Bạn đã xác minh rằng các bộ phận được sản xuất theo thông số kỹ thuật.Giờ hãy đảm bảo rằng bạn thực hiện các bước để bảo vệ các bộ phận này trong môi trường mà khách hàng của bạn mong đợi.#căn cứ
Thụ động hóa vẫn là một bước quan trọng trong việc tối đa hóa khả năng chống ăn mòn của các bộ phận và cụm lắp ráp được gia công từ thép không gỉ.Điều này có thể tạo ra sự khác biệt giữa hiệu suất đạt yêu cầu và sự thất bại sớm.Thụ động hóa không chính xác có thể gây ra sự ăn mòn.
Thụ động hóa là một kỹ thuật sau chế tạo giúp tối đa hóa khả năng chống ăn mòn vốn có của hợp kim thép không gỉ mà từ đó phôi được tạo ra.Đây không phải là tẩy cặn hoặc sơn.
Không có sự đồng thuận về cơ chế chính xác mà sự thụ động hóa hoạt động.Nhưng người ta biết chắc chắn rằng có một lớp màng oxit bảo vệ trên bề mặt thép không gỉ thụ động.Lớp màng vô hình này được cho là cực kỳ mỏng, dày chưa đến 0,0000001 inch, tức là bằng khoảng 1/100.000 độ dày của sợi tóc người!
Một bộ phận bằng thép không gỉ sạch, mới được gia công, đánh bóng hoặc ngâm sẽ tự động thu được màng oxit này do tiếp xúc với oxy trong khí quyển.Trong điều kiện lý tưởng, lớp oxit bảo vệ này bao phủ hoàn toàn tất cả các bề mặt của bộ phận.
Tuy nhiên, trên thực tế, các chất gây ô nhiễm như bụi bẩn nhà máy hoặc hạt sắt từ dụng cụ cắt có thể bám trên bề mặt của các bộ phận bằng thép không gỉ trong quá trình gia công.Nếu không được loại bỏ, những dị vật này có thể làm giảm hiệu quả của lớp màng bảo vệ ban đầu.
Trong quá trình gia công, các vết sắt tự do có thể được loại bỏ khỏi dụng cụ và chuyển sang bề mặt của phôi thép không gỉ.Trong một số trường hợp, một lớp gỉ mỏng có thể xuất hiện trên bộ phận.Trên thực tế, đây là sự ăn mòn của thép dụng cụ chứ không phải kim loại cơ bản.Đôi khi các vết nứt từ các hạt thép nhúng từ dụng cụ cắt hoặc các sản phẩm ăn mòn của chúng có thể ăn mòn chính bộ phận đó.
Tương tự như vậy, các hạt bụi bẩn luyện kim màu nhỏ có thể bám vào bề mặt của bộ phận.Mặc dù kim loại có vẻ bóng loáng ở trạng thái hoàn thiện, nhưng sau khi tiếp xúc với không khí, các hạt sắt tự do không nhìn thấy được có thể gây gỉ bề mặt.
Sunfua tiếp xúc cũng có thể là một vấn đề.Chúng được tạo ra bằng cách thêm lưu huỳnh vào thép không gỉ để cải thiện khả năng gia công.Sunfua làm tăng khả năng hình thành phoi của hợp kim trong quá trình gia công, có thể được loại bỏ hoàn toàn khỏi dụng cụ cắt.Nếu các bộ phận không được thụ động hóa đúng cách, sulfua có thể trở thành điểm khởi đầu cho sự ăn mòn bề mặt của các sản phẩm công nghiệp.
Trong cả hai trường hợp, cần phải thụ động hóa để tối đa hóa khả năng chống ăn mòn tự nhiên của thép không gỉ.Nó loại bỏ các chất gây ô nhiễm bề mặt như hạt sắt và hạt sắt trong dụng cụ cắt có thể hình thành rỉ sét hoặc trở thành điểm khởi đầu cho sự ăn mòn.Quá trình thụ động hóa cũng loại bỏ sunfua được tìm thấy trên bề mặt của các hợp kim thép không gỉ được cắt hở.
Quy trình gồm hai bước mang lại khả năng chống ăn mòn tốt nhất: 1. Làm sạch, quy trình chính, nhưng đôi khi bị bỏ quên 2. Ngâm axit hoặc thụ động hóa.
