Olet varmistanut, että osat on koneistettu ohjeiden mukaan. Varmista nyt, että olet ryhtynyt toimiin suojataksesi nämä osat asiakkaidesi odottamissa olosuhteissa.#basic
Passivointi on edelleen kriittinen vaihe ruostumattomien koneistettujen osien ja kokoonpanojen peruskorroosionkestävyyden maksimoinnissa. Se voi tehdä eron tyydyttävän suorituskyvyn ja ennenaikaisen vian välillä. Väärin suoritettu passivointi voi itse asiassa aiheuttaa korroosiota.
Passivointi on jälkivalmistusmenetelmä, joka maksimoi työkappaleen tuottaville ruostumattomille terässeoksille luontaisen korroosionkestävyyden. Se ei ole kalkinpoistokäsittely eikä maalipinnoite.
Passivoinnin tarkasta mekanismista ei ole yleistä yksimielisyyttä. Mutta on varmaa, että passivoidun ruostumattoman teräksen pinnalla on suojaava oksidikalvo. Tämän näkymätön kalvon uskotaan olevan erittäin ohut, alle 0,0000001 tuumaa paksu, noin 1/100 000 ihmisen hiuksen paksuudesta!
Puhdas, juuri koneistettu, kiillotettu tai peitattu ruostumaton teräsosa saa automaattisesti tämän oksidikalvon, koska se altistuu ilmakehän hapelle. Ihanteellisissa olosuhteissa tämä suojaava oksidikerros peittää kokonaan osan kaikki pinnat.
Käytännössä epäpuhtaudet, kuten työpajan lika tai leikkaustyökalujen rautahiukkaset, voivat kuitenkin siirtyä ruostumattomien teräsosien pinnalle koneistuksen aikana. Jos niitä ei poisteta, ne voivat heikentää alkuperäisen suojakalvon tehokkuutta.
Työstön aikana pieniä määriä vapaata rautaa voi kulua pois työkalusta ja siirtyä ruostumattoman teräksen työkappaleen pinnalle. Joissain tapauksissa osaan saattaa ilmestyä ohut ruostekerros. Tämä on itse asiassa teräksen syöpymistä työkalun, ei perusmetallin. Joskus leikkaustyökalujen upotettujen teräshiukkasten halkeamat voivat aiheuttaa itse osien eroosiotuotteita.
Samoin osan pintaan saattaa tarttua pieniä hiukkasia rautatyöpajan likaa. Vaikka metalli saattaa näyttää kiiltävältä koneistetussa tilassa, ilmalle altistumisen jälkeen näkymättömät vapaan raudan hiukkaset voivat aiheuttaa pinnan ruostumista.
Paljastuneet sulfidit voivat myös olla ongelma. Ne tulevat rikin lisäämisestä ruostumattomaan teräkseen työstettävyyden parantamiseksi. Sulfidit lisäävät seoksen kykyä muodostaa lastuja koneistuksen aikana, jotka voidaan poistaa kokonaan leikkaustyökalusta. Jos osia ei passivoida kunnolla, sulfideista voi muodostua pintakorroosion lähtökohta valmistettujen tuotteiden pintaan.
Molemmissa tapauksissa tarvitaan passivointia ruostumattoman teräksen luonnollisen korroosionkestävyyden maksimoimiseksi. Se poistaa pinnasta epäpuhtaudet, kuten rautapitoiset likahiukkaset ja leikkaustyökalujen rautahiukkaset, jotka voivat muodostaa ruostetta tai olla korroosion lähtökohta. Passivoinnissa poistetaan myös vapaasti leikattavan ruostumattoman teräksen pinnalla olevat sulfidit.
Kaksivaiheinen menettely tarjoaa parhaan korroosionkestävyyden: 1. Puhdistus, perusmenettely, mutta joskus unohdettu;2. Happokylpy tai passivointikäsittely.
Puhdistuksen tulee aina olla etusijalla. Pinnat on puhdistettava perusteellisesti rasvasta, jäähdytysnesteestä tai muusta liikkeen roskista optimaalisen korroosionkestävyyden saavuttamiseksi. Koneistusjätteet tai muu liikkeen lika voidaan pyyhkiä huolellisesti pois osasta. Prosessiöljyjen tai jäähdytysnesteiden poistamiseen voidaan käyttää kaupallisia rasvanpoistoaineita tai puhdistusaineita. Vieraat aineet, kuten jauhatus- tai peittausmenetelmät, voivat joutua poistumaan.
Joskus koneenkäyttäjä voi jättää peruspuhdistuksen väliin luullessaan virheellisesti, että puhdistus ja passivointi tapahtuu samanaikaisesti yksinkertaisesti upottamalla rasvainen osa happokylpyyn. Sitä ei tapahdu. Sitä vastoin saastunut rasva reagoi hapon kanssa muodostaen ilmakuplia. Nämä kuplat kerääntyvät työkappaleen pinnalle ja häiritsevät passivointia.
