Вы пераканаліся, што дэталі апрацаваны ў адпаведнасці са спецыфікацыямі. Цяпер пераканайцеся, што вы прынялі меры для абароны гэтых дэталяў ва ўмовах, якіх чакаюць вашыя кліенты.#basic
Пасівацыя застаецца найважнейшым крокам у максімізацыі асноўнай каразійнай устойлівасці апрацаваных з нержавеючай сталі дэталяў і вузлоў. Яна можа зрабіць розніцу паміж здавальняючай прадукцыйнасцю і заўчасным выхадам з ладу. Пры няправільным выкананні пасівацыя сапраўды можа выклікаць карозію.
Пасівацыя - гэта метад пасля вырабу, які максімальна павышае ўласцівую каразійную ўстойлівасць сплаваў нержавеючай сталі, з якіх вырабляюць нарыхтоўку. Гэта не апрацоўка ачысткі ад накіпу і не лакафарбавае пакрыццё.
Няма агульнага меркавання аб дакладным механізме працы пасівацыі. Але вядома, што на паверхні пасіваванай нержавеючай сталі ёсць ахоўная аксідная плёнка. Мяркуецца, што гэтая нябачная плёнка надзвычай тонкая, таўшчынёй менш за 0,0000001 цалі, прыкладна ў 1/100 000 таўшчыні чалавечага воласа!
Чыстая, нядаўна апрацаваная, паліраваная або пратручваная дэталь з нержавеючай сталі аўтаматычна набывае гэтую аксідную плёнку з-за ўздзеяння атмасфернага кіслароду. У ідэальных умовах гэты ахоўны аксідны пласт цалкам пакрывае ўсе паверхні дэталі.
На практыцы, аднак, такія забруджвальныя рэчывы, як крамная бруд або часціцы жалеза ад рэжучых інструментаў, могуць пераходзіць на паверхню дэталяў з нержавеючай сталі падчас апрацоўкі. Калі гэтыя іншародныя целы не выдаліць, яны могуць знізіць эфектыўнасць арыгінальнай ахоўнай плёнкі.
У працэсе апрацоўкі невялікая колькасць вольнага жалеза можа сцірацца з інструмента і пераходзіць на паверхню нарыхтоўкі з нержавеючай сталі. У некаторых выпадках на дэталі можа з'явіцца тонкі пласт іржы. Гэта фактычна карозія сталі інструментам, а не асноўным металам. Часам шчыліны часціц сталі ад рэжучых інструментаў або іх прадуктаў карозіі могуць выклікаць эрозію самой дэталі.
Сапраўды гэтак жа дробныя часцінкі бруду ў чорных металах могуць прыліпаць да паверхні дэталі. Хоць метал можа выглядаць бліскучым у апрацаваным стане, пасля ўздзеяння паветра нябачныя часціцы вольнага жалеза могуць выклікаць іржу на паверхні.
Адкрытыя сульфіды таксама могуць быць праблемай. Яны ўзнікаюць у выніку дадання серы ў нержавеючую сталь для паляпшэння апрацоўваемасці. Сульфіды павялічваюць здольнасць сплаву ўтвараць стружку падчас механічнай апрацоўкі, якая можа цалкам адслойвацца ад рэжучага інструмента. Калі дэталі не пасівіраваны належным чынам, сульфіды могуць стаць адпраўной кропкай для карозіі паверхні вырабленых вырабаў.
У абодвух выпадках пасівацыя патрабуецца для максімальнага павышэння натуральнай каразійнай устойлівасці нержавеючай сталі. Яна выдаляе паверхневыя забруджванні, такія як часціцы бруду ў чорных металах і часціцы жалеза ў рэжучых інструментах, якія могуць утварыць іржу або стаць адпраўной кропкай для карозіі. Пасівацыя таксама выдаляе сульфіды, адкрытыя на паверхні сплаваў з нержавеючай сталі свабоднай рэзкі.
Двухэтапная працэдура забяспечвае найлепшую каразійную ўстойлівасць: 1. Ачыстка, асноўная працэдура, але часам ігнаруемая;2. Кіслотная ванна або пасівацыя.
