Anda telah memastikan bahwa suku cadang dikerjakan sesuai spesifikasi. Sekarang, pastikan Anda telah mengambil langkah-langkah untuk melindungi suku cadang ini dalam kondisi yang diharapkan pelanggan Anda.#basic
Pasivasi tetap merupakan langkah penting dalam memaksimalkan ketahanan korosi dasar dari komponen dan rakitan mesin stainless. Hal ini dapat membuat perbedaan antara kinerja yang memuaskan dan kegagalan prematur. Jika dilakukan dengan tidak benar, pasif dapat benar-benar menyebabkan korosi.
Pasivasi adalah metode pasca-fabrikasi yang memaksimalkan ketahanan korosi yang melekat pada paduan baja tahan karat yang menghasilkan benda kerja. Ini bukan perawatan kerak, juga bukan pelapisan cat.
Tidak ada konsensus umum tentang mekanisme yang tepat tentang cara kerja pasivasi. Tetapi yang pasti ada film oksida pelindung pada permukaan baja tahan karat yang dipasivasi. Film tak terlihat ini dianggap sangat tipis, tebalnya kurang dari 0,0000001 inci, sekitar 1/100.000 ketebalan rambut manusia!
Bagian baja tahan karat yang bersih, baru dikerjakan dengan mesin, dipoles, atau diasamkan akan secara otomatis memperoleh film oksida ini karena paparannya terhadap oksigen atmosfer. Dalam kondisi ideal, lapisan oksida pelindung ini menutupi seluruh permukaan bagian tersebut.
Namun, dalam praktiknya, kontaminan seperti kotoran bengkel atau partikel besi dari alat pemotong dapat berpindah ke permukaan bagian baja tahan karat selama pemesinan. Jika tidak dihilangkan, benda asing ini dapat mengurangi keefektifan film pelindung aslinya.
Selama pemesinan, sejumlah kecil besi bebas dapat merusak perkakas dan berpindah ke permukaan benda kerja baja tahan karat. Dalam beberapa kasus, lapisan tipis karat dapat muncul pada bagian tersebut. Ini sebenarnya adalah korosi baja oleh perkakas, bukan logam tidak mulia. Kadang-kadang, celah partikel baja tertanam dari perkakas pemotong atau produk korosinya dapat menyebabkan erosi pada bagian itu sendiri.
Demikian pula, partikel kecil dari kotoran toko besi dapat menempel pada permukaan bagian. Meskipun logam mungkin tampak berkilau dalam keadaan mesin, setelah terpapar udara, partikel besi bebas yang tidak terlihat dapat menyebabkan karat permukaan.
Sulfida yang terpapar juga bisa menjadi masalah. Sulfida berasal dari penambahan belerang ke baja tahan karat untuk meningkatkan kemampuan mesin. Sulfida meningkatkan kemampuan paduan untuk membentuk serpihan selama pengerjaan mesin, yang dapat terkelupas sepenuhnya dari alat pemotong. Kecuali bagian-bagian dipasifkan dengan benar, sulfida dapat menjadi titik awal korosi permukaan pada produk manufaktur.
Dalam kedua kasus tersebut, pasivasi diperlukan untuk memaksimalkan ketahanan korosi alami dari baja tahan karat. Ini menghilangkan kontaminan permukaan, seperti partikel kotoran toko besi dan partikel besi pada alat pemotong, yang dapat membentuk karat atau menjadi titik awal korosi. Pasivasi juga menghilangkan sulfida yang terpapar pada permukaan paduan baja tahan karat pemotongan bebas.
Prosedur dua langkah memberikan ketahanan korosi terbaik: 1. Pembersihan, prosedur dasar namun terkadang diabaikan;2. Mandi asam atau perawatan pasif.
Pembersihan harus selalu menjadi prioritas.Permukaan harus dibersihkan secara menyeluruh dari gemuk, cairan pendingin, atau kotoran bengkel lainnya untuk ketahanan korosi yang optimal.Puing-puing mesin atau kotoran bengkel lainnya dapat dibersihkan dengan hati-hati dari komponen.Penghilang gemuk atau pembersih komersial dapat digunakan untuk menghilangkan minyak proses atau cairan pendingin.Benda asing seperti oksida termal mungkin harus dihilangkan dengan metode seperti penggilingan atau pengawetan.
Kadang-kadang operator mesin mungkin melewatkan pembersihan dasar, keliru berpikir bahwa pembersihan dan pasivasi akan terjadi secara bersamaan hanya dengan mencelupkan bagian yang mengandung minyak ke dalam rendaman asam. Hal ini tidak akan terjadi. Sebaliknya, minyak yang terkontaminasi bereaksi dengan asam untuk membentuk gelembung udara. Gelembung ini terkumpul di permukaan benda kerja dan mengganggu pasivasi.
