Du har sørget for at delene er maskinert i henhold til spesifikasjonene. Sørg nå for at du har tatt skritt for å beskytte disse delene under forholdene kundene forventer.#basic
Passivering er fortsatt et kritisk skritt for å maksimere den grunnleggende korrosjonsmotstanden til rustfritt maskinerte deler og sammenstillinger. Det kan utgjøre forskjellen mellom tilfredsstillende ytelse og for tidlig svikt. Feilaktig utført kan passivering faktisk forårsake korrosjon.
Passivering er en etterfabrikasjonsmetode som maksimerer den iboende korrosjonsmotstanden til de rustfrie stållegeringene som produserer arbeidsstykket. Det er ikke en avkalkingsbehandling, og det er heller ikke et malingsbelegg.
Det er ingen generell konsensus om den nøyaktige mekanismen for hvordan passivering fungerer. Men det er sikkert at det er en beskyttende oksidfilm på overflaten av passivert rustfritt stål. Denne usynlige filmen antas å være ekstremt tynn, mindre enn 0,0000001 tomme tykk, omtrent 1/100 000 av tykkelsen til et menneskehår!
En ren, nybearbeidet, polert eller syltet rustfritt ståldel vil automatisk få denne oksidfilmen på grunn av dens eksponering for atmosfærisk oksygen. Under ideelle forhold dekker dette beskyttende oksidlaget fullstendig alle overflater av delen.
I praksis kan imidlertid forurensninger som butikksmuss eller jernpartikler fra skjæreverktøy overføres til overflaten av rustfrie ståldeler under bearbeiding. Hvis de ikke fjernes, kan disse fremmedlegemene redusere effektiviteten til den originale beskyttelsesfilmen.
Under bearbeiding kan spormengder av fritt jern slites av verktøyet og overføres til overflaten av arbeidsstykket i rustfritt stål.I noen tilfeller kan det oppstå et tynt lag med rust på delen. Dette er faktisk korrosjon av stålet av verktøyet, ikke av uedelt metall. Noen ganger kan sprekker av innebygde stålpartikler fra skjæreverktøy eller deres korrosjonsprodukter forårsake selve erosjonsproduktene.
På samme måte kan små partikler av jernholdig smuss feste seg til overflaten av delen. Selv om metall kan virke skinnende i maskinert tilstand, kan usynlige partikler av fritt jern forårsake rust på overflaten etter eksponering for luft.
Eksponerte sulfider kan også være et problem. De kommer fra tilsetning av svovel til rustfritt stål for å forbedre bearbeidbarheten. Sulfider øker legeringens evne til å danne spon under bearbeiding, som kan slynges fullstendig av skjæreverktøyet. Med mindre deler er riktig passivisert, kan sulfider bli et utgangspunkt for overflatekorrosjon på produserte produkter.
I begge tilfeller kreves passivering for å maksimere den naturlige korrosjonsmotstanden til det rustfrie stålet. Det fjerner overflateforurensninger, som jernpartikler i verksted og jernpartikler i skjæreverktøy, som kan danne rust eller bli et utgangspunkt for korrosjon. Passivering fjerner også sulfider som er eksponert på overflaten av frittskjærende rustfrie stållegeringer.
En to-trinns prosedyre gir best korrosjonsbestandighet: 1. Rengjøring, en grunnleggende, men noen ganger oversett prosedyre;2. Syrebad eller passiveringsbehandling.
Rengjøring bør alltid prioriteres. Overflater må rengjøres grundig for fett, kjølevæske eller annet butikkavfall for optimal korrosjonsbestandighet. Maskinrester eller annet butikksmuss kan tørkes forsiktig av delen. Kommersielle avfettingsmidler eller rengjøringsmidler kan brukes til å fjerne prosessoljer eller kjølevæsker. Fremmede stoffer som f.eks. termiske oksider kan ha fjernet.