Asiaa pahentaa entisestään, että passivointiliuosten kontaminaatio, jotka sisältävät joskus korkeita kloridipitoisuuksia, voi aiheuttaa "vilkkumista". Toisin kuin halutun oksidikalvon saaminen kiiltävällä, puhtaalla, korroosionkestävällä pinnalla, flash-etsaus voi johtaa voimakkaasti syövytettyyn tai tummumaan pintaan – pinnan heikkenemiseen, jota passivointi on suunniteltu optimoimaan.
Martensiittisesta ruostumattomasta teräksestä valmistetut osat [magneettiset, kohtalaisen korroosionkestävät, myötöraja jopa n. 280 ksi (1930 MPa)] karkaistaan ​​korotetuissa lämpötiloissa ja sitten karkaistut halutun kovuuden ja mekaanisten ominaisuuksien varmistamiseksi. Saostuskarkaistut metalliseokset, joilla on parempi lujuus ja korroosionkestävyys kuin alemmassa lämpötilassa, osittaisesti viimeistellyt, koneellisesti käsitellyt, osittaiskäsitellyt.
Tässä tapauksessa osa on puhdistettava perusteellisesti rasvanpoistoaineella tai puhdistusaineella mahdollisten leikkausnesteen jälkien poistamiseksi ennen lämpökäsittelyä. Muuten osaan jäänyt leikkausneste voi aiheuttaa liiallista hapettumista. Tämä tila voi aiheuttaa alamittaisten osien lommoja sen jälkeen, kun kalkki on poistettu hapolla tai hankaavilla menetelmillä. Jos leikkausnesteen annetaan jäädä kirkkaille kovettuneille osille, kuten korroosiota, voi muodostua suojaava ilmakehä. ionin vastustuskyky.
Perusteellisen puhdistuksen jälkeen ruostumattomasta teräksestä valmistetut osat voidaan upottaa passivoivaan happokylpyyn. Voidaan käyttää mitä tahansa kolmesta menetelmästä – typpihappopassivointi, typpihappo natriumdikromaattipassivoimalla ja sitruunahappopassivointi. Käytettävä menetelmä riippuu ruostumattoman teräksen laadusta ja määritetyistä hyväksymiskriteereistä.
Korroosionkestävämmät kromi-nikkelilaadut voidaan passivoida 20 % (v/v) typpihappokylvyssä (Kuva 1). Kuten taulukosta näkyy, vähemmän kestävä ruostumaton teräs voidaan passivoida lisäämällä natriumdikromaattia typpihappohauteeseen, jolloin liuos on hapettavampi ja kykenee muodostamaan passiivisen kalvon pinnan kronitrihappopitoisuuden lisäämiseksi. trihappoa 50 tilavuusprosenttiin. Sekä natriumdikromaatin lisääminen että suurempi typpihapon pitoisuus vähentävät ei-toivotun leimahduksen mahdollisuutta.
Vapaasti työstettyjen ruostumattomien terästen passivointimenetelmä (näkyy myös kuvassa 1) poikkeaa jonkin verran ei-vapaasti työstettyjen ruostumattomien teräslaatujen passivoinnista. Tämä johtuu siitä, että passivoinnissa tyypillisessä typpihappokylvyssä poistetaan osa tai kaikki rikkipitoiset työstettävät sulfidit, jolloin syntyy mikroskooppisia epäjatkuvuuskohtia pintaan.
Jopa yleisesti tehokas vesihuuhtelu voi jättää happoa näihin epäjatkuvuuksiin passivoinnin jälkeen. Tämä happo hyökkää sitten osan pintaan, ellei sitä neutraloida tai poistaa.
Helposti työstettävän ruostumattoman teräksen passivoimiseksi tehokkaasti Carpenter on kehittänyt AAA (Alkali-Acid-Alkali) -prosessin, joka neutraloi jäännöshapon. Tämä passivointimenetelmä voidaan suorittaa alle 2 tunnissa. Tässä on vaiheittainen prosessi:
Liota osia rasvanpoiston jälkeen 5-prosenttisessa natriumhydroksidiliuoksessa lämpötilassa 160–180 °F (71–82 °C) 30 minuutin ajan. Huuhtele sitten osat perusteellisesti vedessä. Upota osa seuraavaksi 30 minuutiksi 20-prosenttiseen (v/v) dikromihappoliuokseen, joka sisältää 20-20 g typpihappoa/gal. 140 °F (49 °C) - 60 °C).Kun osa on poistettu kylvystä, huuhtele se vedellä ja upota se sitten natriumhydroksidiliuokseen vielä 30 minuutiksi. Huuhtele osa uudelleen vedellä ja kuivaa suorittamalla AAA-menetelmä.