Lebih buruk lagi, kontaminasi larutan pasivasi, yang kadang-kadang mengandung konsentrasi klorida yang tinggi, dapat menyebabkan "berkedip". Tidak seperti mendapatkan film oksida yang diinginkan dengan permukaan yang mengkilap, bersih, dan tahan korosi, pengetsaan kilat dapat menghasilkan permukaan yang sangat tergores atau gelap—kerusakan permukaan yang dirancang untuk dioptimalkan oleh pasivasi.
Bagian yang terbuat dari baja tahan karat martensit [magnetik, cukup tahan terhadap korosi, kekuatan luluh hingga sekitar 280 ksi (1930 MPa)] dikeraskan pada suhu tinggi dan kemudian ditempa untuk memastikan kekerasan dan sifat mekanis yang diinginkan. Paduan yang dapat dikeraskan dengan presipitasi, yang memiliki kekuatan dan ketahanan korosi yang lebih baik daripada paduan martensitik, dapat diolah dengan larutan, dikerjakan sebagian, berumur pada suhu yang lebih rendah, dan kemudian diselesaikan.
Dalam hal ini, bagian tersebut harus dibersihkan secara menyeluruh dengan degreaser atau pembersih untuk menghilangkan jejak cairan pemotongan sebelum perlakuan panas. Jika tidak, cairan pemotongan yang tersisa pada bagian tersebut dapat menyebabkan oksidasi berlebihan. Kondisi ini dapat menyebabkan bagian berukuran kecil menjadi penyok setelah kerak dihilangkan dengan metode asam atau abrasif. Jika cairan pemotongan dibiarkan tetap berada pada bagian yang mengeras terang, seperti di tungku vakum atau atmosfir pelindung, karburisasi permukaan dapat terjadi, yang mengakibatkan hilangnya ketahanan terhadap korosi.
Setelah pembersihan menyeluruh, bagian baja tahan karat dapat direndam dalam penangas asam pasif. Salah satu dari tiga metode dapat digunakan – pasivasi asam nitrat, asam nitrat dengan pasivasi natrium dikromat, dan pasivasi asam sitrat. Metode mana yang digunakan tergantung pada tingkat baja tahan karat dan kriteria penerimaan yang ditentukan.
Nilai krom-nikel yang lebih tahan korosi dapat dipasivasi dalam rendaman asam nitrat 20% (v/v) (Gambar 1). Seperti ditunjukkan pada tabel, baja tahan karat yang kurang tahan dapat dipasivasi dengan menambahkan natrium dikromat ke dalam rendaman asam nitrat, membuat larutan lebih teroksidasi dan mampu membentuk film pasif pada permukaan logam. Pilihan lain untuk mengganti asam nitrat dengan natrium kromat adalah dengan meningkatkan konsentrasi asam nitrat hingga 50% volume. Kedua penambahan natrium dikromat dan konsentrasi asam nitrat yang lebih tinggi mengurangi kemungkinan flash yang tidak diinginkan.
Prosedur untuk mempasifiasi baja tahan karat pemesinan bebas (juga ditunjukkan pada Gambar 1) agak berbeda dengan prosedur untuk baja tahan karat non-pemesinan bebas. Hal ini karena selama pasivasi dalam rendaman asam nitrat tipikal, beberapa atau semua kelas sulfida yang dapat dikerjakan yang mengandung belerang dihilangkan, menciptakan diskontinuitas mikroskopis pada permukaan bagian mesin.
Bahkan pembilasan air yang efektif secara umum dapat meninggalkan sisa asam pada diskontinuitas ini setelah pasif. Asam ini kemudian akan menyerang permukaan bagian kecuali jika dinetralkan atau dihilangkan.
Untuk secara efektif mempasifkan baja tahan karat yang mudah dikerjakan, Carpenter telah mengembangkan proses AAA (Alkali-Acid-Alkali), yang menetralkan sisa asam. Metode pasivasi ini dapat diselesaikan dalam waktu kurang dari 2 jam. Berikut proses langkah demi langkahnya:
Setelah degreasing, rendam komponen dalam larutan natrium hidroksida 5% pada suhu 160°F hingga 180°F (71°C hingga 82°C) selama 30 menit. Kemudian bilas komponen secara menyeluruh dalam air. Selanjutnya, rendam komponen selama 30 menit dalam larutan asam nitrat 20% (v/v) yang mengandung 3 oz/gal (22 g/l) natrium dikromat pada suhu 120°F hingga 140°F (49°C) untuk 60°C).Setelah mengeluarkan bagian dari bak mandi, bilas dengan air lalu rendam dalam larutan natrium hidroksida selama 30 menit lagi. Bilas kembali bagian tersebut dengan air dan keringkan, selesaikan metode AAA.
