Us heu assegurat que les peces estan mecanitzades segons les especificacions. Ara, assegureu-vos que heu pres les mesures per protegir aquestes peces en les condicions que els vostres clients esperen.#basic
La passivació continua sent un pas crític per maximitzar la resistència bàsica a la corrosió de peces i conjunts mecanitzats inoxidables. Pot marcar la diferència entre un rendiment satisfactori i una fallada prematura. Si s'executa incorrectament, la passivació pot causar corrosió.
La passivació és un mètode de post-fabricació que maximitza la resistència a la corrosió inherent dels aliatges d'acer inoxidable que produeixen la peça de treball. No és un tractament de descalcificació, ni és un recobriment de pintura.
No hi ha un consens general sobre el mecanisme precís de com funciona la passivació. Però és cert que hi ha una pel·lícula d'òxid protectora a la superfície de l'acer inoxidable passivat. Es creu que aquesta pel·lícula invisible és extremadament prima, menys de 0,0000001 polzada de gruix, aproximadament 1/100.000 del gruix d'un cabell humà!
Una peça d'acer inoxidable neta, recentment mecanitzada, polida o decapada adquirirà automàticament aquesta pel·lícula d'òxid a causa de la seva exposició a l'oxigen atmosfèric. En condicions ideals, aquesta capa d'òxid protectora cobreix completament totes les superfícies de la peça.
A la pràctica, però, els contaminants com la brutícia de la botiga o les partícules de ferro de les eines de tall es poden transferir a la superfície de les peces d'acer inoxidable durant el mecanitzat. Si no s'eliminen, aquests cossos estranys poden reduir l'eficàcia de la pel·lícula protectora original.
Durant el mecanitzat, petites quantitats de ferro lliure poden desgastar l'eina i transferir-se a la superfície de la peça d'acer inoxidable. En alguns casos, pot aparèixer una fina capa d'òxid a la peça. En realitat, es tracta de la corrosió de l'acer per l'eina, no del metall base.
De la mateixa manera, les petites partícules de brutícia ferrosa de la botiga poden adherir-se a la superfície de la peça. Encara que el metall pot semblar brillant en estat mecanitzat, després d'exposar-se a l'aire, les partícules invisibles de ferro lliure poden provocar l'oxidació superficial.
Els sulfurs exposats també poden ser un problema. Provenen d'afegir sofre a l'acer inoxidable per millorar la mecanització. Els sulfurs augmenten la capacitat de l'aliatge de formar xips durant el mecanitzat, que es poden eliminar completament de l'eina de tall. A menys que les peces es passin correctament, els sulfurs poden esdevenir un punt de partida per a la corrosió superficial dels productes manufacturats.
En ambdós casos, la passivació és necessària per maximitzar la resistència natural a la corrosió de l'acer inoxidable. Elimina els contaminants superficials, com ara partícules de brutícia ferrosa i partícules de ferro a les eines de tall, que poden formar òxid o convertir-se en un punt de partida per a la corrosió. La passivació també elimina els sulfurs exposats a la superfície dels aliatges d'acer inoxidable de tall lliure.
Un procediment de dos passos proporciona la millor resistència a la corrosió: 1. Neteja, un procediment bàsic però de vegades passat per alt;2. Bany àcid o tractament de passivació.
La neteja ha de ser sempre una prioritat. Les superfícies s'han de netejar a fons de greix, refrigerant o altres residus de la botiga per a una resistència òptima a la corrosió. Els residus de mecanitzat o altres brutícia de la botiga es poden netejar amb cura de la peça. Es poden utilitzar desengreixants o netejadors comercials per eliminar olis o refrigerants de procés. Les matèries estranyes, com ara òxids tèrmics, s'han d'eliminar mitjançant mètodes de trituració com ara òxids.
