildiği gibi, daha az dirençli paslanmaz çelikler, çözeltiyi daha oksitleyici hale getirmek ve metal yüzeyinde pasifleştirici bir film oluşturabilmek için nitrik asit banyosuna sodyum dikromat eklenerek pasifleştirilebilir. Nitrik asidi sodyum kromat ile değiştirmenin bir diğer seçeneği ise nitrik asit konsantrasyonunu hacimce %50'ye çıkarmaktır. Hem sodyum dikromat ilavesi hem de daha yüksek nitrik asit konsantrasyonu, istenmeyen bir parlamanın olasılığını azaltır.
İşlenebilir paslanmaz çelikler için pasivasyon prosedürü (Şekil 1'de de gösterilmiştir), işlenemez paslanmaz çelik kaliteleri için olan prosedürden biraz farklıdır. Bunun nedeni, nitrik asit banyosunda pasivasyon sırasında işlenebilir kükürt içeren sülfürlerin bir kısmının veya tamamının uzaklaştırılması ve iş parçasının yüzeyinde mikroskobik homojen olmayan yapılar oluşturulmasıdır.
Normalde etkili olan suyla yıkama bile, pasivasyon sonrasında bu süreksizliklerde artık asit bırakabilir. Bu asit, nötralize edilmez veya uzaklaştırılmazsa parçanın yüzeyine zarar verecektir.
Kolay işlenebilen paslanmaz çeliğin verimli bir şekilde pasivasyonu için Carpenter, artık asidi nötralize eden AAA (Alkalin-Asit-Alkalin) işlemini geliştirmiştir. Bu pasivasyon yöntemi 2 saatten kısa sürede tamamlanabilir. İşte adım adım işlem:
Yağdan arındırma işleminden sonra, parçaları 71-82°C (160-180°F) sıcaklıkta %5'lik sodyum hidroksit çözeltisinde 30 dakika bekletin. Ardından parçaları suyla iyice durulayın. Daha sonra parçayı 49-60°C (120-140°F) sıcaklıkta, 22 g/l sodyum dikromat içeren %20'lik (hacim/hacim) nitrik asit çözeltisine 30 dakika süreyle daldırın. Parçayı banyodan çıkardıktan sonra suyla durulayın, ardından 30 dakika boyunca sodyum hidroksit çözeltisine daldırın. Parçayı tekrar suyla durulayın ve kurulayın, böylece AAA yöntemi tamamlanmış olur.
Sitrik asit pasivasyonu, mineral asitlerin veya sodyum dikromat içeren çözeltilerin kullanımından kaçınmak isteyen üreticiler arasında giderek daha popüler hale geliyor; ayrıca bu maddelerin kullanımından kaynaklanan atık sorunları ve artan güvenlik endişeleri de söz konusu. Sitrik asit her açıdan çevre dostu olarak kabul ediliyor.
Sitrik asit pasivasyonu cazip çevresel faydalar sunarken, inorganik asit pasivasyonu ile başarılı sonuçlar almış ve güvenlik endişesi olmayan işletmeler mevcut yöntemlerine devam etmek isteyebilirler. Bu kullanıcıların atölyeleri temizse, ekipmanları iyi durumda ve temizse, soğutma sıvısı fabrika kaynaklı demir tortularından arındırılmışsa ve işlem iyi sonuçlar veriyorsa, gerçek bir değişiklik ihtiyacı olmayabilir.
Sitrik asit banyosu pasivasyonunun, Şekil 2'de gösterildiği gibi, çeşitli paslanmaz çelik kaliteleri de dahil olmak üzere çok çeşitli paslanmaz çelikler için yararlı olduğu bulunmuştur. Kolaylık sağlamak amacıyla, Şekil 2.1, nitrik asit ile geleneksel pasivasyon yöntemini içermektedir. Eski nitrik asit formülasyonlarının hacimce yüzde olarak, yeni sitrik asit konsantrasyonlarının ise kütlece yüzde olarak ifade edildiğine dikkat edin. Bu işlemleri gerçekleştirirken, yukarıda açıklanan "parlamayı" önlemek için bekleme süresi, banyo sıcaklığı ve konsantrasyonun dikkatli bir şekilde dengelenmesinin kritik öneme sahip olduğunu belirtmek önemlidir.
