Jūs esat nodrošinājis, ka detaļas ir apstrādātas atbilstoši specifikācijām. Tagad pārliecinieties, ka esat veicis pasākumus, lai aizsargātu šīs daļas tādos apstākļos, kā to sagaida jūsu klienti.#basic
Pasivācija joprojām ir būtisks solis, lai maksimāli palielinātu nerūsējošā tērauda apstrādāto detaļu un mezglu pamata izturību pret koroziju.Tā var atšķirties starp apmierinošu veiktspēju un priekšlaicīgu atteici. Nepareizi veikta pasivēšana faktiski var izraisīt koroziju.
Pasivācija ir pēcapstrādes metode, kas maksimāli palielina nerūsējošā tērauda sakausējumu raksturīgo izturību pret koroziju, kas ražo apstrādājamo detaļu. Tā nav atkaļķošanas procedūra, ne arī krāsas pārklājums.
Nav vispārējas vienprātības par precīzu pasivācijas darbības mehānismu. Taču ir skaidrs, ka uz pasivēta nerūsējošā tērauda virsmas ir aizsargājoša oksīda plēve. Tiek uzskatīts, ka šī neredzamā plēve ir ārkārtīgi plāna, mazāka par 0,0000001 collu bieza, aptuveni 1/100 000 daļa no cilvēka matu biezuma!
Tīra, tikko apstrādāta, pulēta vai kodināta nerūsējošā tērauda detaļa automātiski iegūs šo oksīda plēvi, jo tā ir pakļauta atmosfēras skābekļa iedarbībai. Ideālos apstākļos šis aizsargājošais oksīda slānis pilnībā pārklāj visas detaļas virsmas.
Tomēr praksē piesārņotāji, piemēram, veikalu netīrumi vai dzelzs daļiņas no griezējinstrumentiem, apstrādes laikā var pārvietoties uz nerūsējošā tērauda detaļu virsmu. Ja šie svešķermeņi netiek noņemti, tie var samazināt oriģinālās aizsargplēves efektivitāti.
Apstrādes laikā neliels daudzums brīvā dzelzs var nolietot instrumentu un pāriet uz nerūsējošā tērauda sagataves virsmu. Dažos gadījumos uz detaļas var parādīties plāns rūsas slānis. Faktiski tā ir instrumenta izraisīta tērauda korozija, nevis parastā metāla korozija. Reizēm griezējinstrumentu iegulto tērauda daļiņu plaisas var izraisīt pašas daļas eroziju.
Tāpat nelielas melno metālu netīrumu daļiņas var pielipt pie detaļas virsmas. Lai gan metāls apstrādātā stāvoklī var izskatīties spīdīgs, pēc gaisa iedarbības neredzamas brīvā dzelzs daļiņas var izraisīt virsmas rūsēšanu.
Problēma var būt arī atklāti sulfīdi. Tie rodas, pievienojot sēru nerūsējošajam tēraudam, lai uzlabotu apstrādājamību. Sulfīdi palielina sakausējuma spēju apstrādes laikā veidot skaidas, kuras var pilnībā noņemt no griezējinstrumenta. Ja daļas nav pareizi pasivētas, sulfīdi var kļūt par sākumpunktu ražoto izstrādājumu virsmas korozijai.
Abos gadījumos ir nepieciešama pasivēšana, lai maksimāli palielinātu nerūsējošā tērauda dabisko izturību pret koroziju.Tā noņem virsmas piesārņotājus, piemēram, melno metālu netīrumu daļiņas un dzelzs daļiņas griezējinstrumentos, kas var veidot rūsu vai kļūt par korozijas sākumpunktu.Pasivācija arī noņem sulfīdus, kas ir pakļauti brīvi griežama nerūsējošā tērauda virsmai.
Divpakāpju procedūra nodrošina vislabāko izturību pret koroziju: 1. Tīrīšana, pamata, bet dažkārt neievērota procedūra;2. Skābes vannas vai pasivācijas apstrāde.