De vegades, un operador de màquina pot ometre la neteja bàsica, pensant erròniament que la neteja i la passivació es produiran simultàniament simplement submergint una peça carregada de greix en un bany àcid. Això no passarà. Per contra, el greix contaminat reacciona amb l'àcid per formar bombolles d'aire. Aquestes bombolles s'acumulen a la superfície de la peça i interfereixen amb la passivació.
Per empitjorar les coses, la contaminació de solucions de passivació, que de vegades contenen altes concentracions de clorurs, pot provocar un "intermitent". A diferència de l'obtenció de la pel·lícula d'òxid desitjada amb una superfície brillant, neta i resistent a la corrosió, el gravat per flaix pot donar lloc a una superfície molt gravada o enfosquida, deteriorament de la superfície que la passivació està dissenyada per optimitzar.
Les peces d'acer inoxidable martensític [magnètic, moderadament resistent a la corrosió, límit de fluència fins a uns 280 ksi (1930 MPa)] s'endureixen a temperatures elevades i després es temperen per garantir la duresa i les propietats mecàniques desitjades.
En aquest cas, la peça s'ha de netejar a fons amb un desengreixant o netejador per eliminar qualsevol rastre de fluid de tall abans del tractament tèrmic. En cas contrari, el líquid de tall que queda a la peça pot provocar una oxidació excessiva. Aquesta condició pot provocar que les peces de mida inferior s'abollenguin després que l'escala s'hagi eliminat amb mètodes àcids o abrasius. es produeixen, provocant una pèrdua de resistència a la corrosió.
Després d'una neteja a fons, les peces d'acer inoxidable es poden submergir en un bany d'àcid passivant. Es pot utilitzar qualsevol dels tres mètodes: passivació d'àcid nítric, passivació d'àcid nítric amb dicromat de sodi i passivació d'àcid cítric. Quin mètode utilitzar depèn del grau d'acer inoxidable i dels criteris d'acceptació especificats.
Es poden passivar els graus de crom-níquel més resistents a la corrosió en un bany d'àcid nítric al 20% (v/v) (Figura 1). Com es mostra a la taula, l'acer inoxidable menys resistent es pot passivar afegint dicromat de sodi a un bany d'àcid nítric, fent que la solució sigui més oxidant i capaç de formar una pel·lícula passiva a la superfície d'àcid nitric per augmentar la concentració d'àcid nitric amb una altra opció per substituir l'àcid nitric. 50% en volum. Tant l'addició de dicromat de sodi com la concentració més alta d'àcid nítric redueixen la possibilitat de flaix no desitjat.
El procediment de passivació d'acers inoxidables de mecanitzat lliure (també es mostra a la figura 1) és una mica diferent del dels graus d'acer inoxidable de no mecanitzat lliure. Això és degut a que durant la passivació en un bany d'àcid nítric típic, s'eliminen alguns o tots els sulfurs de grau mecanitzable que contenen sofre, creant discontinuïtats microscòpiques a la superfície de la part mecanitzada.
Fins i tot un rentat d'aigua generalment eficaç pot deixar àcid residual en aquestes discontinuïtats després de la passivació. Aquest àcid atacarà la superfície de la peça tret que es neutralitzi o s'elimini.
Per passivar eficaçment l'acer inoxidable fàcilment mecanitzable, Carpenter ha desenvolupat el procés AAA (àlcali-àcid-àlcali), que neutralitza l'àcid residual. Aquest mètode de passivació es pot completar en menys de 2 hores. Aquí teniu el procés pas a pas:
Després de desgreixar, remulleu les peces en una solució d'hidròxid de sodi al 5% a 160 °F a 180 °F (71 °C a 82 °C) durant 30 minuts. A continuació, esbandiu les peces a fons amb aigua. A continuació, submergiu la peça durant 30 minuts en una solució d'àcid nítric al 20% (v/v) que contingui àcid nítric g/023°C (g/l)2322°F de 140 °F (49 °C) a 60 °C).Després de treure la peça del bany, esbandiu-la amb aigua i després submergiu-la en la solució d'hidròxid de sodi durant 30 minuts més. Esbandiu la peça de nou amb aigua i assequeu-la, completant el mètode AAA.