Làm sạch phải luôn luôn là một ưu tiên.Bề mặt phải được làm sạch hoàn toàn dầu mỡ, chất làm mát hoặc các mảnh vụn khác để đảm bảo khả năng chống ăn mòn tối ưu.Các mảnh vụn gia công hoặc bụi bẩn khác của nhà máy có thể được lau nhẹ nhàng khỏi bộ phận.Chất tẩy nhờn hoặc chất tẩy rửa thương mại có thể được sử dụng để loại bỏ dầu xử lý hoặc chất làm mát.Vật chất lạ như oxit nhiệt có thể cần được loại bỏ bằng các phương pháp như mài hoặc tẩy.
Đôi khi người vận hành máy có thể bỏ qua quá trình làm sạch cơ bản, lầm tưởng rằng quá trình làm sạch và thụ động hóa sẽ xảy ra đồng thời, chỉ đơn giản bằng cách ngâm bộ phận đã được bôi dầu vào bể axit.No se không xảy ra.Ngược lại, dầu mỡ bị ô nhiễm phản ứng với axit để tạo thành bọt khí.Những bong bóng này tích tụ trên bề mặt phôi và cản trở quá trình thụ động hóa.
Tệ hơn nữa, sự nhiễm bẩn của dung dịch thụ động hóa, đôi khi chứa nồng độ clorua cao, có thể gây ra hiện tượng “chớp nhoáng”.Trái ngược với việc tạo ra màng oxit mong muốn với bề mặt sáng bóng, sạch sẽ, chống ăn mòn, quá trình ăn mòn nhanh có thể dẫn đến hiện tượng ăn mòn nghiêm trọng hoặc làm đen bề mặt—sự xuống cấp của bề mặt mà quá trình thụ động hóa được thiết kế để tối ưu hóa.
Các bộ phận bằng thép không gỉ Martensitic [có từ tính, chống ăn mòn vừa phải, cường độ năng suất lên tới khoảng 280 nghìn psi (1930 MPa)] được tôi ở nhiệt độ cao và sau đó được tôi luyện để mang lại độ cứng và tính chất cơ học mong muốn.Các hợp kim cứng kết tủa (có độ bền và khả năng chống ăn mòn tốt hơn các loại martensitic) có thể được xử lý bằng dung dịch, gia công một phần, già hóa ở nhiệt độ thấp hơn và sau đó hoàn thiện.
Trong trường hợp này, bộ phận phải được làm sạch hoàn toàn bằng chất tẩy nhờn hoặc chất tẩy rửa trước khi xử lý nhiệt để loại bỏ bất kỳ dấu vết nào của chất lỏng cắt.Nếu không, chất làm mát còn lại trên bộ phận có thể gây ra quá trình oxy hóa quá mức.Tình trạng này có thể gây ra các vết lõm hình thành trên các bộ phận nhỏ hơn sau khi tẩy cặn bằng axit hoặc các phương pháp mài mòn.Nếu chất làm mát còn sót lại trên các bộ phận cứng sáng bóng, chẳng hạn như trong lò chân không hoặc trong môi trường bảo vệ, quá trình thấm cacbon bề mặt có thể xảy ra, dẫn đến mất khả năng chống ăn mòn.
Sau khi làm sạch kỹ lưỡng, các bộ phận bằng thép không gỉ có thể được ngâm trong dung dịch axit thụ động.Có thể sử dụng bất kỳ phương pháp nào trong ba phương pháp - thụ động hóa bằng axit nitric, thụ động hóa bằng axit nitric với natri dicromat và thụ động hóa bằng axit xitric.Việc sử dụng phương pháp nào phụ thuộc vào loại thép không gỉ và các tiêu chí chấp nhận được chỉ định.
Các loại crom niken chống ăn mòn cao hơn có thể được thụ động hóa trong dung dịch axit nitric 20% (v/v) (Hình 1).Như thể hiện trong bảng, thép không gỉ có độ bền kém hơn có thể được thụ động hóa bằng cách thêm natri dicromat vào dung dịch axit nitric để làm cho dung dịch có tính oxy hóa cao hơn và có thể tạo màng thụ động hóa trên bề mặt kim loại.Một lựa chọn khác để thay thế axit nitric bằng natri cromat là tăng nồng độ axit nitric lên 50% theo thể tích.Cả việc bổ sung natri dicromat và nồng độ axit nitric cao hơn đều làm giảm khả năng xảy ra tia chớp không mong muốn.
