Du har sikret dig, at delene er bearbejdet til specifikationerne. Sørg nu for, at du har taget skridt til at beskytte disse dele under de forhold, dine kunder forventer.#basic
Passivering er fortsat et kritisk trin i at maksimere den grundlæggende korrosionsbestandighed af rustfrit bearbejdede dele og samlinger. Det kan gøre forskellen mellem tilfredsstillende ydeevne og for tidlig fejl. Forkert udført, kan passivering faktisk forårsage korrosion.
Passivering er en efterfremstillingsmetode, der maksimerer den iboende korrosionsbestandighed af de rustfri stållegeringer, der producerer emnet. Det er ikke en afkalkningsbehandling, og det er heller ikke en maling.
Der er ingen generel konsensus om den præcise mekanisme for, hvordan passivering virker. Men det er sikkert, at der er en beskyttende oxidfilm på overfladen af ​​passiveret rustfrit stål. Denne usynlige film menes at være ekstremt tynd, mindre end 0,0000001 tomme tyk, omkring 1/100.000 af tykkelsen af ​​et menneskehår!
En ren, nybearbejdet, poleret eller syltet rustfri ståldel vil automatisk få denne oxidfilm på grund af dens eksponering for atmosfærisk oxygen. Under ideelle forhold dækker dette beskyttende oxidlag fuldstændigt alle overflader af delen.
I praksis kan forurenende stoffer som butikssnavs eller jernpartikler fra skærende værktøjer imidlertid overføres til overfladen af ​​rustfri ståldele under bearbejdning. Hvis de ikke fjernes, kan disse fremmedlegemer reducere effektiviteten af ​​den originale beskyttelsesfilm.
Under bearbejdning kan spormængder af frit jern slide af værktøjet og overføres til overfladen af ​​det rustfri stålemne. I nogle tilfælde kan der forekomme et tyndt lag rust på delen. Dette er faktisk korrosion af stålet fra værktøjet, ikke af uædle metallet. Lejlighedsvis kan sprækker af indstøbte stålpartikler fra skærende værktøjer eller deres korrosionsprodukter forårsage selve delens erosionsprodukter.
Ligeledes kan små partikler af jernholdigt værkstedssnavs klæbe til overfladen af ​​delen. Selvom metal kan virke skinnende i bearbejdet tilstand, kan usynlige partikler af frit jern efter eksponering for luft forårsage overfladerust.
Eksponerede sulfider kan også være et problem. De kommer fra tilsætning af svovl til rustfrit stål for at forbedre bearbejdeligheden. Sulfider øger legeringens evne til at danne spåner under bearbejdning, som kan fjernes fuldstændigt af skæreværktøjet. Medmindre delene er ordentligt passiverede, kan sulfider blive et udgangspunkt for overfladekorrosion på fremstillede produkter.
I begge tilfælde er passivering påkrævet for at maksimere den naturlige korrosionsbestandighed af det rustfri stål. Det fjerner overfladeforurenende stoffer, såsom jernholdige snavspartikler og jernpartikler i skæreværktøjer, der kan danne rust eller blive et udgangspunkt for korrosion. Passivering fjerner også sulfider, der er eksponeret på overfladen af ​​friskærende rustfri stållegeringer.
En to-trins procedure giver den bedste korrosionsbestandighed: 1. Rengøring, en grundlæggende, men nogle gange overset procedure;2. Syrebad eller passiveringsbehandling.
Rengøring bør altid være en prioritet. Overflader skal rengøres grundigt for fedt, kølevæske eller andet butiksaffald for at opnå optimal korrosionsbestandighed. Maskinrester eller andet værkstedssnavs kan tørres omhyggeligt af delen. Kommercielle affedtningsmidler eller rengøringsmidler kan bruges til at fjerne procesolier eller kølemidler. Fremmedlegemer som f.eks.
Nogle gange kan en maskinoperatør springe over grundlæggende rengøring og fejlagtigt tro, at rengøring og passivering vil ske samtidigt ved blot at dyppe en fedtfyldt del i et syrebad. Dette kommer ikke til at ske. Omvendt reagerer forurenet fedt med syre og danner luftbobler. Disse bobler samler sig på arbejdsemnets overflade og forstyrrer passiveringen.