La passivació de l'àcid cítric és cada cop més popular entre els fabricants que volen evitar l'ús d'àcids minerals o solucions que contenen dicromat de sodi, així com els problemes d'eliminació i majors preocupacions de seguretat associades al seu ús. L'àcid cítric es considera respectuós amb el medi ambient en tots els sentits.
Tot i que la passivació d'àcid cítric ofereix avantatges ambientals atractius, les botigues que han tingut èxit amb la passivació d'àcid inorgànic i que no tenen problemes de seguretat poden voler mantenir-se en el camí. Si aquests usuaris tenen una botiga neta, un equipament net i ben cuidat, un refrigerant lliure de contaminació ferrosa i un procés que produeix bons resultats, és possible que no hi hagi necessitat real de canvis.
S'ha trobat que la passivació en un bany d'àcid cítric és útil per a una àmplia gamma d'acers inoxidables, inclosos diversos graus individuals d'acer inoxidable, tal com es mostra a la figura 2. Per comoditat, s'inclou el mètode tradicional de passivació d'àcid nítric a la figura 1. Tingueu en compte que les formulacions d'àcid nítric més antigues s'expressen en percentatge de volum, mentre que les concentracions d'àcid cítric més recents s'expressen en percentatge de pes. és fonamental per evitar el "parpelleig" descrit anteriorment.
Els tractaments de passivació varien segons el contingut de crom i les característiques de mecanitzat de cada grau. Tingueu en compte les columnes que fan referència al procés 1 o al procés 2. Com es mostra a la figura 3, el procés 1 implica menys passos que el procés 2.
Les proves de laboratori han demostrat que el procés de passivació de l'àcid cítric és més propens a "parpellejar" que el procés de l'àcid nítric. Els factors que contribueixen a aquest atac inclouen una temperatura massa alta del bany, un temps de remull massa llarg i la contaminació del bany. Els productes d'àcid cítric que contenen inhibidors de la corrosió i altres additius com ara agents humectants estan disponibles comercialment i s'informa que redueixen la susceptibilitat a la "corrosió flash".
L'elecció final del mètode de passivació dependrà dels criteris d'acceptació imposats pel client. Vegeu ASTM A967 per a més detalls. Es pot accedir a www.astm.org.
Sovint es realitzen proves per avaluar la superfície de les peces passivades. La pregunta a respondre és: "La passivació elimina el ferro lliure i optimitza la resistència a la corrosió dels graus de tall lliure?"
És important que el mètode de prova coincideixi amb la nota que s'està avaluant. Les proves massa estrictes fallaran amb materials perfectament bons, mentre que les proves massa fluixes passaran parts insatisfactòries.
L'enduriment per precipitació de la sèrie 400 i els acers inoxidables de mecanitzat lliure s'avaluen millor en un armari capaç de mantenir el 100% d'humitat (mostres humides) durant 24 hores a 95 ° F (35 ° C). La secció transversal és sovint la superfície més crítica, especialment per als graus de tall lliure.
Les superfícies crítiques s'han de col·locar cap amunt, però entre 15 i 20 graus de la vertical per permetre la pèrdua d'humitat. El material passivat correctament difícilment s'oxidarà, tot i que pot mostrar algunes taques lleus.
Els graus d'acer inoxidable austenític també es poden avaluar mitjançant proves d'humitat. Quan es prova així, les gotes d'aigua han d'estar presents a la superfície de la mostra, indicant ferro lliure per la presència d'òxid.
Els procediments de passivació d'acers inoxidables de tall lliure i sense tall d'ús habitual en solucions d'àcid cítric o nítric requereixen diferents processos. La figura 3 a continuació proporciona detalls sobre la selecció del procés.
(a) Ajusteu el pH amb hidròxid de sodi. (b) Vegeu la figura 3 (c) Na2Cr2O7 representa 3 oz/galó (22 g/l) de dicromat de sodi en un 20% d'àcid nítric. Una alternativa a aquesta barreja és un 50% d'àcid nítric sense dicromat de sodi.