Quy trình thụ động hóa đối với thép không gỉ có thể gia công (cũng được hiển thị trong Hình 1) hơi khác so với quy trình đối với các loại thép không gỉ không thể gia công.Điều này là do trong quá trình thụ động hóa trong dung dịch axit nitric, một số hoặc tất cả các sunfua có chứa lưu huỳnh có thể gia công được loại bỏ, tạo ra sự không đồng nhất cực nhỏ trên bề mặt phôi.
Ngay cả việc rửa nước hiệu quả bình thường cũng có thể để lại axit dư trong các điểm gián đoạn này sau khi thụ động hóa.Axit này sẽ tấn công bề mặt của bộ phận nếu không được trung hòa hoặc loại bỏ.
Để thụ động hóa hiệu quả thép không gỉ dễ gia công, Carpenter đã phát triển quy trình AAA (Kiềm-Axit-Kiềm), giúp trung hòa axit dư.Phương pháp thụ động này có thể được hoàn thành trong vòng chưa đầy 2 giờ.Đây là quá trình từng bước:
Sau khi tẩy dầu mỡ, ngâm các bộ phận trong dung dịch natri hydroxit 5% ở 160°F đến 180°F (71°C đến 82°C) trong 30 phút.Sau đó rửa kỹ các bộ phận trong nước.Sau đó ngâm bộ phận này trong 30 phút trong dung dịch axit nitric 20% (v/v) chứa 3 oz/gal (22 g/l) natri dicromat ở 120°F đến 140°F (49°C) đến 60°C.) Sau khi lấy bộ phận ra khỏi bồn tắm, rửa sạch bằng nước, sau đó ngâm bộ phận đó vào dung dịch natri hydroxit trong 30 phút.Rửa sạch bộ phận một lần nữa bằng nước và lau khô, hoàn thành phương pháp AAA.
Quá trình thụ động hóa axit xitric ngày càng trở nên phổ biến với các nhà sản xuất muốn tránh sử dụng axit vô cơ hoặc dung dịch có chứa natri dicromat, cũng như các vấn đề về xử lý và gia tăng mối lo ngại về an toàn liên quan đến việc sử dụng chúng.Axit citric được coi là thân thiện với môi trường ở mọi khía cạnh.
Mặc dù quá trình thụ động hóa axit citric mang lại những lợi ích hấp dẫn về môi trường, nhưng các cửa hàng đã thành công với quá trình thụ động hóa axit vô cơ và không có mối lo ngại nào về an toàn có thể muốn tiếp tục quá trình này.Nếu những người dùng này có cửa hàng sạch sẽ, thiết bị ở trong tình trạng tốt và sạch sẽ, chất làm mát không có cặn sắt do nhà máy sản xuất và quy trình đang tạo ra kết quả tốt, thì có thể không cần thay đổi thực sự.
Thụ động hóa dung dịch axit xitric đã được chứng minh là hữu ích đối với nhiều loại thép không gỉ, bao gồm một số loại thép không gỉ riêng lẻ, như thể hiện trong Hình 2. Để thuận tiện, Hình 2. 1 bao gồm phương pháp thụ động hóa truyền thống bằng axit nitric.Lưu ý rằng công thức axit nitric cũ được biểu thị bằng phần trăm thể tích, trong khi nồng độ axit xitric mới được biểu thị bằng phần trăm khối lượng.Điều quan trọng cần lưu ý là khi thực hiện các quy trình này, cần cân bằng cẩn thận thời gian ngâm, nhiệt độ ngâm và nồng độ để tránh hiện tượng “chớp nháy” được mô tả ở trên.
Sự thụ động hóa khác nhau tùy thuộc vào hàm lượng crom và đặc điểm xử lý của từng loại.Lưu ý các cột cho Quy trình 1 hoặc Quy trình 2. Như được hiển thị trong Hình 3, Quy trình 1 có ít bước hơn Quy trình 2.
Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đã chỉ ra rằng quy trình thụ động hóa axit xitric dễ bị “sôi” hơn quy trình axit nitric.Các yếu tố góp phần vào cuộc tấn công này bao gồm nhiệt độ tắm quá cao, thời gian ngâm quá lâu và nhiễm bẩn trong bồn tắm.Các sản phẩm dựa trên axit citric có chứa chất ức chế ăn mòn và các chất phụ gia khác như chất làm ẩm có sẵn trên thị trường và được báo cáo là làm giảm tính nhạy cảm của "ăn mòn nhanh".
Lựa chọn cuối cùng của phương pháp thụ động hóa sẽ phụ thuộc vào các tiêu chí chấp nhận do khách hàng đặt ra.Xem tiêu chuẩn ASTM A967 để biết chi tiết.Nó có thể được truy cập tại www.astm.org.
Các thử nghiệm thường được thực hiện để đánh giá bề mặt của các bộ phận thụ động.Câu hỏi cần được trả lời là “Liệu quá trình thụ động hóa có loại bỏ sắt tự do và tối ưu hóa khả năng chống ăn mòn của hợp kim để cắt tự động không?”
Điều quan trọng là phương pháp kiểm tra phù hợp với lớp được đánh giá.Các bài kiểm tra quá nghiêm ngặt sẽ không vượt qua những tài liệu tốt tuyệt đối, trong khi những bài kiểm tra quá yếu sẽ vượt qua những phần không đạt yêu cầu.
PH và thép không gỉ dòng 400 dễ gia công được đánh giá tốt nhất trong buồng có khả năng duy trì độ ẩm 100% (mẫu ướt) trong 24 giờ ở 95°F (35°C).Mặt cắt ngang thường là bề mặt quan trọng nhất, đặc biệt đối với các loại cắt tự do.Một lý do cho điều này là sunfua được kéo theo hướng máy trên bề mặt này.
Các bề mặt quan trọng nên được đặt hướng lên trên, nhưng ở một góc từ 15 đến 20 độ so với phương thẳng đứng, để cho phép thoát hơi ẩm.Vật liệu được thụ động hóa đúng cách sẽ khó bị rỉ sét, mặc dù các đốm nhỏ có thể xuất hiện trên đó.
Các loại thép không gỉ Austenitic cũng có thể được đánh giá bằng cách kiểm tra độ ẩm.Trong thử nghiệm này, các giọt nước phải có trên bề mặt của mẫu thử, cho thấy sắt tự do có bất kỳ vết gỉ nào.
Các quy trình thụ động hóa thép không gỉ tự động và thủ công thường được sử dụng trong dung dịch axit xitric hoặc axit nitric đòi hỏi các quy trình khác nhau.Trên hình.3 bên dưới cung cấp chi tiết về lựa chọn quy trình.
(a) Điều chỉnh độ pH bằng natri hydroxit.(b) Xem hình.3(c) Na2Cr2O7 là 3 oz/gal (22 g/L) natri dicromat trong axit nitric 20%.Một chất thay thế cho hỗn hợp này là axit nitric 50% không có natri dicromat.
Một cách tiếp cận nhanh hơn là sử dụng tiêu chuẩn ASTM A380, Thực hành tiêu chuẩn để làm sạch, tẩy cặn và thụ động hóa các bộ phận, thiết bị và hệ thống bằng thép không gỉ.Thử nghiệm bao gồm lau bộ phận bằng dung dịch đồng sunfat/axit sunfuric, giữ ẩm trong 6 phút và quan sát lớp mạ đồng.Ngoài ra, phần có thể được ngâm trong dung dịch trong 6 phút.Nếu sắt hòa tan, lớp mạ đồng xảy ra.Phép thử này không áp dụng cho bề mặt của các bộ phận chế biến thực phẩm.Ngoài ra, nó không nên được sử dụng trên thép martensitic sê-ri 400 hoặc thép ferritic có hàm lượng crôm thấp vì có thể xảy ra kết quả dương tính giả.
Trước đây, thử nghiệm phun muối 5% ở 95°F (35°C) cũng đã được sử dụng để đánh giá các mẫu thụ động.Thử nghiệm này quá nghiêm ngặt đối với một số giống cây trồng và thường không bắt buộc phải xác nhận tính hiệu quả của quá trình thụ động hóa.
