Asegurácheste de que as pezas se mecanizan segundo as especificacións. Agora, asegúrate de tomar as medidas necesarias para protexer estas pezas nas condicións que esperan os teus clientes.#basic
A pasivación segue sendo un paso crítico para maximizar a resistencia básica á corrosión das pezas e conxuntos mecanizados de aceiro inoxidable. Pode marcar a diferenza entre un rendemento satisfactorio e un fallo prematuro. A pasivación, executada incorrectamente, pode causar corrosión.
A pasivación é un método posterior á fabricación que maximiza a resistencia á corrosión inherente das aliaxes de aceiro inoxidable que producen a peza. Non é un tratamento de descalcificación nin un revestimento de pintura.
Non existe un consenso xeral sobre o mecanismo preciso de como funciona a pasivación. Pero é certo que hai unha película protectora de óxido na superficie do aceiro inoxidable pasivado. Pénsase que esta película invisible é extremadamente delgada, menos de 0,0000001 de polgada de espesor, aproximadamente 1/100.000 do espesor dun cabelo humano.
Unha peza de aceiro inoxidable limpa, recentemente mecanizada, pulida ou decapada, adquirirá automaticamente esta película de óxido debido á súa exposición ao osíxeno atmosférico. En condicións ideais, esta capa protectora de óxido cobre completamente todas as superficies da peza.
Non obstante, na práctica, os contaminantes como a sucidade da tenda ou as partículas de ferro das ferramentas de corte poden transferirse á superficie das pezas de aceiro inoxidable durante o mecanizado. Se non se eliminan, estes corpos estraños poden reducir a eficacia da película protectora orixinal.
Durante o mecanizado, pequenas cantidades de ferro libre poden desgastar a ferramenta e transferirse á superficie da peza de aceiro inoxidable. Nalgúns casos, pode aparecer unha fina capa de ferruxe na peza. Esta é realmente a corrosión do aceiro pola ferramenta, non do metal base. En ocasións, as fendas das partículas de aceiro incrustadas das ferramentas de corte ou a corrosión da propia peza poden provocar a erosión dos produtos.
Do mesmo xeito, pequenas partículas de sucidade ferrosa da tenda poden adherirse á superficie da peza. Aínda que o metal pode parecer brillante no estado mecanizado, despois da exposición ao aire, as partículas invisibles de ferro libre poden provocar a oxidación superficial.
Os sulfuros expostos tamén poden ser un problema. Proceden de engadir xofre ao aceiro inoxidable para mellorar a maquinabilidade. Os sulfuros aumentan a capacidade da aliaxe para formar virutas durante o mecanizado, que poden desprenderse completamente da ferramenta de corte. A menos que as pezas estean debidamente pasivadas, os sulfuros poden converterse nun punto de partida para a corrosión superficial dos produtos fabricados.
En ambos os casos, a pasivación é necesaria para maximizar a resistencia natural á corrosión do aceiro inoxidable.Elimina os contaminantes da superficie, como partículas de sucidade ferrosa da tenda e partículas de ferro nas ferramentas de corte, que poden formar ferruxe ou converterse nun punto de partida para a corrosión. A pasivación tamén elimina os sulfuros expostos na superficie das aliaxes de aceiro inoxidable de corte libre.
Un procedemento en dous pasos proporciona a mellor resistencia á corrosión: 1. Limpeza, un procedemento básico pero que ás veces se pasa por alto;2. Baño de ácido ou tratamento de pasivación.
A limpeza sempre debe ser unha prioridade. As superficies deben ser limpadas a fondo de graxa, líquido de refrixeración ou outros restos de tenda para unha resistencia á corrosión óptima. Os restos de mecanizado ou outras sucidade da tenda pódense limpar coidadosamente da peza. Pódense usar desengraxantes ou produtos de limpeza comerciais para eliminar aceites de proceso ou refrixerantes. As materias estrañas, como os óxidos térmicos, poden ter que eliminarse mediante métodos de moenda, tales como métodos de moenda.