Tīrīšanai vienmēr jābūt prioritātei. Virsmas ir rūpīgi jānotīra no taukiem, dzesēšanas šķidruma vai citiem veikala gružiem, lai nodrošinātu optimālu izturību pret koroziju. Apstrādes gružus vai citus veikala netīrumus var rūpīgi noslaucīt no detaļām. Lai noņemtu tehnoloģiskās eļļas vai dzesēšanas šķidrumus, var izmantot komerciālus attaukotājus vai tīrīšanas līdzekļus. Var būt nepieciešams noņemt svešķermeņus, piemēram, slīpēšanas vai kodināšanas metodes.
Dažkārt mašīnas operators var izlaist pamata tīrīšanu, kļūdaini domājot, ka tīrīšana un pasivēšana notiks vienlaicīgi, vienkārši iemērcot ar taukiem piesātinātu daļu skābes vannā. Tas nenotiks. Un otrādi, piesārņota smērviela reaģē ar skābi, veidojot gaisa burbuļus. Šie burbuļi sakrājas uz sagataves virsmas un traucē pasivāciju.
Situāciju pasliktina tas, ka pasivācijas šķīdumu piesārņojums, kas dažkārt satur augstu hlorīdu koncentrāciju, var izraisīt “mirgošanu”. Atšķirībā no vēlamās oksīda plēves iegūšanas ar spīdīgu, tīru, pret koroziju izturīgu virsmu, zibens kodināšana var izraisīt stipri iegravētu vai aptumšotu virsmu — virsmas pasliktināšanos, kuras optimizēšanai pasivēšana ir paredzēta.
Detaļas, kas izgatavotas no martensīta nerūsējošā tērauda [magnētiskas, vidēji izturīgas pret koroziju, tecēšanas robeža līdz aptuveni 280 ksi (1930 MPa)] tiek rūdītas paaugstinātā temperatūrā un pēc tam rūdītas, lai nodrošinātu vēlamo cietību un mehāniskās īpašības. Nokrišņos rūdāmi sakausējumi, kuriem ir labāka izturība un izturība pret koroziju nekā apstrādāti ar šķīdumiem un pēc tam apstrādāti ar zemāku martensīta šķīduma temperatūru.
Šādā gadījumā detaļa ir rūpīgi jāiztīra ar attaukošanas līdzekli vai tīrīšanas līdzekli, lai pirms termiskās apstrādes noņemtu visas griešanas šķidruma pēdas. Pretējā gadījumā griešanas šķidrums, kas paliek uz detaļas, var izraisīt pārmērīgu oksidāciju. Šis stāvoklis var izraisīt mazizmēra detaļu iespiedumus pēc tam, kad katlakmens ir noņemts ar skābi vai abrazīvām metodēm. Ja griešanas šķidrumam ir atļauts palikt uz spilgti sacietējušām daļām, piemēram, veidojot karkasu, veidojas aizsargatmosfēra. jonu pretestība.
Pēc rūpīgas tīrīšanas nerūsējošā tērauda detaļas var iegremdēt pasivējošā skābes vannā. Var izmantot jebkuru no trim metodēm – pasivāciju ar slāpekļskābi, pasivāciju ar slāpekļskābi ar nātrija dihromātu un pasivāciju ar citronskābi. Kuru metodi izmantot, ir atkarīgs no nerūsējošā tērauda kvalitātes un noteiktajiem pieņemšanas kritērijiem.
Korozijizturīgākas hroma-niķeļa kategorijas var pasivēt 20% (v/v) slāpekļskābes vannā (1. attēls). Kā parādīts tabulā, mazāk izturīgu nerūsējošo tēraudu var pasivēt, pievienojot slāpekļskābes vannai nātrija dihromātu, padarot šķīdumu oksidējošāku un spējīgu veidot pasīvo plēvi uz citas hromskābes virsmas, lai palielinātu nitrskābes koncentrāciju uz virsmas. triskābe līdz 50% pēc tilpuma.Gan nātrija dihromāta pievienošana, gan lielāka slāpekļskābes koncentrācija samazina nevēlamas uzliesmošanas iespējamību.