Pasivasyon, her çeşidin krom içeriğine ve işleme özelliklerine bağlı olarak değişir. İşlem 1 veya İşlem 2 için sütunlara dikkat edin. Şekil 3'te gösterildiği gibi, İşlem 1, İşlem 2'ye göre daha az adıma sahiptir.
Laboratuvar testleri, sitrik asit pasivasyon işleminin nitrik asit işlemine göre "kaynama"ya daha yatkın olduğunu göstermiştir. Bu saldırıya katkıda bulunan faktörler arasında çok yüksek banyo sıcaklığı, çok uzun bekleme süresi ve banyo kirlenmesi yer almaktadır. Korozyon önleyiciler ve ıslatıcı maddeler gibi diğer katkı maddeleri içeren sitrik asit bazlı ürünler ticari olarak mevcuttur ve "ani korozyon" duyarlılığını azalttığı bildirilmektedir.
Pasivasyon yönteminin nihai seçimi, müşteri tarafından belirlenen kabul kriterlerine bağlı olacaktır. Ayrıntılar için ASTM A967 standardına bakınız. Bu standarda www.astm.org adresinden ulaşılabilir.
Pasivasyon uygulanmış parçaların yüzeyini değerlendirmek için sıklıkla testler yapılır. Cevaplanması gereken soru şudur: "Pasivasyon, serbest demiri uzaklaştırır ve alaşımların otomatik kesim için korozyon direncini optimize eder mi?"
Test yönteminin değerlendirilen sınıfla uyumlu olması önemlidir. Çok katı testler kesinlikle iyi olan materyalleri geçiremezken, çok gevşek testler de yetersiz kısımları geçirecektir.
PH ve kolay işlenebilir 400 serisi paslanmaz çelikler, 95°F (35°C) sıcaklıkta 24 saat boyunca %100 nemi (numune ıslak) koruyabilen bir odada en iyi şekilde değerlendirilir. Özellikle serbest kesim kaliteleri için kesit genellikle en kritik yüzeydir. Bunun bir nedeni, sülfürün bu yüzey boyunca makine yönünde çekilmesidir.
Kritik yüzeyler, nem kaybını önlemek için dikeyden 15 ila 20 derece açıyla yukarıya doğru konumlandırılmalıdır. Uygun şekilde pasifleştirilmiş malzeme neredeyse hiç paslanmaz, ancak üzerinde küçük lekeler oluşabilir.
Östenitik paslanmaz çelik kaliteleri nem testiyle de değerlendirilebilir. Bu testte, numunenin yüzeyinde su damlacıklarının bulunması ve pasın varlığına bağlı olarak serbest demirin varlığının tespit edilmesi gerekir.
Sitrik veya nitrik asit çözeltilerinde yaygın olarak kullanılan otomatik ve manuel paslanmaz çelikler için pasivasyon işlemleri farklı süreçler gerektirir. Aşağıdaki Şekil 3'te süreç seçimi hakkında ayrıntılı bilgi verilmiştir.
(a) pH'ı sodyum hidroksit ile ayarlayın. (b) Şekil 3(c)'ye bakın. Na2Cr2O7, %20 nitrik asit içinde 3 oz/gal (22 g/L) sodyum dikromattır. Bu karışıma alternatif olarak sodyum dikromat içermeyen %50 nitrik asit kullanılabilir.
Daha hızlı bir yöntem, ASTM A380, Paslanmaz Çelik Parçaların, Ekipmanların ve Sistemlerin Temizlenmesi, Kireç Giderilmesi ve Pasivasyonu için Standart Uygulama'yı kullanmaktır. Test, parçanın bakır sülfat/sülfürik asit çözeltisiyle silinmesini, 6 dakika boyunca ıslak tutulmasını ve bakır kaplamanın gözlemlenmesini içerir. Alternatif olarak, parça 6 dakika boyunca çözeltiye daldırılabilir. Demir çözünürse, bakır kaplama oluşur. Bu test, gıda işleme parçalarının yüzeylerine uygulanmaz. Ayrıca, yanlış pozitif sonuçlar oluşabileceğinden, 400 serisi martensitik çeliklerde veya düşük kromlu ferritik çeliklerde kullanılmamalıdır.