Un mètode més ràpid és utilitzar la solució a ASTM A380, "Pràctica estàndard per a la neteja, la descalcificació i la passivació de peces, equips i sistemes d'acer inoxidable". La prova consisteix a netejar la peça amb una solució de sulfat de coure/àcid sulfúric, mantenint-la humida durant 6 minuts i observant si hi ha un revestiment de coure. per revestiment. Aquesta prova no s'ha d'utilitzar a les superfícies de les peces de processament d'aliments. A més, no s'ha d'utilitzar per a acers martensítics de la sèrie 400 o ferrítics baixos en crom, ja que es poden produir resultats falsos positius.
Històricament, la prova d'esprai de sal del 5% a 95 °F (35 °C) també s'ha utilitzat per avaluar mostres passivades. Aquesta prova és massa estricta per a alguns graus i, en general, no és necessària per confirmar que la passivació és efectiva.
Eviteu l'ús de clorurs en excés, que poden provocar atacs de flaix nocius. Si és possible, utilitzeu només aigua d'alta qualitat amb menys de 50 parts per milió (ppm) de clorur. L'aigua de l'aixeta sol ser suficient i pot tolerar fins a diversos centenars de ppm de clorur en alguns casos.
És important substituir el bany periòdicament per evitar la pèrdua de potencial de passivació que pot provocar flaix i peces danyades. El bany s'ha de mantenir a la temperatura adequada, ja que les temperatures descontrolades poden provocar corrosió localitzada.
És important mantenir un programa de canvi de solució molt específic durant les sèries d'alta producció per minimitzar el potencial de contaminació. Es va utilitzar una mostra de control per provar l'eficàcia del bany. Si la mostra és atacada, és hora de substituir el bany.
Especifiqueu que certes màquines només fabriquen acer inoxidable;utilitzeu el mateix refrigerant preferit per tallar acer inoxidable, excloent tots els altres metalls.
Les peces del bastidor DO es tracten individualment per evitar el contacte metall amb metall. Això és especialment important per al mecanitzat lliure d'acer inoxidable, ja que es requereixen solucions de passivació i rentat de flux lliure per difondre els productes de corrosió en sulfurs i evitar la formació de bosses d'àcid.
No passiveu les peces d'acer inoxidable carburats o nitrurats. La resistència a la corrosió de les peces així tractades es pot reduir fins al punt que s'ataquen al bany de passivació.
No utilitzeu eines fèrriques en un entorn de taller que no estigui especialment net. La gra d'acer es pot evitar utilitzant eines de carbur o ceràmica.
No oblideu que es pot produir corrosió al bany de passivació si la peça no és tractada tèrmicament correctament. Els graus martensítics d'alt carboni i crom s'han d'endurir per a la resistència a la corrosió.
La passivació s'acostuma a dur a terme després del temperat posterior utilitzant temperatures que mantenen la resistència a la corrosió.
No ignoreu la concentració d'àcid nítric al bany de passivació. Les comprovacions periòdiques s'han de fer mitjançant el procediment de valoració senzill proporcionat per Carpenter. No passiu més d'un acer inoxidable alhora. Això evita costososes confusions i evita reaccions galvàniques.
Sobre els autors: Terry A. DeBold és un especialista en investigació i desenvolupament d'aliatges d'acer inoxidable i James W. Martin és metal·lúrgic de bars a Carpenter Technology Corp. (Reading, PA).
En un món d'especificacions d'acabat de superfície cada cop més estrictes, les mesures simples de "rugositat" segueixen sent útils. Vegem per què la mesura de la superfície és important i com es pot comprovar a la botiga amb sofisticats indicadors portàtils.
Esteu segur que teniu la millor plaqueta per a aquesta operació de tornejat? Comproveu l'encenall, sobretot si el deixeu sense vigilància. Les característiques de l'encenall us poden dir molt.