Olet varmistanut, että osat on valmistettu spesifikaatioiden mukaisesti. Varmista nyt, että ryhdyt toimiin suojataksesi näitä osia asiakkaidesi odottamassa ympäristössä. #base
Passivointi on edelleen tärkeä vaihe ruostumattomasta teräksestä koneistettujen osien ja kokoonpanojen korroosionkestävyyden maksimoinnissa. Tämä voi olla ratkaiseva tekijä tyydyttävän suorituskyvyn ja ennenaikaisen vikaantumisen välillä. Väärä passivointi voi aiheuttaa korroosiota.
Passivointi on jälkikäsittelytekniikka, joka maksimoi työkappaleen valmistuksessa käytettävien ruostumattomien terässeosten luontaisen korroosionkestävyyden. Kyseessä ei ole hilsenpoisto tai maalaaminen.
Passivoinnin tarkasta toimintamekanismista ei ole yksimielisyyttä. Mutta varmasti tiedetään, että passivoituneen ruostumattoman teräksen pinnalla on suojaava oksidikalvo. Tämän näkymättömän kalvon sanotaan olevan erittäin ohut, alle 0,0000001 tuumaa paksu, mikä on noin 1/100 000 ihmisen hiuksen paksuudesta!
Puhdas, vastatyöstetty, kiillotettu tai peitattu ruostumattomasta teräksestä valmistettu osa saa automaattisesti tämän oksidikalvon altistuessaan ilmakehän hapelle. Ihanteellisissa olosuhteissa tämä suojaava oksidikerros peittää kokonaan osan kaikki pinnat.
Käytännössä ruostumattomasta teräksestä valmistettujen osien pinnalle voi kuitenkin päästä epäpuhtauksia, kuten tehdaslikaa tai rautahiukkasia leikkaustyökaluista, käsittelyn aikana. Jos näitä vieraita esineitä ei poisteta, ne voivat heikentää alkuperäisen suojakalvon tehokkuutta.
Koneistuksen aikana työkalusta voi irrota jäämiä vapaasta raudasta ja siirtyä ruostumattomasta teräksestä valmistetun työkappaleen pinnalle. Joissakin tapauksissa osaan voi ilmestyä ohut ruostekerros. Itse asiassa tämä on työkaluteräksen, ei perusmetallin, korroosiota. Joskus leikkaustyökaluista peräisin olevien teräshiukkasten tai niiden korroosiotuotteiden aiheuttamat halkeamat voivat syövyttää itse osaa.
Samoin pienet rautametallurgisen lian hiukkaset voivat tarttua osan pintaan. Vaikka metalli saattaa näyttää kiiltävältä valmiissa tilassaan, ilman kanssa kosketuksissa olevat näkymättömät vapaan raudan hiukkaset voivat aiheuttaa pintaruostetta.
Myös paljaat sulfidit voivat olla ongelma. Niitä valmistetaan lisäämällä ruostumattomaan teräkseen rikkiä lastuttavuuden parantamiseksi. Sulfidit lisäävät seoksen kykyä muodostaa lastuja työstön aikana, jotka voidaan poistaa kokonaan leikkaustyökalusta. Jos osia ei passivoida kunnolla, sulfideista voi tulla lähtökohta teollisuustuotteiden pintakorroosiolle.
Molemmissa tapauksissa passivointi on tarpeen ruostumattoman teräksen luonnollisen korroosionkestävyyden maksimoimiseksi. Se poistaa pinnalta epäpuhtauksia, kuten rautahiukkasia ja leikkaustyökaluista peräisin olevia rautahiukkasia, jotka voivat muodostaa ruostetta tai toimia korroosion lähtökohtana. Passivointi poistaa myös sulfideja, joita esiintyy avoimesti leikattujen ruostumattomien terässeosten pinnalla.
Kaksivaiheinen menetelmä tarjoaa parhaan korroosionkestävyyden: 1. Puhdistus, pääasiallinen menetelmä, mutta joskus laiminlyöty 2. Happokylpy tai passivointi.