Sitruunahappopassivointi on yhä suositumpaa valmistajien keskuudessa, jotka haluavat välttää mineraalihappojen tai natriumdikromaattia sisältävien liuosten käyttöä sekä niiden käyttöön liittyviä hävitysongelmia ja suurempia turvallisuushuolia. Sitruunahappoa pidetään kaikin tavoin ympäristöystävällisenä.
Vaikka sitruunahappopassivointi tarjoaa houkuttelevia ympäristöetuja, kaupat, jotka ovat menestyneet epäorgaanisen hapon passivoinnissa ja joilla ei ole turvallisuusongelmia, saattavat haluta pysyä samalla kurssilla. Jos näillä käyttäjillä on puhdas myymälä, hyvin huolletut ja puhtaat laitteet, jäähdytysneste, jossa ei ole rautapitoisten myymälän likaantumista, ja prosessi, joka tuottaa hyviä tuloksia, ei välttämättä tarvitse tehdä muutoksia.
Sitruunahappokylvyssä tapahtuvan passivoinnin on havaittu olevan hyödyllinen useille ruostumattomille teräksille, mukaan lukien useille yksittäisille ruostumattomille teräslaaduille, kuten kuvassa 2 on esitetty. Mukavuussyistä on mukana kuvan 1 perinteinen typpihappopassivointimenetelmä. Huomaa, että vanhemmat typpihappokoostumukset ilmaistaan ​​tilavuusprosentteina, kun taas uudemmat sitruunahappopitoisuudet ilmaistaan ​​painoprosentteina. on erittäin tärkeää, jotta vältetään aiemmin kuvattu "vilkkuminen".
Passivointikäsittelyt vaihtelevat kunkin lajin kromipitoisuuden ja koneistusominaisuuksien mukaan. Huomaa sarakkeet, jotka viittaavat joko prosessiin 1 tai prosessiin 2. Kuten kuvasta 3 näkyy, prosessi 1 sisältää vähemmän vaiheita kuin prosessi 2.
Laboratoriokokeet ovat osoittaneet, että sitruunahapon passivointiprosessi on alttiimpi "vilkkumiselle" kuin typpihappoprosessi. Tähän hyökkäykseen vaikuttavia tekijöitä ovat kylvyn liian korkea lämpötila, liian pitkä liotusaika ja kylvyn kontaminaatio. Sitruunahappotuotteita, jotka sisältävät korroosionestoaineita ja muita lisäaineita, kuten kostutusaineita, on kaupallisesti saatavilla, ja niiden on raportoitu vähentävän "syöpymisherkkyyttä".
Passivointimenetelmän lopullinen valinta riippuu asiakkaan asettamista hyväksymiskriteereistä. Katso lisätietoja ASTM A967:stä. Se on saatavilla osoitteessa www.astm.org.
Testejä tehdään usein passivoivien osien pinnan arvioimiseksi. Vastattava kysymys on: "Poistetaanko passivointi vapaata rautaa ja optimoidaanko vapaaleikkauslaatujen korroosionkestävyys?"
On tärkeää, että testimenetelmä vastaa arvioitavaa laatua. Liian tiukat testit epäonnistuvat täysin hyvissä materiaaleissa, kun taas liian löysät testit läpäisevät epätyydyttävät osat.
400-sarjan saostuskarkaistuvat ja vapaasti työstettävät ruostumattomat teräkset on parasta arvioida kaapissa, joka pystyy ylläpitämään 100 % kosteuden (märät näytteet) 24 tunnin ajan 95°F (35°C) lämpötilassa. Poikkileikkaus on usein kriittisin pinta, erityisesti vapaaleikkauslaatujen kohdalla. Yksi syy tähän on, että pinta on venynyt sulfidisuuntaan.
Kriittiset pinnat tulee sijoittaa ylöspäin, mutta 15-20 asteen kulmaan pystysuorasta kosteuden häviämisen mahdollistamiseksi. Oikein passivoitunut materiaali tuskin ruostu, vaikka siinä saattaa olla hieman tahroja.
Austeniittiset ruostumattomat teräslajit voidaan arvioida myös kosteustestauksella. Näin testattaessa näytteen pinnalla tulisi olla vesipisaroita, mikä osoittaa vapaan raudan mahdollisen ruosteen vuoksi.
Yleisesti käytettyjen vapaaleikkaus- ja ei-leikkaus ruostumattomien terästen passivointimenetelmät sitruuna- tai typpihappoliuoksissa vaativat erilaisia ​​prosesseja. Alla olevassa kuvassa 3 on lisätietoja prosessin valinnasta.