Ачыстка заўсёды павінна быць прыярытэтам. Паверхні павінны быць старанна ачышчаны ад тлушчу, астуджальнай вадкасці або іншага вытворчага смецця для аптымальнай устойлівасці да карозіі. Абломкі машыннага абсталявання або іншы цэхавы бруд можна асцярожна выцерці з дэталяў. Для выдалення тэхналагічных алеяў або астуджальных вадкасцей можна выкарыстоўваць камерцыйныя абястлушчвальнікі або ачышчальнікі. Іншародныя рэчывы, такія як тэрмічныя аксіды, магчыма, прыйдзецца выдаліць такімі метадамі, як драбненне або траўленне.
Часам аператар станка можа прапусціць асноўную ачыстку, памылкова мяркуючы, што ачыстка і пасівацыя будуць адбывацца адначасова, проста апускаючы змазаную дэталь у кіслотную ванну. Гэтага не адбудзецца. І наадварот, забруджаная змазка рэагуе з кіслатой, утвараючы бурбалкі паветра. Гэтыя бурбалкі збіраюцца на паверхні нарыхтоўкі і перашкаджаюць пасівацыі.
Што яшчэ горш, забруджванне пасівацыйных раствораў, якія часам утрымліваюць высокія канцэнтрацыі хларыдаў, можа выклікаць «мігценне». У адрозненне ад атрымання жаданай аксіднай плёнкі з глянцавай, чыстай, устойлівай да карозіі паверхняй, флэш-тручэнне можа прывесці да моцна вытраўленай або пацямнелай паверхні — пагаршэння паверхні, для аптымізацыі якой прызначана пасівацыя.
Дэталі, вырабленыя з мартенсітнай нержавеючай сталі [магнітная, умерана ўстойлівая да карозіі, мяжа цякучасці прыкладна да 280 ksi (1930 МПа)] загартоўваюцца пры павышаных тэмпературах, а затым адпускаюцца для забеспячэння жаданай цвёрдасці і механічных уласцівасцей. Сплавы, якія паддаюцца асадкавай загартоўцы, якія маюць лепшую трываласць і каразійную стойкасць, чым мартэнсітныя сплавы, могуць падвяргацца апрацоўцы растворам, часткова механічнай апрацоўцы, старэнню пры больш нізкіх тэмпературах. тэмпературы, а затым скончыў.
У гэтым выпадку дэталь неабходна старанна ачысціць з дапамогай абястлушчвальніка або ачышчальніка, каб выдаліць любыя сляды смазочна-апрацоўчай вадкасці перад тэрмічнай апрацоўкай. У адваротным выпадку смазочна-апрацоўчая вадкасць, якая засталася на дэталі, можа выклікаць празмернае акісленне. Гэта можа прывесці да ўвагнутасці дэталяў нізкага памеру пасля выдалення накіпу кіслотнымі або абразіўнымі метадамі. можа адбыцца науглероживание, што прывядзе да страты ўстойлівасці да карозіі.
Пасля дбайнай ачысткі дэталі з нержавеючай сталі можна пагрузіць у пасівуючую кіслотную ванну. Можна выкарыстоўваць любы з трох метадаў - пасівацыю азотнай кіслатой, пасівацыю азотнай кіслатой з біхраматам натрыю і пасівацыю цытрынавай кіслатой. Які метад выкарыстоўваць, залежыць ад маркі нержавеючай сталі і вызначаных крытэрыяў прыняцця.
Хроманікелевыя маркі, больш устойлівыя да карозіі, можна пасіваваць у ванне з азотнай кіслатой 20% (аб'ём) (малюнак 1). Як паказана ў табліцы, менш устойлівую нержавеючую сталь можна пасіваваць, дадаўшы біхромат натрыю ў ванну з азотнай кіслатой, што робіць раствор больш акісляльным і здольны ўтвараць пасіўную плёнку на металічнай паверхні. Іншы варыянт замены азотнай кіслаты храматам натрыю - павялічыць канцэнтрацыю азоту. кіслаты да 50% па аб'ёме. Як даданне дихромата натрыю, так і больш высокая канцэнтрацыя азотнай кіслаты зніжаюць верагоднасць непажаданай ўспышкі.
