Ви переконалися, що деталі виготовлено відповідно до специфікації.Тепер переконайтеся, що ви вживаєте заходів для захисту цих частин у середовищі, яке очікують ваші клієнти.#база
Пасивація залишається важливим кроком у максимізації корозійної стійкості деталей і вузлів, виготовлених із нержавіючої сталі.Це може бути різницею між задовільною продуктивністю та передчасною відмовою.Неправильна пасивація може спричинити корозію.
Пасивація — це техніка після виготовлення, яка максимізує властиву корозійну стійкість сплавів нержавіючої сталі, з яких виготовлено заготовку.Це не видалення накипу чи фарбування.
Немає єдиної думки щодо точного механізму, за яким діє пасивація.Але точно відомо, що на поверхні пасивованої нержавіючої сталі є захисна оксидна плівка.Кажуть, що ця невидима плівка надзвичайно тонка, товщиною менше 0,0000001 дюйма, що становить приблизно 1/100 000 товщини людської волосини!
Чиста, щойно оброблена, відполірована або протравлена ​​деталь з нержавіючої сталі автоматично набуває цієї оксидної плівки через вплив атмосферного кисню.В ідеальних умовах цей захисний оксидний шар повністю покриває всі поверхні деталі.
На практиці, однак, забруднювачі, такі як заводський бруд або частинки заліза від ріжучих інструментів, можуть потрапити на поверхню деталей з нержавіючої сталі під час обробки.Якщо не видалити ці сторонні тіла, вони можуть знизити ефективність оригінальної захисної плівки.
Під час обробки сліди вільного заліза можуть бути видалені з інструменту та перенесені на поверхню заготовки з нержавіючої сталі.У деяких випадках на деталі може з'явитися тонкий шар іржі.Насправді це корозія інструментальної сталі, а не основного металу.Іноді тріщини від частинок сталі від ріжучих інструментів або їхніх продуктів корозії можуть пошкодити саму деталь.
Так само дрібні частинки бруду чорної металургії можуть прилипати до поверхні деталі.Хоча метал може виглядати блискучим у готовому стані, після контакту з повітрям невидимі частки вільного заліза можуть спричинити поверхневу іржу.
Відкриті сульфіди також можуть бути проблемою.Вони виготовляються шляхом додавання сірки до нержавіючої сталі для покращення оброблюваності.Сульфіди збільшують здатність сплаву утворювати стружку під час механічної обробки, яку можна повністю видалити з ріжучого інструменту.Якщо деталі не пасивовані належним чином, сульфіди можуть стати відправною точкою для поверхневої корозії промислових виробів.
В обох випадках необхідна пасивація, щоб максимізувати природну стійкість нержавіючої сталі до корозії.Він видаляє поверхневі забруднення, такі як частинки заліза та частинки заліза в ріжучих інструментах, які можуть утворювати іржу або стати відправною точкою для корозії.Пасивація також видаляє сульфіди, які знаходяться на поверхні сплавів з нержавіючої сталі.
Двоетапна процедура забезпечує найкращу стійкість до корозії: 1. Очищення, основна процедура, але іноді нею нехтують 2. Кислотна ванна або пасивація.
Прибирання завжди має бути пріоритетом.Поверхні необхідно ретельно очистити від жиру, охолоджувальної рідини чи іншого сміття, щоб забезпечити оптимальну стійкість до корозії.Сміття від механічної обробки або інший заводський бруд можна обережно стерти з деталі.Для видалення технологічних масел або охолоджуючих рідин можна використовувати комерційні знежирювачі або очисники.Сторонні речовини, такі як термічні оксиди, можливо, доведеться видалити за допомогою таких методів, як подрібнення або травлення.
Іноді оператор машини може пропустити основне очищення, помилково вважаючи, що очищення та пасивація відбуватимуться одночасно, просто занурюючи змащену маслом частину в кислотну ванну.Не станеться.І навпаки, забруднене мастило реагує з кислотою, утворюючи бульбашки повітря.Ці бульбашки збираються на поверхні заготовки і перешкоджають пасивації.