Noen ganger kan en maskinoperatør hoppe over grunnleggende rengjøring, feilaktig tro at rengjøring og passivering vil skje samtidig ved ganske enkelt å dyppe en fettfylt del i et syrebad. Det vil ikke skje. Omvendt reagerer forurenset fett med syre og danner luftbobler. Disse boblene samler seg på arbeidsstykkets overflate og forstyrrer passivering.
For å gjøre vondt verre, kan forurensning av passiveringsløsninger, som noen ganger inneholder høye konsentrasjoner av klorider, forårsake "blinkende". I motsetning til å oppnå ønsket oksidfilm med en blank, ren, korrosjonsbestandig overflate, kan flashetsing resultere i en kraftig etset eller mørk overflate - overflateforringelse som passivering er designet for å optimalisere.
Deler laget av martensittisk rustfritt stål [magnetisk, moderat motstandsdyktig mot korrosjon, flytegrense opp til ca. 280 ksi (1930 MPa)] herdes ved forhøyede temperaturer og herdes deretter for å sikre ønsket hardhet og mekaniske egenskaper. , og så ferdig.
I dette tilfellet må delen rengjøres grundig med et avfettingsmiddel eller rensemiddel for å fjerne spor av skjærevæske før varmebehandling. Ellers kan skjærevæsken som er igjen på delen forårsake overdreven oksidasjon. Denne tilstanden kan føre til at underdimensjonerte deler bulker etter at kalken er fjernet med syre eller slipende metoder. Burisering kan oppstå, noe som resulterer i tap av korrosjonsbestandighet.
Etter grundig rengjøring kan de rustfrie ståldelene senkes ned i et passiverende syrebad.Hvilken som helst av tre metoder kan brukes – salpetersyrepassivering, salpetersyre med natriumdikromatpassivering og sitronsyrepassivering.Hvilken metode som skal brukes avhenger av typen rustfritt stål og de spesifiserte akseptkriteriene.
Mer korrosjonsbestandige krom-nikkel-kvaliteter kan passiveres i et 20 % (v/v) salpetersyrebad (Figur 1). Som vist i tabellen kan mindre motstandsdyktig rustfritt stål passiveres ved å tilsette natriumdikromat til et salpetersyrebad, noe som gjør løsningen mer oksiderende og i stand til å danne en passiv film på den andre syrekonsentrasjonen på metalloverflaten for å erstatte en annen nitromsyre. ric acid til 50 volumprosent. Både tilsetning av natriumdikromat og den høyere konsentrasjonen av salpetersyre reduserer sjansen for uønsket flash.
Prosedyren for passivering av fribearbeidende rustfritt stål (også vist i figur 1) er noe forskjellig fra den for ikke-fribearbeidende rustfrie stålkvaliteter. Dette er fordi under passivering i et typisk salpetersyrebad, fjernes noen eller alle de svovelholdige bearbeidbare sulfidene, noe som skaper mikroskopiske diskontinuiteter i overflaten.
Selv en generelt effektiv vannskylling kan etterlate restsyre i disse diskontinuitetene etter passivering. Denne syren vil da angripe overflaten av delen med mindre den nøytraliseres eller fjernes.
For å effektivt passivere lett bearbeidbart rustfritt stål, har Carpenter utviklet AAA-prosessen (Alkali-Acid-Alkali), som nøytraliserer restsyre. Denne passiveringsmetoden kan fullføres på mindre enn 2 timer. Her er trinn-for-trinn-prosessen:
Etter avfetting, bløtlegg delene i en 5 % natriumhydroksidløsning ved 160 °F til 180 °F (71 °C til 82 °C) i 30 minutter. Skyll deretter delene grundig i vann. Senk deretter delen i 30 minutter i en 20 % (v/v) som inneholder salpetersyre (22 g/v) salpetersyreoppløsning (22 g/v) 0 °F til 140 °F (49 °C) til 60 °C).Etter å ha fjernet delen fra badekaret, skyll den med vann og dypp den deretter i natriumhydroksidløsningen i ytterligere 30 minutter. Skyll delen igjen med vann og tørk, fullfør AAA-metoden.