For at gøre ondt værre kan kontaminering af passiveringsopløsninger, som nogle gange indeholder høje koncentrationer af chlorider, forårsage "blinkende." I modsætning til opnåelse af den ønskede oxidfilm med en blank, ren, korrosionsbestandig overflade, kan flashætsning resultere i en stærkt ætset eller mørk overflade - overfladeforringelse, som passivering er designet til at optimere.
Dele fremstillet af martensitisk rustfrit stål [magnetisk, moderat modstandsdygtig over for korrosion, flydespænding op til ca. 280 ksi (1930 MPa)] hærdes ved forhøjede temperaturer og hærdes derefter for at sikre den ønskede hårdhed og mekaniske egenskaber. Udfældningshærdelige legeringer, som har bedre styrke og korrosionsbestandigheder, kan være modstandsdygtige over for en martensitisk opløsning, som alle har bedre styrke og korrosionsbestandighed. , og så færdig.
I dette tilfælde skal delen rengøres grundigt med et affedtningsmiddel eller rensemiddel for at fjerne spor af skærevæske før varmebehandling. Ellers kan skærevæsken, der er tilbage på delen, forårsage overdreven oxidation. Denne tilstand kan få underdimensionerede dele til at bule, efter at kalken er blevet fjernet med syre eller slibende metoder. burization kan forekomme, hvilket resulterer i tab af korrosionsbestandighed.
Efter grundig rengøring kan de rustfrie ståldele nedsænkes i et passiverende syrebad. Enhver af tre metoder kan anvendes – salpetersyrepassivering, salpetersyre med natriumdichromatpassivering og citronsyrepassivering. Hvilken metode der skal bruges afhænger af rustfri stålkvalitet og de specificerede acceptkriterier.
Mere korrosionsbestandige krom-nikkel-kvaliteter kan passiveres i et 20 % (v/v) salpetersyrebad (Figur 1). Som vist i tabellen kan mindre modstandsdygtigt rustfrit stål passiveres ved at tilsætte natriumdichromat til et salpetersyrebad, hvilket gør opløsningen mere oxiderende og i stand til at danne en passiv film på den anden syreholdige koncentration af nitrogen på metaloverfladen. rissyre til 50 volumenprocent. Både tilsætning af natriumdichromat og den højere koncentration af salpetersyre reducerer risikoen for uønsket flash.
Fremgangsmåden for passivering af frit bearbejdning af rustfrit stål (også vist i figur 1) er noget anderledes end for ikke-frit bearbejdning af rustfrit stål. Dette skyldes, at under passivering i et typisk salpetersyrebad fjernes nogle eller alle de svovlholdige bearbejdelige sulfider, hvilket skaber mikroskopiske diskontinuiteter i overfladen af ​​maskindelen.
Selv en generelt effektiv vandskylning kan efterlade restsyre i disse diskontinuiteter efter passivering. Denne syre vil så angribe overfladen af ​​delen, medmindre den neutraliseres eller fjernes.
For effektivt at passivere letbearbejdeligt rustfrit stål har Carpenter udviklet AAA-processen (Alkali-Acid-Alkali), som neutraliserer resterende syre. Denne passiveringsmetode kan gennemføres på mindre end 2 timer. Her er den trinvise proces:
Efter affedtning skal delene lægges i blød i en 5% natriumhydroxidopløsning ved 160°F til 180°F (71°C til 82°C) i 30 minutter. Skyl derefter delene grundigt i vand. Dernæst nedsænkes delen i 30 minutter i en 20% (v/v) indeholdende salpetersyreopløsning (22 g/v) salpetersyre/1 2 g salpetersyre. 0°F til 140°F (49°C) til 60°C).Efter fjernelse af delen fra badet, skyl den med vand og nedsænk den derefter i natriumhydroxidopløsningen i yderligere 30 minutter. Skyl delen igen med vand og tør, fuldfør AAA-metoden.