Puhdistuksen tulisi aina olla etusijalla. Pinnat on puhdistettava huolellisesti rasvasta, jäähdytysnesteestä ja muusta roskasta optimaalisen korroosionkestävyyden varmistamiseksi. Koneistusjätteet tai muu tehtaan lika voidaan pyyhkiä osasta varovasti pois. Prosessiöljyjen tai jäähdytysnesteiden poistamiseen voidaan käyttää kaupallisia rasvanpoistoaineita tai puhdistusaineita. Vieraat aineet, kuten lämpöoksidit, on ehkä poistettava esimerkiksi hiomalla tai peittaamalla.
Joskus koneenkäyttäjä voi ohittaa peruspuhdistuksen ja virheellisesti uskoa, että puhdistus ja passivointi tapahtuvat samanaikaisesti yksinkertaisesti upottamalla öljytyn osan happokylpyyn. Näin ei kuitenkaan tapahdu. Kääntäen, saastunut rasva reagoi hapon kanssa muodostaen ilmakuplia. Nämä kuplat kerääntyvät työkappaleen pinnalle ja häiritsevät passivointia.
Vielä pahempaa on, että passivointiliuosten, jotka joskus sisältävät suuria kloridipitoisuuksia, kontaminaatio voi aiheuttaa "välähdyksen". Toisin kuin halutun oksidikalvon, jolla on kiiltävä, puhdas ja korroosionkestävä pinta, välähdysetsaus voi johtaa pinnan vakavaan syövytykseen tai mustumiseen – pinnan heikkenemiseen, jota passivoinnin on tarkoitus optimoida.
Martensiittisista ruostumattomasta teräksestä valmistetut osat [magneettiset, kohtalaisen korroosionkestävät, myötölujuus jopa noin 280 000 psi (1930 MPa)] sammutetaan korkeissa lämpötiloissa ja päästetään sitten halutun kovuuden ja mekaanisten ominaisuuksien saavuttamiseksi. Erotuskarkaistut seokset (joilla on parempi lujuus ja korroosionkestävyys kuin martensiittisilla laaduilla) voidaan liuotuskäsitellä, osittain koneistaa, vanhentaa alhaisemmissa lämpötiloissa ja sitten viimeistellä.
Tässä tapauksessa osa on puhdistettava perusteellisesti rasvanpoistoaineella tai puhdistusaineella ennen lämpökäsittelyä mahdollisten leikkuunesteen jäämien poistamiseksi. Muuten osaan jäänyt jäähdytysneste voi aiheuttaa liiallista hapettumista. Tämä voi aiheuttaa lommojen muodostumista pienempiin osiin happo- tai hankausmenetelmillä tehdyn hilsenpoiston jälkeen. Jos jäähdytysnestettä jää kiiltäville karkaistuille osille, kuten tyhjiöuuniin tai suojakaasuun, voi esiintyä pinnan hiilestymistä, mikä johtaa korroosionkestävyyden heikkenemiseen.
Perusteellisen puhdistuksen jälkeen ruostumattomasta teräksestä valmistetut osat voidaan upottaa passivoivaan happokylpyyn. Käytettävissä on mitä tahansa kolmesta menetelmästä: passivointi typpihapolla, passivointi typpihapolla natriumdikromaatilla ja passivointi sitruunahapolla. Käytettävä menetelmä riippuu ruostumattoman teräksen laadusta ja määritellyistä hyväksymiskriteereistä.
Korroosionkestävämpiä nikkeli-kromilaatuja voidaan passivoita 20-prosenttisessa (v/v) typpihappokylvyssä (kuva 1). Kuten taulukosta käy ilmi, vähemmän kestävät ruostumattomat teräkset voidaan passivoita lisäämällä natriumdikromaattia typpihappokylpyyn, jotta liuos hapettuu paremmin ja pystyy muodostamaan passivoivan kalvon metallin pinnalle. Toinen vaihtoehto typpihapon korvaamiseksi natriumkromaatilla on lisätä typpihapon pitoisuutta 50 tilavuusprosenttiin. Sekä natriumdikromaatin lisääminen että typpihapon suurempi pitoisuus vähentävät ei-toivotun leimahduksen todennäköisyyttä.