Ás veces, un operador de máquina pode saltarse a limpeza básica, pensando erróneamente que a limpeza e a pasivación ocorrerán simultáneamente simplemente mergullando unha peza cargada de graxa nun baño ácido. Iso non sucederá. Pola contra, a graxa contaminada reacciona co ácido para formar burbullas de aire. Estas burbullas recóllense na superficie da peza e interfiren coa pasivación.
Para empeorar as cousas, a contaminación das solucións de pasivación, que ás veces conteñen altas concentracións de cloruros, pode provocar un "destello". A diferenza da obtención da película de óxido desexada cunha superficie brillante, limpa e resistente á corrosión, o gravado instantáneo pode producir unha superficie moi gravada ou escurecida, un deterioro da superficie que a pasivación está deseñada para optimizar.
As pezas feitas de aceiro inoxidable martensítico [magnético, moderadamente resistente á corrosión, límite de fluencia de ata uns 280 ksi (1930 MPa)] son ​​endurecidas a temperaturas elevadas e despois téñense para garantir a dureza e as propiedades mecánicas desexadas.
Neste caso, a peza debe limparse a fondo cun desengraxante ou limpador para eliminar calquera resto de fluído de corte antes do tratamento térmico. Se non, o fluído de corte que queda na peza pode causar unha oxidación excesiva. Esta condición pode provocar que as pezas de tamaño insuficiente se abolen despois de eliminar a escala por métodos ácidos ou abrasivos. ocorrer, resultando en perda de resistencia á corrosión.
Despois dunha limpeza exhaustiva, as pezas de aceiro inoxidable pódense mergullar nun baño de ácido pasivador. Pódese utilizar calquera dos tres métodos: pasivación de ácido nítrico, ácido nítrico con pasivación de dicromato de sodio e pasivación de ácido cítrico. O método a utilizar depende da calidade do aceiro inoxidable e dos criterios de aceptación especificados.
As calidades de cromo-níquel máis resistentes á corrosión pódense pasivar nun baño de ácido nítrico ao 20% (v/v) (Figura 1). Como se mostra na táboa, o aceiro inoxidable menos resistente pódese pasivar engadindo dicromato de sodio a un baño de ácido nítrico, facendo que a solución sexa máis oxidante e capaz de formar unha película pasiva na superficie do ácido nítrico para substituír a concentración de ácido nítrico por outra opción para substituír o ácido nítrico. 50 % en volume. Tanto a adición de dicromato sódico como a maior concentración de ácido nítrico reducen a posibilidade de que se produza un flash non desexado.
O procedemento para a pasivación de aceiros inoxidables de mecanizado libre (tamén mostrado na Figura 1) é algo diferente do dos tipos de aceiro inoxidable sen mecanizado libre. Isto débese a que durante a pasivación nun baño típico de ácido nítrico, elimínanse algúns ou todos os sulfuros de grao mecanizado que conteñen xofre, creando descontinuidades microscópicas na superficie da parte mecanizada.
Mesmo un enxágüe con auga xeralmente eficaz pode deixar ácido residual nestas descontinuidades despois da pasivación. Este ácido atacará a superficie da peza a non ser que se neutralice ou elimine.
Para pasivar eficazmente o aceiro inoxidable facilmente mecanizable, Carpenter desenvolveu o proceso AAA (álcali-ácido-álcali), que neutraliza o ácido residual. Este método de pasivación pódese completar en menos de 2 horas. Aquí está o proceso paso a paso:
Despois do desengraxado, remolla as pezas nunha solución de hidróxido sódico ao 5% a 160 °F a 180 °F (71 °C a 82 °C) durante 30 minutos. A continuación, enxágüe as pezas ben en auga. A continuación, mergulla a peza durante 30 minutos nunha solución de ácido nítrico ao 20% (v/v) que conteña ácido nítrico g/02°F (g/l) 23°C ou 23°C. a 140 °F (49 °C) a 60 °C).Despois de retirar a peza do baño, enxágüea con auga e despois mergúllaa na solución de hidróxido de sodio durante outros 30 minutos. Enxágüe a peza de novo con auga e seca, completando o método AAA.