Citronsyrepassivering er i stigende grad populær hos producenter, der ønsker at undgå brugen af ​​mineralsyrer eller opløsninger indeholdende natriumdichromat, såvel som bortskaffelsesproblemer og større sikkerhedsproblemer forbundet med deres anvendelse. Citronsyre anses på alle måder for at være miljøvenlig.
Mens citronsyrepassivering giver attraktive miljømæssige fordele, vil butikker, der har haft succes med passivering af uorganisk syre og ikke har nogen sikkerhedsmæssige bekymringer, måske ønske at holde kursen. Hvis disse brugere har en ren butik, velholdt og rent udstyr, kølevæske fri for jernholdig butiksbesmudsning og en proces, der giver gode resultater, er der muligvis ikke noget reelt behov for ændringer.
Passivering i et citronsyrebad har vist sig at være nyttigt for en lang række rustfrie ståltyper, herunder flere individuelle rustfri stålkvaliteter, som vist i figur 2. For nemheds skyld er den traditionelle salpetersyrepassiveringsmetode i figur 1 inkluderet. Bemærk, at ældre salpetersyreformuleringer er udtrykt i volumenprocent, mens nyere citronsyrekoncentrationer udtrykkes i vægtprocent, når vægtprocenter er vigtige, når vægtprocenter er vigtige. ak tid, bad temperatur og koncentration er afgørende for at undgå "blink" beskrevet tidligere.
Passiveringsbehandlinger varierer afhængigt af kromindholdet og bearbejdningsegenskaberne for hver kvalitet. Bemærk kolonnerne, der refererer til enten proces 1 eller proces 2. Som vist i figur 3 involverer proces 1 færre trin end proces 2.
Laboratorieforsøg har vist, at citronsyrepassiveringsprocessen er mere tilbøjelig til at "blinke" end salpetersyreprocessen. Faktorer, der bidrager til dette angreb, omfatter for høj badtemperatur, for lang iblødsætningstid og badkontamination. Citronsyreprodukter, der indeholder korrosionsinhibitorer og andre tilsætningsstoffer såsom befugtningsmidler, er kommercielt tilgængelige og rapporteres at reducere "flash-modtagelighed".
Det endelige valg af passiveringsmetode vil afhænge af acceptkriterierne pålagt af kunden. Se ASTM A967 for detaljer. Den kan tilgås på www.astm.org.
Tests udføres ofte for at evaluere overfladen af ​​passiverede dele. Spørgsmålet, der skal besvares, er: "Fjerner passivering frit jern og optimerer korrosionsbestandigheden af ​​fritskærende kvaliteter?"
Det er vigtigt, at testmetoden stemmer overens med den karakter, der bedømmes. Prøver, der er for strenge, vil fejle i helt gode materialer, mens prøver, der er for løse, vil bestå utilfredsstillende dele.
400-seriens udfældningshærdning og fribearbejdning af rustfrit stål vurderes bedst i et kabinet, der er i stand til at opretholde 100 % fugtighed (prøvevåd) i 24 timer ved 95°F (35°C). Tværsnittet er ofte den mest kritiske overflade, især for friskærende kvaliteter. En årsag til dette er, at den sulfide, der er langsgående overflade i denne retning.
Kritiske overflader bør placeres opad, men i 15 til 20 grader fra lodret for at tillade fugttab. Korrekt passiveret materiale vil næppe ruste, selvom det kan vise en smule pletter.
Austenitiske rustfrit stålkvaliteter kan også evalueres ved fugtighedstest. Når de testes, bør der være vanddråber på prøvens overflade, hvilket indikerer frit jern ved tilstedeværelsen af ​​rust.
Procedurerne for passivering af almindeligt anvendte friskærende og ikke-friskærende rustfrit stål i citron- eller salpetersyreopløsninger kræver forskellige processer. Figur 3 nedenfor giver detaljer om procesvalg.