Sitronsyrepassivering er stadig mer populært blant produsenter som ønsker å unngå bruk av mineralsyrer eller løsninger som inneholder natriumdikromat, samt avhendingsproblemer og større sikkerhetshensyn knyttet til bruken. Sitronsyre anses på alle måter som miljøvennlig.
Mens sitronsyrepassivering gir attraktive miljøfordeler, kan butikker som har hatt suksess med passivering av uorganisk syre og ikke har noen sikkerhetsmessige bekymringer ønske å holde kursen. Hvis disse brukerne har en ren butikk, godt vedlikeholdt og rent utstyr, kjølevæske fri for jernholdig butikkbegroing og en prosess som gir gode resultater, er det kanskje ikke noe reelt behov for endringer.
Passivering i et sitronsyrebad har vist seg å være nyttig for et stort utvalg av rustfrie stål, inkludert flere individuelle rustfrie stålkvaliteter, som vist i figur 2. For enkelhets skyld er den tradisjonelle salpetersyrepassiveringsmetoden i figur 1 inkludert. Merk at eldre salpetersyreformuleringer uttrykkes i volumprosent, mens nyere sitronsyre- og vektprosent uttrykkes som viktige konsentrasjoner av sitronsyre og vektprosent. ak tid, bad temperatur og konsentrasjon er avgjørende for å unngå "blinking" beskrevet tidligere.
Passiveringsbehandlinger varierer i henhold til krominnholdet og maskineringsegenskapene til hver klasse. Legg merke til kolonnene som refererer til enten prosess 1 eller prosess 2. Som vist i figur 3, involverer prosess 1 færre trinn enn prosess 2.
Laboratorietester har vist at sitronsyrepassiveringsprosessen er mer utsatt for å "blinke" enn salpetersyreprosessen. Faktorer som bidrar til dette angrepet inkluderer for høy badetemperatur, for lang bløtleggingstid og badkontaminering. Sitronsyreprodukter som inneholder korrosjonshemmere og andre tilsetningsstoffer som fuktemidler er kommersielt tilgjengelige og er rapportert å redusere "flash-motstandsevne".
Det endelige valget av passiveringsmetode vil avhenge av akseptkriteriene pålagt av kunden. Se ASTM A967 for detaljer. Den kan nås på www.astm.org.
Tester utføres ofte for å evaluere overflaten til passiverte deler. Spørsmålet som skal besvares er: "Fjerner passivering fritt jern og optimerer korrosjonsmotstanden til friskjærende kvaliteter?"
Det er viktig at testmetoden stemmer overens med karakteren som vurderes. Tester som er for strenge vil feile på helt gode materialer, mens prøver som er for løse vil bestå utilfredsstillende deler.
400-serien nedbørsherding og fribearbeidende rustfritt stål vurderes best i et skap som er i stand til å opprettholde 100 % fuktighet (våte prøver) i 24 timer ved 95°F (35°C). Tverrsnittet er ofte den mest kritiske overflaten, spesielt for friskjærende kvaliteter. En årsak til dette er at den sulfide maskinen er langsgående i denne retningen.
Kritiske overflater bør plasseres oppover, men i 15 til 20 grader fra loddrett for å tillate fukttap. Riktig passivert materiale vil neppe ruste, selv om det kan vise til litt flekker.
Austenittiske rustfrie stålkvaliteter kan også evalueres ved fuktighetstesting. Når det testes, bør vanndråper være tilstede på overflaten av prøven, noe som indikerer fritt jern ved tilstedeværelse av rust.
Prosedyrene for passivering av vanlig brukte friskjærende og ikke-friskjærende rustfrie stål i sitron- eller salpetersyreløsninger krever forskjellige prosesser. Figur 3 nedenfor gir detaljer om prosessvalg.