Що ще гірше, забруднення пасиваційних розчинів, які іноді містять високі концентрації хлоридів, може викликати «спалах».На відміну від отримання бажаної оксидної плівки з блискучою, чистою, стійкою до корозії поверхнею, флеш-травлення може призвести до сильного травлення або почорніння поверхні — погіршення якості поверхні, для оптимізації якого покликана пасивація.
Деталі з мартенситної нержавіючої сталі [магнітні, помірно стійкі до корозії, межа текучості приблизно до 280 тисяч фунтів на кв.Сплави дисперсійного зміцнення (які мають кращу міцність і корозійну стійкість, ніж мартенситні сорти) можуть бути оброблені розчином, частково механічно оброблені, зістарені при нижчих температурах, а потім оброблені.
У цьому випадку перед термічною обробкою деталь необхідно ретельно очистити знежирювачем або миючим засобом, щоб видалити будь-які сліди СОЖ.Інакше охолоджуюча рідина, що залишилася на деталі, може спричинити надмірне окислення.Цей стан може спричинити утворення вм’ятин на менших частинах після видалення накипу за допомогою кислоти або абразивних методів.Якщо охолоджуючу рідину залишити на блискучих загартованих частинах, наприклад у вакуумній печі або в захисній атмосфері, може відбутися цементація поверхні, що призведе до втрати стійкості до корозії.
Після ретельного очищення деталі з нержавіючої сталі можна занурити в пасивуючу кислотну ванну.Можна використовувати будь-який із трьох методів – пасивування азотною кислотою, пасивування азотною кислотою з біхроматом натрію та пасивування лимонною кислотою.Вибір методу залежить від марки нержавіючої сталі та визначених критеріїв приймання.
Більш стійкі до корозії сорти хромонікелю можна пасивувати у ванні з 20% (об./об.) азотної кислоти (рис. 1).Як показано в таблиці, менш стійкі нержавіючі сталі можна пасивувати, додавши біхромат натрію до ванни з азотною кислотою, щоб зробити розчин більш окисним і здатним утворювати пасивуючу плівку на поверхні металу.Іншим варіантом заміни азотної кислоти на хромат натрію є збільшення концентрації азотної кислоти до 50% за об’ємом.Як додавання біхромату натрію, так і більш висока концентрація азотної кислоти зменшують ймовірність небажаного спалаху.
Процедура пасивації нержавіючої сталі, що піддається механічній обробці (також показана на рис. 1), дещо відрізняється від процедури нержавіючої сталі, що не піддається механічній обробці.Це пояснюється тим, що під час пасивації у ванні з азотною кислотою деякі або всі сульфіди, що містять сірку, видаляються, створюючи мікроскопічні неоднорідності на поверхні заготовки.
Навіть звичайно ефективне промивання водою може залишити залишки кислоти в цих розривах після пасивації.Ця кислота атакує поверхню деталі, якщо її не нейтралізувати або видалити.
Для ефективної пасивації легкої в обробці нержавіючої сталі Carpenter розробив процес AAA (лужно-кислотно-лужний), який нейтралізує залишкову кислоту.Цей метод пасивації можна завершити менш ніж за 2 години.Ось крок за кроком процес:
Після знежирення замочіть деталі в 5% розчині гідроксиду натрію при температурі від 160°F до 180°F (71°C до 82°C) на 30 хвилин.Потім ретельно промийте деталі у воді.Потім занурте деталь на 30 хвилин у 20% (об’єм) розчин азотної кислоти, що містить 3 унції/гал (22 г/л) біхромату натрію при температурі від 120°F до 140°F (49°C) до 60°C.) Витягнувши деталь з ванни, промийте її водою, потім занурте в розчин гідроксиду натрію на 30 хвилин.Знову промийте деталь водою та висушіть, завершивши метод AAA.
