Jy het bevestig dat die onderdele volgens spesifikasie vervaardig word. Maak nou seker dat jy stappe doen om hierdie onderdele te beskerm in die omgewing wat jou kliënte verwag. #basis
Passivering bly 'n belangrike stap in die maksimalisering van die korrosiebestandheid van onderdele en samestellings wat van vlekvrye staal vervaardig is. Dit kan die verskil maak tussen bevredigende werkverrigting en voortydige mislukking. Verkeerde passivering kan korrosie veroorsaak.
Passivering is 'n na-vervaardigingstegniek wat die inherente korrosiebestandheid van die vlekvrye staallegerings waarvan die werkstuk gemaak is, maksimeer. Dit is nie ontkalking of verf nie.
Daar is geen konsensus oor die presiese meganisme waardeur passivering werk nie. Maar dit is seker bekend dat daar 'n beskermende oksiedfilm op die oppervlak van gepassiveerde vlekvrye staal is. Hierdie onsigbare film word gesê uiters dun te wees, minder as 0.0000001 duim dik, wat ongeveer 1/100 000ste van die dikte van 'n menslike haar is!
'n Skoon, vars gemasjineerde, gepoleerde of gepekelde vlekvrye staalonderdeel sal outomaties hierdie oksiedfilm verkry as gevolg van blootstelling aan atmosferiese suurstof. Onder ideale toestande bedek hierdie beskermende oksiedlaag alle oppervlaktes van die onderdeel volledig.
In die praktyk kan kontaminante soos fabrieksvuil of ysterdeeltjies van snygereedskap egter tydens verwerking op die oppervlak van vlekvrye staalonderdele beland. Indien hierdie vreemde voorwerpe nie verwyder word nie, kan dit die doeltreffendheid van die oorspronklike beskermende film verminder.
Tydens bewerking kan spore van vry yster van die gereedskap verwyder word en na die oppervlak van die vlekvrye staalwerkstuk oorgedra word. In sommige gevalle kan 'n dun lagie roes op die onderdeel verskyn. Trouens, dit is die korrosie van die gereedskapstaal, nie die basismetaal nie. Soms kan krake van ingebedde staaldeeltjies van snygereedskap of hul korrosieprodukte die onderdeel self erodeer.
Net so kan klein deeltjies ysterhoudende metallurgiese vuil aan die oppervlak van die onderdeel kleef. Alhoewel die metaal in sy voltooide toestand glansend kan lyk, kan onsigbare deeltjies van vrye yster na blootstelling aan lug oppervlakroes veroorsaak.
Blootgestelde sulfiede kan ook 'n probleem wees. Hulle word gemaak deur swael by vlekvrye staal te voeg om die bewerkbaarheid te verbeter. Sulfiede verhoog die vermoë van die legering om skyfies tydens bewerking te vorm, wat heeltemal van die snygereedskap verwyder kan word. As onderdele nie behoorlik gepassiveer word nie, kan sulfiede die beginpunt word vir oppervlakkorrosie van industriële produkte.
In beide gevalle is passivering nodig om die natuurlike korrosiebestandheid van die vlekvrye staal te maksimeer. Dit verwyder oppervlakbesoedelingstowwe soos ysterdeeltjies en ysterdeeltjies in snygereedskap wat roes kan vorm of die beginpunt vir korrosie kan word. Passivering verwyder ook sulfiede wat op die oppervlak van oopgesnyde vlekvrye staallegerings voorkom.
'n Tweestapprosedure bied die beste korrosiebestandheid: 1. Skoonmaak, die hoofprosedure, maar soms verwaarloos 2. Suurbad of passivering.
Skoonmaak moet altyd 'n prioriteit wees. Oppervlaktes moet deeglik skoongemaak word van vet, koelmiddel of ander puin om optimale korrosiebestandheid te verseker. Masjienrommel of ander fabrieksvuil kan saggies van die onderdeel afgevee word. Kommersiële ontvetters of skoonmaakmiddels kan gebruik word om prosesolies of koelmiddels te verwyder. Vreemde voorwerpe soos termiese oksiede moet moontlik verwyder word deur metodes soos slyp of beits.
Soms kan die masjienoperateur basiese skoonmaak oorslaan, verkeerdelik glo dat skoonmaak en passivering gelyktydig sal plaasvind, bloot deur die geoliede onderdeel in 'n suurbad te dompel. Dit sal nie gebeur nie. Omgekeerd reageer besmette vet met suur om lugborrels te vorm. Hierdie borrels versamel op die werkstukoppervlak en belemmer passivering.