Brīvi apstrādājamo nerūsējošā tērauda pasivēšanas procedūra (arī parādīta 1. attēlā) nedaudz atšķiras no nerūsējošā tērauda šķirņu bezapstrādes procedūras. Tas ir tāpēc, ka pasivēšanas laikā tipiskā slāpekļskābes vannā tiek noņemti daži vai visi sēru saturošie mehāniski apstrādājamie sulfīdi, radot mikroskopiskas virsmas pārtraukumu daļas.
Pat vispārēji efektīva skalošana ar ūdeni var atstāt skābes atlikumu šajās pārrāvumos pēc pasivēšanas. Šī skābe pēc tam uzbruks daļas virsmai, ja vien tā netiks neitralizēta vai noņemta.
Lai efektīvi pasivētu viegli apstrādājamu nerūsējošo tēraudu, Carpenter ir izstrādājis AAA (Alkali-Acid-Alkali) procesu, kas neitralizē atlikušo skābi. Šo pasivēšanas metodi var pabeigt mazāk nekā 2 stundu laikā. Šeit ir aprakstīts soli pa solim process:
Pēc attaukošanas daļas iemērciet 5% nātrija hidroksīda šķīdumā 160°F līdz 180°F (71°C līdz 82°C) temperatūrā 30 minūtes. Pēc tam rūpīgi izskalojiet detaļas ūdenī. Pēc tam iegremdējiet daļu uz 30 minūtēm 20% (v/v) dihromskābes šķīdumā, kas satur 20% slāpekļskābes/gala (32°F/gal) 140°F (49°C) līdz 60°C).Pēc daļas izņemšanas no vannas noskalojiet to ar ūdeni un pēc tam iegremdējiet nātrija hidroksīda šķīdumā vēl uz 30 minūtēm. Vēlreiz noskalojiet daļu ar ūdeni un nosusiniet, pabeidzot AAA metodi.
Citronskābes pasivāciju arvien vairāk iecienījuši ražotāji, kuri vēlas izvairīties no minerālskābju vai nātrija dihromātu saturošu šķīdumu izmantošanas, kā arī ar to izmantošanu saistītajām utilizācijas problēmām un lielākām drošības problēmām. Citronskābe tiek uzskatīta par videi draudzīgu visos veidos.
Lai gan citronskābes pasivēšana piedāvā pievilcīgas vides priekšrocības, veikali, kuriem ir bijusi veiksmīga neorganiskās skābes pasivēšana un kuriem nav drošības apsvērumu, varētu vēlēties turpināt šo kursu. Ja šiem lietotājiem ir tīrs veikals, labi uzturēts un tīrs aprīkojums, dzesēšanas šķidrums bez dzelzs ceha piesārņojuma un process, kas dod labus rezultātus, izmaiņas var nebūt īstas.
Ir konstatēts, ka pasivēšana citronskābes vannā ir noderīga lielam nerūsējošā tērauda klāstam, tostarp vairākām atsevišķām nerūsējošā tērauda kategorijām, kā parādīts 2. attēlā. Ērtības labad ir iekļauta tradicionālā slāpekļskābes pasivēšanas metode 1. attēlā. Ņemiet vērā, ka vecāki slāpekļskābes preparāti ir izteikti tilpuma procentos, savukārt jaunākās citronskābes koncentrācijas ir svarīgas laika koncentrācijā un vannā, kas ir svarīgas svara procentos. ir ļoti svarīgi, lai izvairītos no iepriekš aprakstītās “mirgošanas”.
Pasivācijas apstrāde atšķiras atkarībā no katras kategorijas hroma satura un apstrādes raksturlielumiem. Ņemiet vērā kolonnas, kas attiecas uz 1. vai 2. procesu. Kā parādīts 3. attēlā, 1. process ietver mazāk darbību nekā 2. process.