Pasivasi asam sitrat semakin populer di kalangan produsen yang ingin menghindari penggunaan asam mineral atau larutan yang mengandung natrium dikromat, serta masalah pembuangan dan masalah keamanan yang lebih besar terkait penggunaannya. Asam sitrat dianggap ramah lingkungan dalam segala hal.
Sementara pasivasi asam sitrat menawarkan keuntungan lingkungan yang menarik, bengkel yang telah sukses dengan pasivasi asam anorganik dan tidak memiliki masalah keamanan mungkin ingin tetap mengikuti kursus. Jika pengguna ini memiliki bengkel yang bersih, peralatan yang terawat dan bersih, cairan pendingin bebas dari pengotoran bengkel besi, dan proses yang membuahkan hasil yang baik, mungkin tidak ada kebutuhan nyata untuk perubahan.
Pasivasi dalam rendaman asam sitrat ternyata berguna untuk berbagai macam baja tahan karat, termasuk beberapa kelas baja tahan karat individual, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Untuk kenyamanan, metode pasif asam nitrat tradisional pada Gambar 1 disertakan. Perhatikan bahwa formulasi asam nitrat yang lebih tua dinyatakan dalam persen volume, sedangkan konsentrasi asam sitrat yang lebih baru dinyatakan dalam persen berat. Penting untuk diperhatikan bahwa saat menerapkan prosedur ini, keseimbangan yang hati-hati antara waktu perendaman, suhu rendaman, dan konsentrasi sangat penting untuk menghindari "kedipan" yang dijelaskan sebelumnya.
Perawatan pasivasi bervariasi sesuai dengan kandungan kromium dan karakteristik pemesinan dari setiap kelas. Perhatikan kolom yang merujuk ke Proses 1 atau Proses 2. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3, Proses 1 melibatkan langkah yang lebih sedikit daripada Proses 2.
Tes laboratorium telah menunjukkan bahwa proses pasivasi asam sitrat lebih rentan terhadap "flashing" daripada proses asam nitrat. Faktor yang berkontribusi terhadap serangan ini termasuk suhu rendaman yang terlalu tinggi, waktu perendaman yang terlalu lama, dan kontaminasi rendaman. Produk asam sitrat yang mengandung penghambat korosi dan aditif lain seperti bahan pembasah tersedia secara komersial dan dilaporkan mengurangi kerentanan terhadap "korosi kilat".
Pilihan akhir metode pasivasi akan bergantung pada kriteria penerimaan yang ditetapkan oleh pelanggan. Lihat ASTM A967 untuk detailnya. Dapat diakses di www.astm.org.
Pengujian sering dilakukan untuk mengevaluasi permukaan bagian yang dipasivasi. Pertanyaan yang harus dijawab adalah, "Apakah pasivasi menghilangkan besi bebas dan mengoptimalkan ketahanan korosi pada grade free-cutting?"
Adalah penting bahwa metode pengujian sesuai dengan grade yang dinilai. Tes yang terlalu ketat akan gagal dengan sempurna bahan yang bagus, sedangkan tes yang terlalu longgar akan melewati bagian yang tidak memuaskan.
Pengerasan presipitasi seri 400 dan baja tahan karat pemesinan bebas paling baik dievaluasi dalam kabinet yang mampu mempertahankan kelembapan 100% (sampel basah) selama 24 jam pada suhu 95°F (35°C). Potongan melintang seringkali merupakan permukaan yang paling kritis, terutama untuk grade pemotongan bebas. Salah satu alasannya adalah sulfida memanjang ke arah mesin, memotong permukaan ini.
Permukaan kritis harus ditempatkan ke atas, tetapi pada 15 hingga 20 derajat dari vertikal untuk memungkinkan hilangnya kelembapan. Bahan yang dipasivasi dengan benar tidak akan berkarat, meskipun mungkin menunjukkan sedikit noda.
Nilai baja tahan karat austenitik juga dapat dievaluasi dengan pengujian kelembaban. Saat diuji, tetesan air harus ada di permukaan sampel, yang menunjukkan besi bebas dengan adanya karat.
Prosedur untuk pasifisasi baja tahan karat free-cutting dan non-free-cutting yang biasa digunakan dalam larutan asam sitrat atau asam nitrat memerlukan proses yang berbeda. Gambar 3 di bawah ini memberikan rincian tentang pemilihan proses.