A pasivación do ácido cítrico é cada vez máis popular entre os fabricantes que desexan evitar o uso de ácidos minerais ou solucións que conteñan dicromato de sodio, así como os problemas de eliminación e os problemas de seguridade asociados ao seu uso. O ácido cítrico considérase ecolóxico en todos os sentidos.
Aínda que a pasivación do ácido cítrico ofrece vantaxes ambientais atractivas, as tendas que tiveron éxito coa pasivación do ácido inorgánico e que non teñen problemas de seguridade poden querer manter o rumbo. Se estes usuarios teñen unha tenda limpa, uns equipos ben coidados e limpos, un refrixerante libre de ensuciamento férreo e un proceso que produce bos resultados, é posible que non haxa necesidade real de cambios.
A pasivación nun baño de ácido cítrico descubriuse que é útil para unha gran variedade de aceiros inoxidables, incluíndo varias calidades individuais de aceiro inoxidable, como se mostra na Figura 2. Para comodidade, inclúese o método tradicional de pasivación de ácido nítrico da Figura 1. Teña en conta que as formulacións de ácido nítrico máis antigas exprésanse en porcentaxe de volume, mentres que as novas concentracións de ácido cítrico exprésanse en porcentaxe de peso. é fundamental para evitar o "intermitente" descrito anteriormente.
Os tratamentos de pasivación varían segundo o contido de cromo e as características de mecanizado de cada grao. Teña en conta as columnas que fan referencia ao proceso 1 ou ao proceso 2. Como se mostra na figura 3, o proceso 1 implica menos pasos que o proceso 2.
As probas de laboratorio demostraron que o proceso de pasivación do ácido cítrico é máis propenso a "parpadear" que o proceso do ácido nítrico. Os factores que contribúen a este ataque inclúen a temperatura do baño demasiado alta, o tempo de inmersión demasiado longo e a contaminación do baño. Os produtos de ácido cítrico que conteñen inhibidores da corrosión e outros aditivos como axentes humectantes están dispoñibles comercialmente e, segundo se informa, reducen a susceptibilidade á "corrosión instantánea".
A elección final do método de pasivación dependerá dos criterios de aceptación impostos polo cliente. Consulte ASTM A967 para obter máis información. Pódese acceder en www.astm.org.
As probas adoitan realizarse para avaliar a superficie das pezas pasivadas. A pregunta que hai que responder é: "A pasivación elimina o ferro libre e optimiza a resistencia á corrosión das calidades de corte libre?"
É importante que o método de proba coincida coa nota que se está a avaliar. As probas demasiado rigorosas fallarán en materiais perfectamente bos, mentres que as probas demasiado soltas aprobarán partes insatisfactorias.
O endurecemento por precipitación da serie 400 e os aceiros inoxidables de mecanizado libre avalíanse mellor nun armario capaz de manter o 100% de humidade (mostras húmidas) durante 24 horas a 95 ° F (35 ° C). A sección transversal adoita ser a superficie máis crítica, especialmente para as calidades de corte libre. Unha razón para iso é que o sulfuro que se intercala na máquina é alongada nesta dirección.
As superficies críticas deben colocarse cara arriba, pero entre 15 e 20 graos da vertical para permitir a perda de humidade. O material pasivado correctamente non se oxidará, aínda que pode presentar algunha mancha leve.
As calidades de aceiro inoxidable austenítico tamén se poden avaliar mediante probas de humidade. Cando se faga así, as pingas de auga deben estar presentes na superficie da mostra, indicando ferro libre pola presenza de calquera ferruxe.
Os procedementos de pasivación de aceiros inoxidables de corte libre e non de corte libre de uso común en solucións de ácido cítrico ou nítrico requiren diferentes procesos. A figura 3 a continuación ofrece detalles sobre a selección do proceso.