(a) Säädä pH natriumhydroksidilla. (b) Katso kuva 3 (c) Na2Cr2O7 edustaa 3 unssia/gallona (22 g/l) natriumdikromaattia 20 % typpihapossa. Vaihtoehto tälle seokselle on 50 % typpihappo ilman natriumdikromaattia
Nopeampi menetelmä on käyttää ratkaisua ASTM A380:ssa, "Standard Practice for Cleaning, Decaling and Passivoing of Stainless Steel Parts, Equipment and Systems." Testi koostuu osan pyyhkimisestä kuparisulfaatti/rikkihappoliuoksella, pitämisestä märkänä 6 minuuttia ja tarkkailemalla osan irfoitumista minuutteihin. liukenee, tapahtuu kuparipinnoitusta.Tätä testiä ei saa käyttää elintarviketeollisuuden osien pinnoille. Sitä ei myöskään saa käyttää 400-sarjan martensiittisille tai vähäkromiisille ferriittisille teräksille, koska voi saada vääriä positiivisia tuloksia.
Historiallisesti 5 % suolasumutestiä 95 °F:ssa (35 °C) on käytetty myös passivoivien näytteiden arvioimiseen. Tämä testi on liian tiukka joillekin laaduille, eikä sitä yleensä vaadita varmistamaan, että passivointi on tehokasta.
Vältä liiallisten kloridien käyttöä, sillä ne voivat aiheuttaa haitallisia salamaiskuja. Käytä vain korkealaatuista vettä, jossa on alle 50 miljoonasosaa (ppm) kloridia. Vesijohtovesi on yleensä riittävä ja kestää jopa useita satoja ppm kloridia.
On tärkeää vaihtaa kylpy säännöllisesti, jotta vältetään passivointipotentiaalin menetys, mikä voi johtaa leikkaukseen ja vaurioituneisiin osiin. Kylpy on säilytettävä oikeassa lämpötilassa, koska karkaavat lämpötilat voivat aiheuttaa paikallista korroosiota.
On tärkeää ylläpitää erittäin tarkkaa liuoksen vaihtoaikataulua suurten tuotantoajojen aikana kontaminaatiomahdollisuuden minimoimiseksi. Kylvyn tehokkuutta testattiin kontrollinäytteellä. Jos näyte joutuu hyökkäykseen, on aika vaihtaa kylpy.
Ilmoita, että tietyt koneet valmistavat vain ruostumatonta terästä;käytä samaa jäähdytysnestettä ruostumattoman teräksen leikkaamiseen, lukuun ottamatta kaikkia muita metalleja.
DO-telineen osat on käsitelty yksitellen metallin välisen kosketuksen välttämiseksi. Tämä on erityisen tärkeää ruostumattoman teräksen vapaassa työstyksessä, koska tarvitaan vapaasti virtaavia passivointi- ja huuhteluliuoksia korroosiotuotteiden levittämiseksi sulfideihin ja happotaskujen muodostumisen välttämiseksi.
Älä passivoi hiilettyjä tai nitridoituja ruostumattomia teräsosia. Näin käsiteltyjen osien korroosionkestävyys voi heikentyä siihen pisteeseen, että ne joutuisivat hyökkäämään passivointikylvyssä.
Älä käytä rautapitoisia työkaluja työpajaympäristössä, joka ei ole erityisen puhdas. Teräsrakeita voidaan välttää käyttämällä kovametalli- tai keraamisia työkaluja.
Älä unohda, että passivointikylvyssä voi esiintyä korroosiota, jos osaa ei lämpökäsitetä kunnolla. Korkeahiilipitoiset ja kromipitoiset martensiittiset lajikkeet on kovetettava korroosionkestävyyden vuoksi.
Passivointi suoritetaan yleensä myöhemmän karkaisun jälkeen käyttämällä lämpötiloja, jotka ylläpitävät korroosionkestävyyttä.
Älä jätä huomiotta passivointikylvyn typpihappokonsentraatiota. Säännölliset tarkastukset tulee tehdä käyttämällä Carpenterin tarjoamaa yksinkertaista titrausmenettelyä. Älä passivoi useampaa kuin yhtä ruostumatonta terästä kerrallaan. Tämä estää kalliita sekaannuksia ja välttää galvaaniset reaktiot.
Tietoja kirjoittajista: Terry A. DeBold on ruostumattomien terässeosten tutkimus- ja kehitysasiantuntija ja James W. Martin on baarimetallurgi Carpenter Technology Corp.:ssa (Reading, PA).
Yhä tiukentuvien pintakäsittelyvaatimusten maailmassa yksinkertaiset "karheus"mittaukset ovat edelleen hyödyllisiä. Katsotaanpa, miksi pinnan mittaus on tärkeää ja kuinka se voidaan tarkistaa liikkeessä kehittyneillä kannettavilla mittareilla.
Oletko varma, että sinulla on paras terä tähän sorvaukseen?Tarkista lastu, varsinkin jos se jätetään ilman valvontaa. Sirun ominaisuudet kertovat paljon.