Tarihsel olarak, pasifleştirilmiş örnekleri değerlendirmek için 95°F (35°C) sıcaklıkta %5 tuz püskürtme testi de kullanılmıştır. Bu test bazı çeşitler için çok katıdır ve genellikle pasifleştirmenin etkinliğini doğrulamak için gerekli değildir.
Aşırı klorür kullanımından kaçının, çünkü bu tehlikeli alevlenmelere neden olabilir. Mümkün olduğunca, klorür oranı milyonda 50 parçadan (ppm) az olan yüksek kaliteli su kullanın. Musluk suyu genellikle yeterlidir ve bazı durumlarda birkaç yüz ppm'ye kadar klorüre dayanabilir.
Pasivasyon potansiyelinin kaybolmaması ve yıldırım çarpması sonucu parçaların hasar görmemesi için banyo suyunun düzenli olarak değiştirilmesi önemlidir. Banyo suyu uygun sıcaklıkta tutulmalıdır, çünkü kontrolsüz sıcaklıklar lokal korozyona neden olabilir.
Büyük ölçekli üretim süreçlerinde kontaminasyon olasılığını en aza indirmek için çok özel bir çözelti değiştirme programına uyulması önemlidir. Banyonun etkinliğini test etmek için bir kontrol numunesi kullanılmıştır. Numunede bir bozulma meydana gelmişse, banyoyu değiştirme zamanı gelmiştir.
Lütfen bazı makinelerin yalnızca paslanmaz çelik ürettiğini unutmayın; paslanmaz çelik kesimi için tercih edilen soğutma sıvısını kullanın ve diğer tüm metaller için bu sıvıyı kullanmayın.
DO raf parçaları, metalden metale teması önlemek için ayrı ayrı işlenir. Bu, özellikle paslanmaz çeliğin serbest işlenmesi için önemlidir, çünkü sülfür korozyon ürünlerini dağıtmak ve asit ceplerinin oluşmasını önlemek için kolay akan pasivasyon ve yıkama çözeltileri gereklidir.
Karbürlenmiş veya nitrürlenmiş paslanmaz çelik parçaları pasifleştirmeyin. Bu şekilde işlem görmüş parçaların korozyon direnci, pasifleştirme banyosunda hasar görebilecekleri ölçüde azalabilir.
Atölye koşullarının özellikle temiz olmadığı durumlarda demir içeren metal aletler kullanmayın. Çelik talaşlarından kaçınmak için karbür veya seramik aletler kullanın.
Parçanın uygun şekilde ısıl işlem görmemiş olması durumunda pasivasyon banyosunda korozyon oluşabileceğini unutmayın. Yüksek karbon ve krom içeriğine sahip martensitik kaliteler, korozyon direnci için sertleştirilmelidir.
Pasivasyon genellikle korozyon direncini koruyan sıcaklıklarda yapılan sonraki temperleme işleminden sonra gerçekleştirilir.
Pasivasyon banyosundaki nitrik asit konsantrasyonunu ihmal etmeyin. Carpenter tarafından önerilen basit titrasyon yöntemi kullanılarak periyodik kontroller yapılmalıdır. Aynı anda birden fazla paslanmaz çeliği pasifleştirmeyin. Bu, maliyetli karışıklıkları ve galvanik reaksiyonları önler.
Yazarlar Hakkında: Terry A. DeBold, Carpenter Technology Corp.'ta Paslanmaz Çelik Alaşımları Ar-Ge Uzmanı, James W. Martin ise Çubuk Metalurjisi Uzmanıdır.(Reading, Pensilvanya).
Fiyatı ne kadar? Ne kadar alana ihtiyacım var? Ne gibi çevresel sorunlarla karşılaşacağım? Öğrenme eğrisi ne kadar dik? Anodizasyon tam olarak nedir? Aşağıda, iç mekan anodizasyonu hakkında uzmanların sorduğu ilk soruların cevapları yer almaktadır.
Merkezsiz taşlama işleminden tutarlı ve yüksek kaliteli sonuçlar elde etmek, temel bir anlayış gerektirir. Merkezsiz taşlamayla ilgili uygulama sorunlarının çoğu, temellerin anlaşılmamasından kaynaklanır. Bu makale, bu basit işlemin neden işe yaradığını ve atölyenizde en etkili şekilde nasıl kullanılacağını açıklamaktadır.