Tránh sử dụng clorua dư thừa, có thể gây bùng phát nguy hiểm.Chỉ sử dụng nước chất lượng cao với ít hơn 50 phần triệu (ppm) clorua bất cứ khi nào có thể.Nước máy thường là đủ, và trong một số trường hợp, nó có thể chịu được tới vài trăm phần triệu clorua.
Điều quan trọng là phải thay bồn tắm thường xuyên để không làm mất khả năng thụ động, có thể dẫn đến sét đánh và hư hỏng các bộ phận.Bể phải được duy trì ở nhiệt độ thích hợp, vì nhiệt độ không được kiểm soát có thể gây ăn mòn cục bộ.
Điều quan trọng là phải tuân theo một lịch trình thay đổi dung dịch rất cụ thể trong quá trình sản xuất lớn để giảm thiểu khả năng nhiễm bẩn.Một mẫu đối chứng đã được sử dụng để kiểm tra hiệu quả của bể tắm.Nếu mẫu vật đã bị tấn công, đã đến lúc thay thế bồn tắm.
Xin lưu ý rằng một số máy chỉ sản xuất thép không gỉ;sử dụng cùng một chất làm mát ưu tiên để cắt thép không gỉ để loại trừ tất cả các kim loại khác.
Các bộ phận của giá đỡ DO được gia công riêng biệt để tránh tiếp xúc kim loại với kim loại.Điều này đặc biệt quan trọng đối với gia công tự do thép không gỉ, vì các dung dịch thụ động và xả dễ chảy được yêu cầu để khuếch tán các sản phẩm ăn mòn sunfua và ngăn chặn sự hình thành các túi axit.
Không thụ động hóa các bộ phận bằng thép không gỉ được thấm cacbon hoặc thấm nitơ.Khả năng chống ăn mòn của các bộ phận được xử lý theo cách này có thể giảm đến mức chúng có thể bị hỏng trong bể thụ động hóa.
Không sử dụng các dụng cụ bằng kim loại đen trong điều kiện nhà xưởng không đặc biệt sạch sẽ.Có thể tránh phoi thép bằng cách sử dụng các dụng cụ bằng cacbua hoặc gốm.
Xin lưu ý rằng sự ăn mòn có thể xảy ra trong bể ngâm thụ động nếu bộ phận không được xử lý nhiệt đúng cách.Các loại Martensitic có hàm lượng carbon và crom cao phải được làm cứng để chống ăn mòn.
Quá trình thụ động hóa thường được thực hiện sau quá trình ủ tiếp theo ở nhiệt độ duy trì khả năng chống ăn mòn.
Đừng bỏ qua nồng độ axit nitric trong bể thụ động.Nên kiểm tra định kỳ bằng cách sử dụng quy trình chuẩn độ đơn giản do Carpenter đề xuất.Không thụ động hóa nhiều loại thép không gỉ cùng một lúc.Điều này ngăn ngừa sự nhầm lẫn tốn kém và ngăn chặn các phản ứng điện.
Giới thiệu về các tác giả: Terry A. DeBold là Chuyên gia R&D Hợp kim thép không gỉ và James W. Martin là Chuyên gia luyện kim thanh tại Carpenter Technology Corp.(Đọc, Pennsylvania).
cái này giá bao nhiêu?Tôi cần bao nhiêu không gian?Tôi sẽ phải đối mặt với những vấn đề môi trường nào?Làm thế nào dốc là đường cong học tập?Anodizing chính xác là gì?Dưới đây là câu trả lời cho các câu hỏi ban đầu của các bậc thầy về anodizing nội thất.
Để có được kết quả chất lượng cao, nhất quán từ quy trình mài không tâm đòi hỏi sự hiểu biết cơ bản.Hầu hết các vấn đề ứng dụng liên quan đến mài không tâm phát sinh từ việc thiếu hiểu biết về các nguyên tắc cơ bản.Bài viết này giải thích lý do tại sao quy trình không suy nghĩ hoạt động và cách sử dụng nó hiệu quả nhất trong hội thảo của bạn.