Працэдура пасівацыі нержавеючай сталі са свабоднай механічнай апрацоўкай (таксама паказана на малюнку 1) некалькі адрозніваецца ад працэдуры для гатункаў нержавеючай сталі без свабоднай механічнай апрацоўкі. Гэта адбываецца таму, што падчас пасівацыі ў звычайнай ванне з азотнай кіслатой некаторыя або ўсе сульфіды, якія змяшчаюць серу, якія паддаюцца апрацоўцы, выдаляюцца, ствараючы мікраскапічныя разрывы на паверхні апрацаванай дэталі.
Нават звычайнае эфектыўнае прамыванне вадой можа пакінуць рэшткі кіслаты ў гэтых разрывах пасля пасівацыі. Затым гэтая кіслата будзе атакаваць паверхню дэталі, калі яе не нейтралізаваць або выдаліць.
Для эфектыўнай пасівацыі нержавеючай сталі, якая лёгка апрацоўваецца, Carpenter распрацаваў працэс AAA (шчолач-кіслата-шчолач), які нейтралізуе рэшткі кіслаты. Гэты метад пасівацыі можа быць выкананы менш чым за 2 гадзіны. Вось пакрокавы працэс:
Пасля абястлушчвання замочыце дэталі ў 5% растворы гідраксіду натрыю пры тэмпературы ад 160°F да 180°F (71°C да 82°C) на 30 хвілін. Затым старанна прамыйце дэталі ў вадзе. Затым апусціце дэталі на 30 хвілін у 20% (аб'ём) раствор азотнай кіслаты, які змяшчае 3 унцыі/гал (22 г/л) біхрамату натрыю пры 12 ад 0°F да 140°F (49°C) да 60°C).Выняўшы дэталь з ванны, прамыйце яе вадой, а потым апусціце ў раствор гідраксіду натрыю яшчэ на 30 хвілін. Зноў прамыйце дэталь вадой і высушыце, завяршыўшы метад ААА.
Пасівацыя цытрынавай кіслатой становіцца ўсё больш папулярнай сярод вытворцаў, якія жадаюць пазбягаць выкарыстання мінеральных кіслот або раствораў, якія змяшчаюць бихромат натрыю, а таксама праблем з утылізацыяй і большай бяспекі, звязаных з іх выкарыстаннем. Цытрынавая кіслата лічыцца экалагічна чыстай ва ўсіх адносінах.
У той час як пасівацыя цытрынавай кіслатой дае прывабныя экалагічныя перавагі, крамы, якія дасягнулі поспеху з пасівацыяй неарганічнай кіслатой і не маюць праблем з бяспекай, могуць захацець застацца на гэтым шляху. Калі гэтыя карыстальнікі маюць чысты цэх, дагледжанае і чыстае абсталяванне, астуджальную вадкасць без забруджванняў жалезам і працэс, які дае добрыя вынікі, рэальнай неабходнасці ў зменах можа не быць.
Было прызнана, што пасівацыя ў ванне з цытрынавай кіслатой карысная для шырокага дыяпазону нержавеючай сталі, у тым ліку для некалькіх асобных гатункаў нержавеючай сталі, як паказана на малюнку 2. Для зручнасці ўключаны традыцыйны метад пасівацыі азотнай кіслатой на малюнку 1. Звярніце ўвагу, што старыя склады азотнай кіслаты выражаюцца ў аб'ёмных працэнтах, а новыя канцэнтрацыі цытрынавай кіслаты выражаюцца ў працэнтах па вазе. Важна адзначыць, што пры выкананні гэтых працэдур неабходна старанна збалансаваць час замочвання, тэмпература ванны і канцэнтрацыя маюць вырашальнае значэнне, каб пазбегнуць «міргання», апісанага раней.
Апрацоўка пасівацыі вар'іруецца ў залежнасці ад утрымання хрому і характарыстык апрацоўкі кожнай маркі. Звярніце ўвагу на слупкі, якія спасылаюцца на Працэс 1 або Працэс 2. Як паказана на малюнку 3, Працэс 1 уключае менш этапаў, чым Працэс 2.