Пасивація лимонною кислотою стає все більш популярною серед виробників, які хочуть уникнути використання мінеральних кислот або розчинів, що містять біхромат натрію, а також проблем з утилізацією та підвищення безпеки, пов’язаних з їх використанням.Лимонна кислота вважається екологічно чистою в усіх відношеннях.
У той час як пасивація лимонною кислотою забезпечує привабливі переваги для навколишнього середовища, магазини, які досягли успіху з пасивацією неорганічної кислоти і не мають проблем з безпекою, можуть продовжувати курс.Якщо ці користувачі мають чистий цех, обладнання в хорошому стані та чисте, охолоджуюча рідина вільна від заводських відкладень заліза, і процес дає хороші результати, може не бути справжньої потреби в змінах.
Було встановлено, що пасивація у ванні лимонної кислоти корисна для широкого діапазону нержавіючих сталей, включаючи кілька окремих марок нержавіючої сталі, як показано на малюнку 2. Для зручності на малюнку 2.1 показано традиційний метод пасивації азотною кислотою.Зауважте, що старі склади азотної кислоти виражені у відсотках за об’ємом, а нові концентрації лимонної кислоти виражені у відсотках за масою.Важливо зауважити, що під час виконання цих процедур ретельний баланс між часом замочування, температурою ванни та концентрацією має вирішальне значення, щоб уникнути «блимання», описаного вище.
Пасивація залежить від вмісту хрому та характеристик обробки кожного сорту.Зверніть увагу на стовпці для процесу 1 або процесу 2. Як показано на малюнку 3, процес 1 має менше кроків, ніж процес 2.
Лабораторні випробування показали, що процес пасивації лимонною кислотою більш схильний до «кипіння», ніж процес азотної кислоти.Фактори, що сприяють цьому нападу, включають занадто високу температуру ванни, занадто довгий час замочування та забруднення ванни.Продукти на основі лимонної кислоти, що містять інгібітори корозії та інші добавки, такі як зволожувачі, є комерційно доступними та, як повідомляється, знижують сприйнятливість до «миттєвої корозії».
Остаточний вибір методу пасивації буде залежати від критеріїв приймання, встановлених замовником.Див. ASTM A967 для деталей.Його можна отримати на сайті www.astm.org.
Випробування часто проводяться для оцінки поверхні пасивованих деталей.Питання, на яке потрібно відповісти: «Чи пасивація видаляє вільне залізо та оптимізує корозійну стійкість сплавів для автоматичного різання?»
Важливо, щоб метод тестування відповідав класу, який оцінюється.Занадто суворі тести не пройдуть абсолютно хороші матеріали, тоді як надто слабкі тести пройдуть незадовільні частини.
PH та нержавіючу сталь серії 400, яка легко обробляється, найкраще оцінювати в камері, здатній підтримувати 100% вологість (вологий зразок) протягом 24 годин при 95°F (35°C).Поперечний переріз часто є найбільш критичною поверхнею, особливо для марок вільного різання.Однією з причин цього є те, що сульфід тягнеться в напрямку машини через цю поверхню.
Критичні поверхні слід розташовувати вгору, але під кутом від 15 до 20 градусів від вертикалі, щоб забезпечити втрату вологи.Правильно пассивований матеріал майже не іржавіє, хоча на ньому можуть з'явитися невеликі плями.
Сорти аустенітної нержавіючої сталі також можна оцінити шляхом випробування на вологість.Під час цього випробування на поверхні зразка повинні бути краплі води, що вказує на вільне залізо через наявність іржі.
Процедури пасивації для часто використовуваних автоматичних і ручних нержавіючих сталей у розчинах лимонної або азотної кислоти вимагають різних процесів.На рис.3 нижче містить детальну інформацію про вибір процесу.
(a) Відрегулюйте рН гідроксидом натрію.(b) Див. рис.3(c) Na2Cr2O7 — це 3 унції/гал (22 г/л) біхромату натрію в 20% азотній кислоті.Альтернативою цій суміші є 50% азотна кислота без біхромату натрію.