(a) Axuste o pH con hidróxido de sodio. (b) Vexa a figura 3 (c) Na2Cr2O7 representa 3 oz/galón (22 g/l) de dicromato sódico nun 20 % de ácido nítrico. Unha alternativa a esta mestura é o 50 % de ácido nítrico sen dicromato de sodio.
Un método máis rápido é usar a solución en ASTM A380, "Práctica estándar para a limpeza, descalcificación e pasivación de pezas, equipos e sistemas de aceiro inoxidable". A proba consiste en limpar a peza cunha solución de sulfato de cobre/ácido sulfúrico, mantenla húmida durante 6 minutos e observando para o revestimento de cobre. por recubrimento ocorre. Esta proba non debe usarse nas superficies de pezas de procesamento de alimentos. Ademais, non debe usarse para aceiros martensíticos da serie 400 ou ferríticos con baixo contido de cromo xa que poden producirse falsos positivos.
Históricamente, a proba de pulverización salina do 5 % a 95 °F (35 °C) tamén se utilizou para avaliar mostras pasivadas. Esta proba é demasiado rigorosa para algúns graos e xeralmente non é necesaria para confirmar que a pasivación é efectiva.
Evite usar cloruros en exceso, que poden causar ataques de flash prexudiciais. Se é posible, use só auga de alta calidade con menos de 50 partes por millón (ppm) de cloruro. A auga da billa adoita ser suficiente e pode tolerar ata varios centos de ppm de cloruro nalgúns casos.
É importante substituír o baño con regularidade para evitar a perda de potencial de pasivación que pode provocar quemaduras e partes danadas. O baño debe manterse á temperatura adecuada, xa que as temperaturas desbocadas poden causar corrosión localizada.
É importante manter un programa de cambio de solución moi específico durante as carreiras de alta produción para minimizar o potencial de contaminación. Utilizouse unha mostra de control para probar a eficacia do baño. Se a mostra é atacada, é hora de substituír o baño.
Especifique que determinadas máquinas fabrican só aceiro inoxidable;use o mesmo refrixerante preferido para cortar aceiro inoxidable, excluíndo todos os outros metais.
As pezas do rack DO trátanse individualmente para evitar o contacto metal con metal. Isto é especialmente importante para o mecanizado libre de aceiro inoxidable, xa que se requiren solucións de pasivación e lavado de fluxo libre para difundir os produtos de corrosión en sulfuros e evitar a formación de bolsas de ácido.
Non pasivar pezas de aceiro inoxidable carburados ou nitrurados. A resistencia á corrosión das pezas así tratadas pode reducirse ata o punto en que serían atacadas no baño de pasivación.
Non utilice ferramentas ferrosas nun ambiente de taller que non estea especialmente limpo. Pódese evitar a granalla de aceiro empregando ferramentas de carburo ou cerámica.
Non esqueza que se pode producir corrosión no baño de pasivación se a peza non recibe un tratamento térmico adecuado. Os graos martensíticos de alto carbono e alto cromo deben ser endurecidos para a resistencia á corrosión.
A pasivación adoita realizarse despois do temperado posterior utilizando temperaturas que manteñan a resistencia á corrosión.
Non ignore a concentración de ácido nítrico no baño de pasivación. As comprobacións periódicas deben realizarse mediante o procedemento de titulación sinxelo proporcionado por Carpenter. Non pasive máis dun aceiro inoxidable á vez. Isto evita confusións custosas e evita reaccións galvánicas.
Sobre os autores: Terry A. DeBold é un especialista en investigación e desenvolvemento de aliaxes de aceiro inoxidable e James W. Martin é metalúrxico de bar en Carpenter Technology Corp. (Reading, PA).
Nun mundo de especificacións de acabado de superficie cada vez máis estritas, as medicións simples de "rugosidade" seguen sendo útiles. Vexamos por que é importante a medición da superficie e como se pode comprobar na tenda con sofisticados medidores portátiles.
Estás seguro de que tes a mellor inserción para esta operación de torneado? Comprobe o chip, especialmente se non se viña. As características do chip poden dicirche moito.