Лабараторныя выпрабаванні паказалі, што працэс пасівацыі цытрынавай кіслатой больш схільны да «ўспышкі», чым працэс азотнай кіслаты. Фактары, якія спрыяюць гэтай атацы, уключаюць занадта высокую тэмпературу ванны, занадта доўгі час замочвання і забруджванне ванны. Прадукты цытрынавай кіслаты, якія змяшчаюць інгібітары карозіі і іншыя дабаўкі, такія як змочвальнікі, даступныя ў продажы і, як паведамляецца, зніжаюць успрымальнасць да «ўспышкі карозіі».
Канчатковы выбар метаду пасівацыі будзе залежаць ад крытэрыяў прыняцця, устаноўленых заказчыкам. Падрабязнасці гл. ASTM A967. Доступ да яго можна атрымаць на сайце www.astm.org.
Часта праводзяцца выпрабаванні для ацэнкі паверхні пасіваваных дэталяў. Пытанне, на якое трэба адказаць: «Ці выдаляе пасівацыя свабоднае жалеза і аптымізуе ўстойлівасць да карозіі марак свабоднай рэзкі?»
Важна, каб метад тэсціравання адпавядаў ацэньваемай адзнакі. Занадта строгія тэсты не вытрымліваюць цалкам добрыя матэрыялы, а занадта свабодныя тэсты будуць праходзіць нездавальняюча.
Дыспансерная загартоўка серыі 400 і нержавеючая сталь для свабоднай апрацоўкі лепш за ўсё ацэньваюцца ў шафе, здольнай падтрымліваць 100% вільготнасць (узор вільготны) на працягу 24 гадзін пры тэмпературы 95°F (35°C). Папярочны перасек часта з'яўляецца найбольш важнай паверхняй, асабліва для марак свабоднай рэзкі. Адной з прычын гэтага з'яўляецца тое, што сульфід выцягнуты ў машынным кірунку, перасякаючы гэтую паверхню.
Важныя паверхні трэба размяшчаць уверх, але пад вуглом ад 15 да 20 градусаў ад вертыкалі, каб улічыць страту вільгаці. Правільна пасіваваны матэрыял амаль не будзе ржавець, хоць на ім могуць быць невялікія плямы.
Маркі аўстэнітнай нержавеючай сталі можна таксама ацаніць шляхам выпрабаванняў на вільготнасць. Пры такім выпрабаванні на паверхні ўзору павінны прысутнічаць кропелькі вады, што сведчыць аб наяўнасці іржы ў выглядзе вольнага жалеза.
Працэдуры пасівацыі звычайна выкарыстоўванай нержавеючай сталі свабоднай рэзкі і нержавеючай сталі ў растворах цытрынавай або азотнай кіслаты патрабуюць розных працэсаў. На малюнку 3 ніжэй прадстаўлены падрабязныя звесткі аб выбары працэсу.
(a) Адрэгулюйце pH з дапамогай гідраксіду натрыю. (b) Глядзіце малюнак 3 (c) Na2Cr2O7 уяўляе сабой 3 унцыі/галон (22 г/л) біхрамату натрыю ў 20% азотнай кіслаце. Альтэрнатывай гэтай сумесі з'яўляецца 50% азотная кіслата без біхрамату натрыю
Больш хуткі метад заключаецца ў выкарыстанні раствора ў ASTM A380, «Стандартная практыка ачысткі, выдалення накіпу і пасіўацыі дэталяў, абсталявання і сістэм з нержавеючай сталі». Тэст складаецца з працірання дэталі растворам меднага купарваса/сернай кіслаты, утрымання ў вільготным стане на працягу 6 хвілін і назірання за медненнем. У якасці альтэрнатывы дэталь можна пагрузіць у раствор на 6 хвілін. Калі прас раствараецца, адбываецца медненне. Гэты тэст не прымяняецца да паверхняў дэталяў харчовай прамысловасці. Акрамя таго, яго нельга выкарыстоўваць для мартэнсітных сталей або ферытных сталей з нізкім утрыманнем хрому серыі 400, бо могуць быць прытворнададатныя вынікі.