(a) Juster pH med natriumhydroksid.(b) Se figur 3 (c) Na2Cr2O7 representerer 3 oz/gallon (22 g/l) natriumdikromat i 20 % salpetersyre. Et alternativ til denne blandingen er 50 % salpetersyre uten natriumdikromat
En raskere metode er å bruke løsningen i ASTM A380, "Standard Practice for Cleaning, Descaling, and Passivation of Stainless Steel Parts, Equipment, and Systems." Testen består i å tørke av delen med en kobbersulfat/svovelsyre-løsning, holde den våt i 6 minutter og observere for kobberplettering i jernet i 6 minutter. plettering forekommer.Denne testen bør ikke brukes på overflater av matvareforedlingsdeler. Den bør heller ikke brukes for 400-serien martensittisk eller ferritisk stål med lavt kromnivå, da falske positive resultater kan forekomme.
Historisk sett har 5 % saltspraytesten ved 95°F (35°C) også blitt brukt til å evaluere passiverte prøver. Denne testen er for streng for noen kvaliteter og er generelt ikke nødvendig for å bekrefte at passivering er effektiv.
Unngå å bruke overflødig klorid, som kan forårsake skadelige flash-angrep. Hvis mulig, bruk kun vann av høy kvalitet med mindre enn 50 deler per million (ppm) klorid. Vann fra springen er vanligvis tilstrekkelig og tåler opptil flere hundre ppm klorid i noen tilfeller.
Det er viktig å skifte ut badekaret regelmessig for å unngå tap av passiveringspotensial som kan føre til overslag og skadede deler. Badet bør holdes på riktig temperatur, da løpende temperaturer kan forårsake lokal korrosjon.
Det er viktig å opprettholde en veldig spesifikk løsningsskifteplan under høye produksjonskjøringer for å minimere potensialet for kontaminering. En kontrollprøve ble brukt for å teste effektiviteten til badekaret. Hvis prøven angripes, er det på tide å erstatte badekaret.
Vennligst spesifiser at enkelte maskiner kun produserer rustfritt stål;bruk samme foretrukne kjølevæske til å kutte i rustfritt stål, unntatt alle andre metaller.
DO-stativdeler behandles individuelt for å unngå metall-til-metall-kontakt. Dette er spesielt viktig for fri bearbeiding av rustfritt stål, da det kreves frittflytende passiverings- og spyleløsninger for å spre korrosjonsprodukter i sulfider og unngå dannelse av syrelommer.
Ikke passiver karburerte eller nitrerte rustfrie ståldeler. Korrosjonsmotstanden til deler som behandles på denne måten kan reduseres til et punkt hvor de ville bli angrepet i passiveringsbadet.
Ikke bruk jernholdige verktøy i et verkstedmiljø som ikke er spesielt rent. Stålkorn kan unngås ved å bruke karbid- eller keramiske verktøy.
Ikke glem at korrosjon kan oppstå i passiveringsbadet hvis delen ikke varmebehandles riktig. Høy karbon, høy krommartensittkvalitet må herdes for korrosjonsbestandighet.
Passivering utføres vanligvis etter påfølgende herding ved bruk av temperaturer som opprettholder korrosjonsmotstanden.
Ikke ignorer salpetersyrekonsentrasjonen i passiveringsbadet. Periodiske kontroller bør gjøres ved å bruke den enkle titreringsprosedyren levert av Carpenter. Ikke passiver mer enn ett rustfritt stål om gangen. Dette forhindrer kostbar forvirring og unngår galvaniske reaksjoner.
Om forfatterne: Terry A. DeBold er en forsknings- og utviklingsspesialist i rustfritt stållegering, og James W. Martin er barmetallurg ved Carpenter Technology Corp. (Reading, PA).
I en verden med stadig strengere overflatefinishspesifikasjoner er enkle "ruhetsmålinger" fortsatt nyttige. La oss ta en titt på hvorfor overflatemåling er viktig og hvordan det kan kontrolleres på butikkgulvet med sofistikerte bærbare målere.
Er du sikker på at du har den beste innsatsen for denne dreieoperasjonen?Sjekk brikken, spesielt hvis den blir stående uten tilsyn. Brikkeegenskapene kan fortelle deg mye.