Laboratorijas testi ir parādījuši, ka citronskābes pasivēšanas process ir vairāk pakļauts "uzplaiksnījumam" nekā slāpekļskābes process. Faktori, kas veicina šo uzbrukumu, ir pārāk augsta vannas temperatūra, pārāk ilgs mērcēšanas laiks un vannas piesārņojums. Citronskābes produkti, kas satur korozijas inhibitorus un citas piedevas, piemēram, mitrinātājus, ir komerciāli pieejami, un tiek ziņots, ka tie samazina pretsāpju koroziju.
Galīgā pasivēšanas metodes izvēle būs atkarīga no klienta noteiktajiem pieņemšanas kritērijiem. Sīkāku informāciju skatiet ASTM A967. Tai var piekļūt vietnē www.astm.org.
Bieži tiek veikti testi, lai novērtētu pasivēto detaļu virsmu. Uz jautājumu ir jāatbild: "Vai pasivēšana atdala brīvo dzelzi un optimizē brīvās griešanas šķirņu izturību pret koroziju?"
Ir svarīgi, lai testa metode atbilstu vērtējamajai pakāpei. Pārāk stingras pārbaudes neizdosies pilnīgi labiem materiāliem, savukārt pārāk vaļīgas pārbaudes izturēs neapmierinošas daļas.
400. sērijas nokrišņu rūdīšanas un brīvi apstrādājami nerūsējošie tēraudi ir vislabāk novērtēti skapī, kas spēj uzturēt 100% mitrumu (slapjos paraugos) 24 stundas 95 °F (35 °C) temperatūrā. Šķērsgriezums bieži ir viskritiskākā virsma, īpaši brīvas griešanas pakāpēm. Viens no iemesliem, kāpēc šis mehāniskais virziens ir pagarināts.
Kritiskās virsmas jānovieto uz augšu, bet 15 līdz 20 grādu leņķī pret vertikāli, lai nodrošinātu mitruma zudumu. Pareizi pasivēts materiāls diez vai nerūsēs, lai gan var būt neliels traips.
Austenīta nerūsējošā tērauda markas var novērtēt arī, pārbaudot mitruma līmeni. Pārbaudot, uz parauga virsmas jābūt ūdens pilieniem, kas norāda uz brīvu dzelzi pēc jebkādas rūsas klātbūtnes.
Parasti izmantoto brīvi griežamo un negriežamo nerūsējošā tērauda pasivēšanas procedūrām citronskābes vai slāpekļskābes šķīdumos ir nepieciešami dažādi procesi. Tālāk 3. attēlā ir sniegta informācija par procesa izvēli.
(a) Noregulējiet pH ar nātrija hidroksīdu. (b) Skatiet 3. attēlu (c) Na2Cr2O7 ir 3 unces/galons (22 g/l) nātrija dihromāts 20% slāpekļskābē. Alternatīva šim maisījumam ir 50% slāpekļskābe bez nātrija dihromāta.
Ātrāka metode ir izmantot risinājumu ASTM A380, “Standarta prakse nerūsējošā tērauda detaļu, iekārtu un sistēmu tīrīšanai, atkaļķošanai un pasivēšanai”. Pārbaude sastāv no daļas noslaukšanas ar vara sulfāta/sērskābes šķīdumu, noturot to mitru 6 minūtes un novērojot, vai šķīdums var tikt iegremdēts alternatīvā minūtē6. izšķīst, rodas vara pārklājums. Šo testu nedrīkst izmantot pārtikas pārstrādes daļu virsmām. To nedrīkst izmantot arī 400. sērijas martensīta vai zema hroma ferīta tēraudiem, jo ​​var rasties kļūdaini pozitīvi rezultāti.
Vēsturiski 5% sāls izsmidzināšanas tests 95°F (35°C) temperatūrā ir izmantots arī pasivēto paraugu novērtēšanai. Šis tests ir pārāk stingrs dažām kategorijām, un parasti tas nav nepieciešams, lai apstiprinātu pasivēšanas efektivitāti.