Гістарычна склалася так, што для ацэнкі пасіваваных узораў таксама выкарыстоўваўся тэст з 5% солевым туманам пры тэмпературы 95°F (35°C). Гэты тэст занадта строгі для некаторых гатункаў і звычайна не патрабуецца для пацверджання эфектыўнасці пасівацыі.
Пазбягайце празмернага выкарыстання хларыдаў, якія могуць выклікаць шкодныя ўспышкі. Калі магчыма, выкарыстоўвайце толькі высакаякасную ваду з менш чым 50 часткамі на мільён (праміле) хларыду. Вады з-пад крана звычайна дастаткова, і ў некаторых выпадках яна можа вытрымліваць да некалькіх сотняў праміле хларыду.
Важна рэгулярна замяняць ванну, каб не страціць патэнцыял пасівацыі, што можа прывесці да ўдару маланкі і пашкоджання дэталяў. Ванна павінна падтрымлівацца пры належнай тэмпературы, паколькі высокая тэмпература можа выклікаць лакальную карозію.
Важна падтрымліваць вельмі канкрэтны графік змены раствора падчас інтэнсіўных вытворчых цыклаў, каб звесці да мінімуму магчымасць заражэння. Кантрольны ўзор быў выкарыстаны для праверкі эфектыўнасці ванны. Калі ўзор атакаваны, прыйшоў час замяніць ванну.
Калі ласка, укажыце, што некаторыя машыны вырабляюць толькі нержавеючую сталь;выкарыстоўваць тую ж пераважную астуджальную вадкасць для рэзкі нержавеючай сталі, за выключэннем усіх іншых металаў.
Дэталі стойкі DO апрацоўваюцца асобна, каб пазбегнуць кантакту метал з металам. Гэта асабліва важна для свабоднай апрацоўкі нержавеючай сталі, паколькі для рассейвання сульфідных прадуктаў карозіі і прадухілення ўтварэння кіслотных кішэняў патрабуюцца сыпкія растворы для пасівацыі і прамывання.
Не пасівуйце дэталі з науглероживаемой або азотаванай нержавеючай сталі. Устойлівасць да карозіі частак, апрацаваных такім чынам, можа быць зніжана да такой ступені, што яны падвергнуцца ўздзеянню ў ванне пасівацыі.
Не выкарыстоўвайце інструменты з чорных металаў у асяроддзі майстэрні, дзе няма асаблівай чысціні. Сталёвага пяску можна пазбегнуць, выкарыстоўваючы цвёрдасплаўныя або керамічныя інструменты.
Не забывайце, што карозія можа адбыцца ў ванне пасівацыі, калі дэталь не падвяргаецца належнай тэрмічнай апрацоўцы. Мартэнсітныя маркі з высокім утрыманнем вугляроду і хрому павінны быць загартаваны для ўстойлівасці да карозіі.
Пасівацыю звычайна праводзяць пасля наступнай загартоўкі з выкарыстаннем тэмператур, якія падтрымліваюць каразійную ўстойлівасць.
Не ігнаруйце канцэнтрацыю азотнай кіслаты ў пасівацыйнай ванне. Неабходна праводзіць перыядычныя праверкі з дапамогай простай працэдуры тытравання, прадстаўленай Carpenter. Не пасівуйце больш за адну нержавеючую сталь адначасова. Гэта прадухіляе дарагую блытаніну і пазбягае гальванічных рэакцый.
Пра аўтараў: Тэры А. Дэболд - спецыяліст па даследаваннях і распрацоўках сплаваў нержавеючай сталі, а Джэймс У. Марцін - металург па прутках у Carpenter Technology Corp. (Рэдынг, Пенсільванія).
У свеце ўсё больш жорсткіх спецыфікацый аздаблення паверхні простыя вымярэнні «шурпатасці» па-ранейшаму карысныя. Давайце паглядзім, чаму вымярэнне паверхні важна і як гэта можна праверыць на падлозе цэха з дапамогай складаных партатыўных манометраў.
Вы ўпэўнены, што ў вас лепшая ўстаўка для гэтай такарнай аперацыі? Праверце чып, асабліва калі яго пакінуць без нагляду. Характарыстыкі чыпа могуць сказаць вам многае.