Koneistavien ruostumattomien terästen passivointiprosessi (myös kuvassa 1) eroaa hieman koneistamattomien ruostumattomien terästen prosessista. Tämä johtuu siitä, että typpihappokylvyssä tapahtuvan passivoinnin aikana osa tai kaikki koneistettavat rikkiä sisältävät sulfidit poistetaan, mikä aiheuttaa mikroskooppisia epähomogeenisuuksia työkappaleen pinnalle.
Jopa normaalisti tehokas vesipesu voi jättää jäännöshappoa näihin epäjatkuvuuskohtiin passivoinnin jälkeen. Tämä happo hyökkää osan pintaan, jos sitä ei neutraloida tai poisteta.
Helposti työstettävän ruostumattoman teräksen tehokasta passivointia varten Carpenter on kehittänyt AAA (Alkaline-Acid-Alkaline) -prosessin, joka neutraloi jäännöshapon. Tämä passivointimenetelmä voidaan suorittaa alle kahdessa tunnissa. Tässä on vaiheittainen prosessi:
Rasvanpoiston jälkeen liota osia 5-prosenttisessa natriumhydroksidiliuoksessa 71–82 °C:ssa 30 minuuttia. Huuhtele sitten osat huolellisesti vedellä. Upota sitten osa 30 minuutiksi 20-prosenttiseen (v/v) typpihappoliuokseen, joka sisältää 22 g/l natriumdikromaattia, 49–60 °C:ssa. ) Kun olet poistanut osan kylvystä, huuhtele se vedellä ja upota se sitten natriumhydroksidiliuokseen 30 minuutiksi. Huuhtele osa uudelleen vedellä ja kuivaa, jolloin AAA-menetelmä on suoritettu loppuun.
Sitruunahappopassivointi on yhä suositumpaa valmistajien keskuudessa, jotka haluavat välttää mineraalihappojen tai natriumdikromaattia sisältävien liuosten käyttöä sekä niiden käyttöön liittyviä hävitysongelmia ja lisääntyneitä turvallisuushuolia. Sitruunahappoa pidetään kaikilta osin ympäristöystävällisenä.
Vaikka sitruunahappopassivointi tarjoaa houkuttelevia ympäristöhyötyjä, epäorgaanisen hapon passivoinnin kanssa menestyneet kaupat, joilla ei ole turvallisuusongelmia, saattavat haluta pysyä tällä menetelmällä. Jos näillä käyttäjillä on siistit työtilat, laitteet ovat hyvässä kunnossa, jäähdytysnesteessä ei ole tehtaan rautapitoisia kerrostumia ja prosessi tuottaa hyviä tuloksia, muutokselle ei ehkä ole todellista tarvetta.
Sitruunahappokylvyssä tapahtuvan passivoinnin on todettu olevan hyödyllistä monille ruostumattomille teräksille, mukaan lukien useille eri ruostumattoman teräksen laaduille, kuten kuvassa 2 on esitetty. Kuvio 2.1 sisältää perinteisen typpihapolla tehtävän passivointimenetelmän. Huomaa, että vanhat typpihappoformulaatiot ilmaistaan ​​tilavuusprosentteina, kun taas uudet sitruunahappopitoisuudet ilmaistaan ​​massaprosentteina. On tärkeää huomata, että näitä menetelmiä suoritettaessa on tärkeää tasapainottaa liotusaika, kylvyn lämpötila ja pitoisuus huolellisesti edellä kuvatun "vilkkumisen" välttämiseksi.
Passivointi vaihtelee kunkin lajikkeen kromipitoisuuden ja prosessointiominaisuuksien mukaan. Huomaa joko prosessin 1 tai prosessin 2 sarakkeet. Kuten kuvassa 3 on esitetty, prosessissa 1 on vähemmän vaiheita kuin prosessissa 2.