(a) Juster pH med natriumhydroxid.(b) Se figur 3 (c) Na2Cr2O7 repræsenterer 3 oz/gallon (22 g/l) natriumdichromat i 20 % salpetersyre. Et alternativ til denne blanding er 50 % salpetersyre uden natriumdichromat
En hurtigere metode er at bruge opløsningen i ASTM A380, "Standard Practice for Cleaning, Descaling, and Passivation of Stainless Steel Parts, Equipment, and Systems." Testen består i at tørre delen af ​​med en kobbersulfat/svovlsyreopløsning, holde den våd i 6 minutter og observere for kobberbelægningen i jernopløsningen i 6 minutter. plettering forekommer.Denne test gælder ikke for overfladerne af fødevareforarbejdningsdele. Den bør heller ikke bruges til 400-serien martensitisk eller ferritisk stål med lavt kromindhold, da falske positive resultater kan forekomme.
Historisk set er 5 % saltspraytesten ved 95°F (35°C) også blevet brugt til at evaluere passiverede prøver. Denne test er for streng for nogle kvaliteter og er generelt ikke påkrævet for at bekræfte, at passivering er effektiv.
Undgå at bruge overskydende klorider, som kan forårsage skadelige flashangreb. Brug om muligt kun vand af høj kvalitet med mindre end 50 ppm klorid. Postevand er normalt tilstrækkeligt og kan i nogle tilfælde tåle op til flere hundrede ppm klorid.
Det er vigtigt at udskifte badet regelmæssigt for ikke at miste passiveringspotentialet, hvilket kan føre til lynnedslag og beskadigede dele. Badet bør holdes på den rette temperatur, da løbske temperaturer kan forårsage lokal korrosion.
Det er vigtigt at opretholde en meget specifik løsningsændringsplan under høje produktionskørsler for at minimere potentialet for kontaminering. En kontrolprøve blev brugt til at teste effektiviteten af ​​badet. Hvis prøven angribes, er det tid til at udskifte badet.
Angiv venligst, at visse maskiner kun fremstiller rustfrit stål;brug det samme foretrukne kølemiddel til at skære i rustfrit stål, undtagen alle andre metaller.
DO-stativdele behandles separat for at undgå metal-til-metal-kontakt. Dette er især vigtigt for fri bearbejdning af rustfrit stål, da fritflydende passiverings- og skylleløsninger er nødvendige for at sprede sulfidkorrosionsprodukter og undgå dannelse af syrelommer.
Passivér ikke karburerede eller nitrerede rustfri ståldele. Korrosionsbestandigheden af ​​dele, der behandles således, kan reduceres til det punkt, hvor de ville blive angrebet i passiveringsbadet.
Brug ikke jernholdigt værktøj i et værkstedsmiljø, der ikke er specielt rent. Stålkorn kan undgås ved at bruge hårdmetal eller keramisk værktøj.
Glem ikke, at der kan opstå korrosion i passiveringsbadet, hvis delen ikke varmebehandles ordentligt. Martensitiske kvaliteter med højt kulstofindhold, høj krom skal hærdes for korrosionsbestandighed.
Passivering udføres normalt efter efterfølgende anløbning ved hjælp af temperaturer, der opretholder korrosionsbestandighed.
Ignorer ikke salpetersyrekoncentrationen i passiveringsbadet. Periodisk kontrol bør udføres ved hjælp af den simple titreringsprocedure, som Carpenter har leveret. Passiver ikke mere end ét rustfrit stål ad gangen. Dette forhindrer kostbar forvirring og undgår galvaniske reaktioner.
Om forfatterne: Terry A. DeBold er en forsknings- og udviklingsspecialist i rustfrit stållegering, og James W. Martin er barmetallurg hos Carpenter Technology Corp. (Reading, PA).
I en verden med stadig mere stringente overfladefinishspecifikationer er simple "ruhedsmålinger" stadig nyttige. Lad os se på, hvorfor overflademåling er vigtig, og hvordan den kan kontrolleres på butiksgulvet med sofistikerede bærbare målere.
Er du sikker på, at du har det bedste skær til denne drejeoperation?Tjek chippen, især hvis den efterlades uden opsyn. Chipkarakteristika kan fortælle dig meget.