Швидшим підходом є використання ASTM A380, стандартної практики очищення, видалення накипу та пасивації деталей, обладнання та систем з нержавіючої сталі.Випробування включає протирання деталі розчином мідного купоросу/сірчаної кислоти, утримання її вологою протягом 6 хвилин і спостереження за мідним покриттям.Як варіант, деталь можна занурити в розчин на 6 хвилин.Якщо залізо розчиняється, відбувається обміднення.Цей тест не застосовується до поверхонь деталей харчових продуктів.Крім того, його не слід використовувати для мартенситних сталей серії 400 або феритних сталей з низьким вмістом хрому, оскільки можуть виникнути помилкові позитивні результати.
Історично для оцінки пасивованих зразків також використовувався тест із 5% сольовим туманом при 95°F (35°C).Цей тест є надто суворим для деяких сортів і, як правило, не потрібен для підтвердження ефективності пасивації.
Уникайте надмірного використання хлоридів, які можуть спричинити небезпечні спалахи.Використовуйте лише високоякісну воду з вмістом хлориду менше 50 частин на мільйон (ppm), коли це можливо.Водопровідної води зазвичай достатньо, і в деяких випадках вона може витримувати до кількох сотень частин на мільйон хлоридів.
Важливо регулярно міняти ванну, щоб не втратити потенціал пасивації, що може призвести до ударів блискавки та пошкодження деталей.Ванна повинна підтримуватися при належній температурі, оскільки неконтрольована температура може спричинити локальну корозію.
Важливо дотримуватися чіткого графіка зміни розчину під час великих виробничих циклів, щоб звести до мінімуму можливість забруднення.Для перевірки ефективності ванни використовували контрольний зразок.Якщо екземпляр піддався нападу, пора замінити ванну.
Зверніть увагу, що деякі машини виробляють лише нержавіючу сталь;використовуйте той самий бажаний охолоджувач для різання нержавіючої сталі, виключаючи всі інші метали.
Деталі стійки DO обробляються окремо, щоб уникнути контакту металу з металом.Це особливо важливо для вільної обробки нержавіючої сталі, оскільки для дифузії сульфідних продуктів корозії та запобігання утворенню кислотних кишень потрібні легкотекучі розчини для пасивації та промивання.
Не пасивуйте деталі з цементованої або азотованої нержавіючої сталі.Корозійна стійкість деталей, оброблених таким чином, може бути знижена до такої міри, що вони можуть бути пошкоджені у ванні для пасивації.
Не використовуйте інструменти з чорних металів у не дуже чистих умовах майстерні.Сколів сталі можна уникнути, використовуючи твердосплавні або керамічні інструменти.
Майте на увазі, що у ванні пасивації може виникнути корозія, якщо деталь не була належним чином термічно оброблена.Мартенситні марки з високим вмістом вуглецю та хрому повинні бути загартовані для стійкості до корозії.
Пасивацію зазвичай проводять після наступного відпустки при температурах, що зберігають корозійну стійкість.
Не нехтуйте концентрацією азотної кислоти у ванні для пасивації.Періодичні перевірки слід проводити за допомогою простої процедури титрування, запропонованої Карпентером.Не пасивуйте більше однієї нержавіючої сталі одночасно.Це запобігає дорогій плутанині та запобігає гальванічним реакціям.
Про авторів: Террі А. ДеБолд — фахівець з досліджень і розробок сплавів нержавіючої сталі, а Джеймс В. Мартін — фахівець з металургії прутків у Carpenter Technology Corp.(Редінг, Пенсільванія).
Скільки це коштує?Скільки місця мені потрібно?З якими екологічними проблемами я зіткнуся?Наскільки крута крива навчання?Що саме таке анодування?Нижче – відповіді на початкові запитання майстрів про анодування салону.
Щоб отримати постійні високоякісні результати в процесі безцентрового шліфування, необхідно мати базове розуміння.Більшість проблем застосування, пов’язаних із безцентровим шліфуванням, виникають через відсутність розуміння основ.У цій статті пояснюється, чому працює безглуздий процес і як найбільш ефективно використовувати його у своїй майстерні.