Laboratoriokokeet ovat osoittaneet, että sitruunahappopassivointiprosessi on alttiimpi "kiehumiselle" kuin typpihappoprosessi. Tähän hyökkäykseen vaikuttavia tekijöitä ovat liian korkea kylvyn lämpötila, liian pitkä liotusaika ja kylvyn kontaminaatio. Sitruunahappopohjaisia ​​tuotteita, jotka sisältävät korroosionestoaineita ja muita lisäaineita, kuten kostutusaineita, on saatavilla kaupallisesti, ja niiden on raportoitu vähentävän "pimeäkorroosion" alttiutta.
Passivointimenetelmän lopullinen valinta riippuu asiakkaan asettamista hyväksymiskriteereistä. Katso lisätietoja standardista ASTM A967. Se on saatavilla osoitteessa www.astm.org.
Passivoitujen osien pinnan arvioimiseksi tehdään usein testejä. Vastattava kysymys on: "Poistaako passivointi vapaata rautaa ja optimoiko seosten korroosionkestävyyden automaattista leikkausta varten?"
On tärkeää, että testausmenetelmä vastaa arvioitavaa luokkaa. Liian tiukat testit eivät läpäise ehdottoman hyviä materiaaleja, kun taas liian heikot testit läpäisevät epätyydyttäviä osia.
PH- ja helposti työstettävät 400-sarjan ruostumattomat teräkset arvioidaan parhaiten kammiossa, joka pystyy ylläpitämään 100 %:n kosteutta (näyte märkänä) 24 tunnin ajan 35 °C:n lämpötilassa. Poikkileikkaus on usein kriittisin pinta, erityisesti vapaasti työstettävillä laaduilla. Yksi syy tähän on se, että sulfidi kulkeutuu koneen suuntaan tämän pinnan poikki.
Kriittiset pinnat tulee sijoittaa ylöspäin, mutta 15–20 asteen kulmassa pystysuoraan nähden, jotta kosteus pääsee haihtumaan. Oikein passivoitu materiaali ei juurikaan ruostu, vaikka siihen saattaa ilmestyä pieniä läikkiä.
Austeniittisia ruostumattomia teräslajeja voidaan arvioida myös kosteuskokeella. Tässä kokeessa näytteen pinnalla tulisi olla vesipisaroita, jotka osoittavat vapaan raudan läsnäolon ruosteena.
Yleisesti käytettyjen automaattisten ja manuaalisten ruostumattomien terästen passivointi sitruuna- tai typpihappoliuoksissa vaatii erilaisia ​​prosesseja. Alla olevassa kuvassa 3 on yksityiskohtia prosessin valinnasta.
(a) Säädä pH natriumhydroksidilla. (b) Katso kuva 3(c) Na2Cr2O7 on 22 g/l natriumdikromaattia 20-prosenttisessa typpihapossa. Vaihtoehto tälle seokselle on 50-prosenttinen typpihappo ilman natriumdikromaattia.
Nopeampi lähestymistapa on käyttää ASTM A380 -standardia, joka on ruostumattomasta teräksestä valmistettujen osien, laitteiden ja järjestelmien puhdistus-, kalkinpoisto- ja passivointimenetelmä. Testiin kuuluu osan pyyhkiminen kuparisulfaatti-/rikkihappoliuoksella, sen pitäminen märkänä 6 minuutin ajan ja kuparipinnoituksen tarkkailu. Vaihtoehtoisesti osa voidaan upottaa liuokseen 6 minuutiksi. Jos rauta liukenee, kuparipinnoitus tapahtuu. Tätä testiä ei sovelleta elintarvikkeiden jalostuksessa käytettävien osien pintoihin. Sitä ei myöskään tule käyttää 400-sarjan martensiittisille teräksille tai matalakromisille ferriittisille teräksille, koska vääriä positiivisia tuloksia voi esiintyä.
Historiallisesti passivoitujen näytteiden arviointiin on käytetty myös 5 %:n suolasumutestiä 35 °C:ssa. Tämä testi on liian tiukka joillekin lajikkeille, eikä sitä yleensä tarvita passivoinnin tehokkuuden varmistamiseksi.