Izvairieties no pārmērīga hlorīdu izmantošanas, kas var izraisīt kaitīgus uzliesmojumus. Ja iespējams, izmantojiet tikai augstas kvalitātes ūdeni, kurā hlorīda saturs ir mazāks par 50 daļām uz miljonu (ppm). Parasti pietiek ar krāna ūdeni, un dažos gadījumos tas var paciest līdz pat vairākiem simtiem ppm hlorīda.
Ir svarīgi regulāri nomainīt vannu, lai izvairītos no pasivācijas potenciāla zuduma, kas var izraisīt uzliesmojumu un bojātas daļas. Vannai jāuztur pareizā temperatūra, jo paaugstināta temperatūra var izraisīt lokālu koroziju.
Lai samazinātu piesārņojuma iespējamību, ir svarīgi saglabāt ļoti specifisku šķīduma maiņas grafiku lielu ražošanas ciklu laikā. Vannas efektivitātes pārbaudei tika izmantots kontroles paraugs. Ja paraugs tiek uzbrukts, ir pienācis laiks nomainīt vannu.
Lūdzu, norādiet, ka noteiktas iekārtas ražo tikai nerūsējošo tēraudu;nerūsējošā tērauda griešanai izmantojiet to pašu vēlamo dzesēšanas šķidrumu, izņemot visus citus metālus.
DO statīva daļas tiek apstrādātas atsevišķi, lai izvairītos no metāla saskares ar metālu. Tas ir īpaši svarīgi nerūsējošā tērauda brīvai apstrādei, jo ir nepieciešami brīvi plūstoši pasivēšanas un skalošanas šķīdumi, lai izkliedētu korozijas produktus sulfīdos un izvairītos no skābes kabatu veidošanās.
Nepasivējiet karburētas vai nitrētas nerūsējošā tērauda daļas. Šādi apstrādāto detaļu izturība pret koroziju var tikt samazināta līdz vietai, kur pasivēšanas vannā tās var tikt uzbruktas.
Neizmantojiet melno metālu saturošus instrumentus darbnīcas vidē, kas nav īpaši tīra. Tērauda smiltis var izvairīties, izmantojot karbīda vai keramikas instrumentus.
Neaizmirstiet, ka pasivēšanas vannā var rasties korozija, ja detaļa nav pareizi termiski apstrādāta. Martensīta markas ar augstu oglekļa saturu un augstu hroma saturu ir jārūdina, lai nodrošinātu izturību pret koroziju.
Pasivāciju parasti veic pēc sekojošas rūdīšanas, izmantojot temperatūru, kas uztur izturību pret koroziju.
Neignorējiet slāpekļskābes koncentrāciju pasivēšanas vannā. Periodiskas pārbaudes jāveic, izmantojot vienkāršu titrēšanas procedūru, ko nodrošina Carpenter. Vienlaicīgi pasivējiet vairāk par vienu nerūsējošo tēraudu. Tas novērš dārgas neskaidrības un izvairās no galvaniskām reakcijām.
Par autoriem: Terijs A. Debolds ir nerūsējošā tērauda sakausējumu pētniecības un izstrādes speciālists, un Džeimss V. Mārtins ir stieņu metalurgs uzņēmumā Carpenter Technology Corp. (Reading, PA).
Pasaulē, kurā virsmas apdares specifikācijas kļūst arvien stingrākas, vienkārši "raupjuma" mērījumi joprojām ir noderīgi. Apskatīsim, kāpēc virsmas mērījumi ir svarīgi un kā to var pārbaudīt veikalā, izmantojot izsmalcinātus portatīvos mērinstrumentus.
Vai esat pārliecināts, ka jums ir vislabākais ieliktnis šai pagriešanai? Pārbaudiet mikroshēmu, it īpaši, ja to atstājat bez uzraudzības. Mikroshēmas īpašības var jums daudz pastāstīt.