Nog erger, kontaminasie van passiveringsoplossings, wat soms hoë konsentrasies chloriede bevat, kan 'n "flits" veroorsaak. In teenstelling met die vervaardiging van die verlangde oksiedfilm met 'n blink, skoon, korrosiebestande oppervlak, kan flitsetsing lei tot ernstige etsing of swartwording van die oppervlak - 'n agteruitgang in die oppervlak wat passivering ontwerp is om te optimaliseer.
Martensitiese vlekvrye staalonderdele [magneties, matig korrosiebestand, vloeigrens tot ongeveer 280 duisend psi (1930 MPa)] word by hoë temperature geblus en dan getemper om die verlangde hardheid en meganiese eienskappe te verskaf. Presipitasie-geharde legerings (wat beter sterkte en korrosiebestandheid as martensitiese grade het) kan oplossingsbehandel word, gedeeltelik bewerk word, by laer temperature verouder word en dan afgewerk word.
In hierdie geval moet die onderdeel deeglik skoongemaak word met 'n ontvetter of skoonmaakmiddel voor hittebehandeling om enige spore van snyvloeistof te verwyder. Andersins kan koelmiddel wat op die onderdeel agterbly, oormatige oksidasie veroorsaak. Hierdie toestand kan veroorsaak dat duike op kleiner dele vorm na ontkalking met suur of skuurmetodes. As koelmiddel op blink verharde dele agterbly, soos in 'n vakuumoond of in 'n beskermende atmosfeer, kan oppervlakkarburisering plaasvind, wat lei tot verlies aan korrosiebestandheid.
Na deeglike skoonmaak kan vlekvrye staalonderdele in 'n passiveringssuurbad gedompel word. Enige van die drie metodes kan gebruik word – passivering met salpetersuur, passivering met salpetersuur met natriumdichromaat, en passivering met sitroensuur. Watter metode om te gebruik, hang af van die graad van vlekvrye staal en die gespesifiseerde aanvaardingskriteria.
Meer korrosiebestande nikkelchroomgrade kan gepassiveer word in 'n 20% (v/v) salpetersuurbad (Figuur 1). Soos in die tabel getoon, kan minder bestande vlekvrye staal gepassiveer word deur natriumdichromaat by 'n salpetersuurbad te voeg om die oplossing meer oksiderend te maak en 'n passiverende film op die metaaloppervlak te vorm. Nog 'n opsie om salpetersuur met natriumchromaat te vervang, is om die konsentrasie salpetersuur tot 50% per volume te verhoog. Beide die byvoeging van natriumdichromaat en die hoër konsentrasie salpetersuur verminder die waarskynlikheid van 'n ongewenste flits.
Die passiveringsprosedure vir bewerkbare vlekvrye staalsoorte (ook getoon in Fig. 1) verskil effens van die prosedure vir nie-bewerkbare vlekvrye staalgrade. Dit is omdat tydens passivering in 'n salpetersuurbad sommige of al die bewerkbare swaelbevattende sulfiede verwyder word, wat mikroskopiese inhomogeniteite op die oppervlak van die werkstuk skep.
Selfs normaalweg effektiewe waterwas kan oorblywende suur in hierdie diskontinuïteite na passivering laat. Hierdie suur sal die oppervlak van die onderdeel aanval indien dit nie geneutraliseer of verwyder word nie.
Vir doeltreffende passivering van maklik-bewerkbare vlekvrye staal het Carpenter die AAA (Alkaliese-Suur-Alkaliese) proses ontwikkel, wat oorblywende suur neutraliseer. Hierdie passiveringsmetode kan in minder as 2 uur voltooi word. Hier is die stap-vir-stap proses:
Na ontvetting, week onderdele vir 30 minute in 'n 5% natriumhidroksiedoplossing by 71°C tot 82°C (160°F tot 180°F). Spoel die onderdele dan deeglik in water af. Dompel die onderdeel dan vir 30 minute in 'n 20% (v/v) salpetersuuroplossing wat 22 g/l natriumdichromaat bevat by 49°C tot 60°C (120°F tot 140°F). Nadat die onderdeel uit die bad verwyder is, spoel dit met water af en dompel dit dan vir 30 minute in 'n natriumhidroksiedoplossing. Spoel die onderdeel weer met water af en droog dit af, en voltooi die AAA-metode.
Sitroensuurpassivering word toenemend gewild onder vervaardigers wat die gebruik van minerale sure of oplossings wat natriumdichromaat bevat, wil vermy, asook probleme met weggooi en verhoogde veiligheidskwessies wat met die gebruik daarvan verband hou. Sitroensuur word in alle opsigte as omgewingsvriendelik beskou.