Vältä liiallisten kloridien käyttöä, sillä ne voivat aiheuttaa vaarallisia leimahduksia. Käytä aina kun mahdollista vain korkealaatuista vettä, jonka kloridipitoisuus on alle 50 ppm. Hanavesi riittää yleensä, ja joissakin tapauksissa se kestää jopa useita satoja ppm klorideja.
On tärkeää vaihtaa kylpy säännöllisesti, jotta passivointipotentiaali ei menetetään, sillä se voi johtaa salamaniskuihin ja osien vaurioitumiseen. Kylpy on pidettävä oikeassa lämpötilassa, sillä hallitsemattomat lämpötilat voivat aiheuttaa paikallista korroosiota.
Suurten tuotantoerien aikana on tärkeää noudattaa erittäin tarkkaa liuosvaihtoaikataulua kontaminaatiomahdollisuuden minimoimiseksi. Kontrollinäytettä käytettiin kylvyn tehokkuuden testaamiseen. Jos näyte on vaurioitunut, on aika vaihtaa kylvy.
Huomaa, että jotkut koneet tuottavat vain ruostumatonta terästä; käytä samaa suositeltua jäähdytysnestettä ruostumattoman teräksen leikkaamiseen, äläkä käytä muita metalleja.
DO-telineen osat koneistetaan erikseen metallien välisen kosketuksen välttämiseksi. Tämä on erityisen tärkeää ruostumattoman teräksen vapaassa työstössä, koska sulfidikorroosiotuotteiden diffuusioon ja happotaskujen muodostumisen estämiseen tarvitaan helposti virtaavia passivointi- ja huuhteluliuoksia.
Älä passivoi hiiletettyjä tai nitrattuja ruostumattomasta teräksestä valmistettuja osia. Tällä tavoin käsiteltyjen osien korroosionkestävyys voi heikentyä niin paljon, että ne voivat vaurioitua passivointikylvyssä.
Älä käytä rautametallityökaluja työpajaolosuhteissa, jotka eivät ole erityisen puhtaita. Teräslastuja voidaan välttää käyttämällä kovametalli- tai keraamisia työkaluja.
Huomaa, että passivointikylvyssä voi esiintyä korroosiota, jos osaa ei ole lämpökäsitelty asianmukaisesti. Korkean hiili- ja kromipitoisuuden omaavat martensiittiset teräkset on karkaistava korroosionkestävyyden saavuttamiseksi.
Passivointi suoritetaan yleensä sen jälkeen, kun sitä on karkaistu korroosionkestävyyttä ylläpitävissä lämpötiloissa.
Älä laiminlyö typpihapon pitoisuutta passivointikylvyssä. Määräaikaiset tarkastukset tulee tehdä Carpenterin ehdottamalla yksinkertaisella titrausmenetelmällä. Älä passivoida useampaa kuin yhtä ruostumatonta terästä kerrallaan. Tämä estää kalliit sekaannukset ja estää galvaaniset reaktiot.
Tietoja kirjoittajista: Terry A. DeBold on ruostumattoman teräksen tutkimus- ja kehitysasiantuntija ja James W. Martin on tankometallurgian asiantuntija Carpenter Technology Corp.:lla.(Reading, Pennsylvania).
Paljonko se maksaa? Kuinka paljon tilaa tarvitsen? Mitä ympäristöongelmia kohtaan? Kuinka jyrkkä oppimiskäyrä on? Mitä anodisointi tarkalleen ottaen on? Alla on vastaukset mestareiden alkuperäisiin kysymyksiin sisätilojen anodisoinnista.
Tasaisten ja korkealaatuisten tulosten saavuttaminen keskittömällä hiontaprosessilla vaatii perusasioiden ymmärtämistä. Useimmat keskittömään hiontaan liittyvät sovellusongelmat johtuvat perusasioiden ymmärtämisen puutteesta. Tässä artikkelissa selitetään, miksi ajattelematon prosessi toimii ja miten sitä käytetään tehokkaimmin työpajassasi.