(a) Sesuaikan pH dengan natrium hidroksida. (b) Lihat Gambar 3 (c) Na2Cr2O7 mewakili 3 oz/gallon (22 g/l) natrium dikromat dalam asam nitrat 20%. Alternatif untuk campuran ini adalah asam nitrat 50% tanpa natrium dikromat
Metode yang lebih cepat adalah dengan menggunakan larutan dalam ASTM A380, “Praktek Standar untuk Pembersihan, Kerak, dan Pasifasi Bagian, Peralatan, dan Sistem Stainless Steel.”Pengujian terdiri dari menyeka bagian dengan larutan tembaga sulfat/asam sulfat, menjaganya tetap basah selama 6 menit dan mengamati pelapisan tembaga.Sebagai alternatif, bagian tersebut dapat direndam dalam larutan selama 6 menit.Jika besi larut, pelapisan tembaga terjadi.Pengujian ini tidak berlaku untuk permukaan bagian pemrosesan makanan.Juga, itu tidak boleh digunakan untuk baja feritik martensit seri 400 atau baja feritik kromium rendah karena dapat terjadi hasil positif palsu.
Secara historis, uji semprotan garam 5% pada suhu 95°F (35°C) juga telah digunakan untuk mengevaluasi sampel yang dipasivasi. Tes ini terlalu ketat untuk beberapa tingkatan dan umumnya tidak diperlukan untuk memastikan keefektifannya.
Hindari penggunaan klorida berlebih, yang dapat menyebabkan serangan kilat yang berbahaya. Jika memungkinkan, gunakan hanya air berkualitas tinggi dengan klorida kurang dari 50 bagian per juta (ppm). Air keran biasanya cukup dan dapat mentolerir hingga beberapa ratus ppm klorida dalam beberapa kasus.
Penting untuk mengganti bak mandi secara teratur agar tidak kehilangan potensi pasivasi, yang dapat menyebabkan sambaran petir dan bagian yang rusak. Bak mandi harus dijaga pada suhu yang sesuai, karena suhu yang tidak terkendali dapat menyebabkan korosi lokal.
Penting untuk mempertahankan jadwal perubahan larutan yang sangat spesifik selama produksi tinggi berjalan untuk meminimalkan potensi kontaminasi. Sampel kontrol digunakan untuk menguji keefektifan rendaman. Jika sampel diserang, saatnya mengganti rendaman.
Harap tentukan bahwa mesin tertentu hanya membuat baja tahan karat;gunakan pendingin pilihan yang sama untuk memotong baja tahan karat, tidak termasuk semua logam lainnya.
Bagian rak DO diperlakukan secara terpisah untuk menghindari kontak logam-ke-logam. Hal ini sangat penting untuk pemesinan bebas baja tahan karat, karena larutan pasivasi dan pembilasan yang mengalir bebas diperlukan untuk menyebarkan produk korosi sulfida dan menghindari pembentukan kantong asam.
Jangan pasifkan bagian baja tahan karat karburasi atau nitridasi.Ketahanan korosi bagian yang dirawat dapat dikurangi ke titik di mana mereka akan diserang di rendaman pasivasi.
Jangan gunakan perkakas besi di lingkungan bengkel yang tidak terlalu bersih. Grit baja dapat dihindari dengan menggunakan perkakas karbida atau keramik.
Jangan lupa bahwa korosi dapat terjadi pada bak pasivasi jika bagian tersebut tidak diberi perlakuan panas dengan benar. Karbon tinggi, kadar martensit kromium tinggi harus dikeraskan untuk ketahanan terhadap korosi.
Pasivasi biasanya dilakukan setelah temper berikutnya menggunakan suhu yang menjaga ketahanan korosi.
Jangan abaikan konsentrasi asam nitrat dalam wadah pasivasi. Pemeriksaan berkala harus dilakukan dengan menggunakan prosedur titrasi sederhana yang disediakan oleh Tukang Kayu. Jangan membuat pasivasi lebih dari satu baja tahan karat sekaligus. Hal ini mencegah kebingungan yang merugikan dan menghindari reaksi galvanik.
Tentang penulis: Terry A. DeBold adalah spesialis penelitian dan pengembangan paduan baja tahan karat dan James W. Martin adalah ahli metalurgi batangan di Carpenter Technology Corp. (Reading, PA).
Di dunia dengan spesifikasi akhir permukaan yang semakin ketat, pengukuran “kekasaran” sederhana masih berguna. Mari kita lihat mengapa pengukuran permukaan itu penting dan bagaimana cara memeriksanya di lantai bengkel dengan alat pengukur portabel yang canggih.
Apakah Anda yakin memiliki sisipan terbaik untuk operasi pembubutan ini? Periksa chip, terutama jika dibiarkan tanpa pengawasan. Karakteristik chip dapat memberi tahu Anda banyak hal.