Alhoewel sitroensuurpassivering aantreklike omgewingsvoordele bied, kan winkels wat sukses behaal het met anorganiese suurpassivering en geen veiligheidskwessies het nie, dalk die koers wil volhou. As hierdie gebruikers 'n skoon werkswinkel het, die toerusting in 'n goeie toestand en skoon is, die koelmiddel vry is van fabrieksysterafsettings, en die proses goeie resultate lewer, is daar dalk nie 'n werklike behoefte aan verandering nie.
Sitroensuurbadpassivering is nuttig gevind vir 'n wye reeks vlekvrye staal, insluitend verskeie individuele grade vlekvrye staal, soos getoon in Figuur 2. Vir gerief sluit Figuur 2.1 die tradisionele metode van passivering met salpetersuur in. Let daarop dat die ou salpetersuurformulerings as persentasies per volume uitgedruk word, terwyl die nuwe sitroensuurkonsentrasies as persentasies per massa uitgedruk word. Dit is belangrik om daarop te let dat wanneer hierdie prosedures uitgevoer word, 'n noukeurige balans van weektyd, badtemperatuur en konsentrasie van kritieke belang is om die "flikkering" wat hierbo beskryf word, te vermy.
Passivering wissel na gelang van die chroominhoud en verwerkingseienskappe van elke variëteit. Let op die kolomme vir óf Proses 1 óf Proses 2. Soos getoon in Figuur 3, het Proses 1 minder stappe as Proses 2.
Laboratoriumtoetse het getoon dat die sitroensuurpassiveringsproses meer geneig is tot "kook" as die salpetersuurproses. Faktore wat tot hierdie aanval bydra, sluit in te hoë badtemperatuur, te lang weektyd en badkontaminasie. Sitroensuur-gebaseerde produkte wat korrosie-inhibeerders en ander bymiddels soos benattingsmiddels bevat, is kommersieel beskikbaar en daar word berig dat dit die vatbaarheid vir "flitskorrosie" verminder.
Die finale keuse van passiveringsmetode sal afhang van die aanvaardingskriteria wat deur die kliënt gestel word. Sien ASTM A967 vir besonderhede. Dit kan verkry word by www.astm.org.
Toetse word dikwels uitgevoer om die oppervlak van gepassiveerde onderdele te evalueer. Die vraag wat beantwoord moet word, is: "Verwyder passivering vry yster en optimaliseer dit die korrosiebestandheid van legerings vir outomatiese sny?"
Dit is belangrik dat die toetsmetode ooreenstem met die klas wat geëvalueer word. Toetse wat te streng is, sal nie absoluut goeie materiaal slaag nie, terwyl toetse wat te swak is, onbevredigende dele sal slaag.
PH en maklik-bewerkbare 400-reeks vlekvrye staal word die beste geëvalueer in 'n kamer wat 100% humiditeit (monster nat) vir 24 uur teen 95°F (35°C) kan handhaaf. Die dwarssnit is dikwels die mees kritieke oppervlak, veral vir vrysnygrade. Een rede hiervoor is dat die sulfied in die masjienrigting oor hierdie oppervlak getrek word.
Kritieke oppervlaktes moet opwaarts geposisioneer word, maar teen 'n hoek van 15 tot 20 grade vanaf die vertikaal, om vogverlies toe te laat. Behoorlik gepassiveerde materiaal sal skaars roes, alhoewel klein kolle daarop kan verskyn.
Austenitiese vlekvrye staalgrade kan ook deur vogtoetsing geëvalueer word. In hierdie toets moet druppels water op die oppervlak van die monster teenwoordig wees, wat vry yster aandui deur die teenwoordigheid van enige roes.
Passiveringsprosedures vir algemeen gebruikte outomatiese en handmatige vlekvrye staal in sitroensuur- of salpetersuuroplossings vereis verskillende prosesse. Fig. 3 hieronder verskaf besonderhede oor proseskeuse.
(a) Pas die pH aan met natriumhidroksied. (b) Sien fig. 3(c) Na2Cr2O7 is 3 oz/gal (22 g/L) natriumdichromaat in 20% salpetersuur. 'n Alternatief vir hierdie mengsel is 50% salpetersuur sonder natriumdichromaat.
'n Vinniger benadering is om ASTM A380, Standaardpraktyk vir die Skoonmaak, Ontkalking en Passivering van Vlekvrye Staalonderdele, Toerusting en Stelsels, te gebruik. Die toets sluit in om die onderdeel met 'n kopersulfaat/swaelsuuroplossing af te vee, dit vir 6 minute nat te hou en die koperplatering waar te neem. Alternatiewelik kan die onderdeel vir 6 minute in die oplossing gedompel word. As yster oplos, vind koperplatering plaas. Hierdie toets is nie van toepassing op die oppervlaktes van voedselverwerkingsonderdele nie. Dit moet ook nie op 400-reeks martensitiese staal of lae chroom ferritiese staal gebruik word nie, aangesien vals positiewe resultate kan voorkom.
Histories is die 5% soutbespuitingstoets by 95°F (35°C) ook gebruik om gepassiveerde monsters te evalueer. Hierdie toets is te streng vir sommige kultivars en is oor die algemeen nie nodig om die doeltreffendheid van passivering te bevestig nie.
Vermy die gebruik van oortollige chloriede, wat gevaarlike opvlammings kan veroorsaak. Gebruik slegs hoë kwaliteit water met minder as 50 dele per miljoen (dpm) chloried waar moontlik. Kraanwater is gewoonlik voldoende, en in sommige gevalle kan dit tot etlike honderde dele per miljoen chloriede weerstaan.
Dit is belangrik om die bad gereeld te vervang sodat die passiveringspotensiaal nie verlore gaan nie, wat kan lei tot weerligstrale en skade aan onderdele. Die bad moet op die regte temperatuur gehou word, aangesien onbeheerde temperature gelokaliseerde korrosie kan veroorsaak.
Dit is belangrik om 'n baie spesifieke oplossingveranderingskedule tydens groot produksielopies te volg om die moontlikheid van kontaminasie te verminder. 'n Kontrolemonster is gebruik om die doeltreffendheid van die bad te toets. Indien die monster aangeval is, is dit tyd om die bad te vervang.
Let asseblief daarop dat sommige masjiene slegs vlekvrye staal produseer; gebruik dieselfde voorkeurkoelmiddel vir die sny van vlekvrye staal met die uitsluiting van alle ander metale.
Die DO-rakonderdele word afsonderlik gemasjineer om metaal-tot-metaal-kontak te vermy. Dit is veral belangrik vir vrybewerking van vlekvrye staal, aangesien maklik vloeiende passiverings- en spoeloplossings benodig word om sulfiedkorrosieprodukte te versprei en die vorming van suurpockets te voorkom.
Moenie gekarburiseerde of genitriedeerde vlekvrye staalonderdele passiveer nie. Die korrosiebestandheid van onderdele wat op hierdie manier behandel is, kan sodanig verminder word dat hulle in die passiveringsbad beskadig kan word.
Moenie ysterhoudende metaalgereedskap in werkswinkeltoestande gebruik wat nie besonder skoon is nie. Staalskyfies kan vermy word deur karbied- of keramiekgereedskap te gebruik.
Wees bewus daarvan dat korrosie in die passiveringsbad kan voorkom as die onderdeel nie behoorlik hittebehandel is nie. Martensitiese grade met 'n hoë koolstof- en chroominhoud moet verhard word vir korrosiebestandheid.
Passivering word gewoonlik uitgevoer na daaropvolgende tempering by temperature wat korrosiebestandheid handhaaf.
Moenie die konsentrasie van salpetersuur in die passiveringsbad afskeep nie. Periodieke kontroles moet gedoen word met behulp van die eenvoudige titrasieprosedure wat deur Carpenter voorgestel word. Moenie meer as een vlekvrye staal op 'n slag passiveer nie. Dit voorkom duur verwarring en galvaniese reaksies.
Oor die outeurs: Terry A. DeBold is 'n navorsings- en ontwikkelingspesialis in vlekvrye staallegerings en James W. Martin is 'n staafmetallurgiespesialis by Carpenter Technology Corp.(Reading, Pennsilvanië).
Hoeveel kos dit? Hoeveel spasie benodig ek? Watter omgewingskwessies sal ek in die gesig staar? Hoe steil is die leerkurwe? Wat presies is anodisering? Hieronder is die antwoorde op die aanvanklike vrae van die meesters oor die anodisering van die binnekant.
Om konsekwente, hoë kwaliteit resultate van die senterlose slypproses te verkry, vereis dit 'n basiese begrip. Die meeste van die toepassingsprobleme wat met senterlose slyp geassosieer word, spruit voort uit 'n gebrek aan begrip van die grondbeginsels. Hierdie artikel verduidelik waarom die breinlose proses werk en hoe om dit die doeltreffendste in jou werkswinkel te gebruik.