V-ați asigurat că piesele sunt prelucrate conform specificațiilor. Acum, asigurați-vă că ați luat măsuri pentru a proteja aceste piese în condițiile așteptate de clienții dvs. #de bază
Pasivarea rămâne un pas critic în maximizarea rezistenței de bază la coroziune a pieselor și ansamblurilor prelucrate din inox. Poate face diferența între performanța satisfăcătoare și defecțiunea prematură. Execută incorect, pasivarea poate provoca de fapt coroziune.
Pasivarea este o metodă post-fabricare care maximizează rezistența inerentă la coroziune a aliajelor de oțel inoxidabil care produc piesa de prelucrat. Nu este un tratament de detartrare și nici un strat de vopsea.
Nu există un consens general asupra mecanismului precis al modului în care funcționează pasivarea. Dar este cert că există o peliculă de oxid de protecție pe suprafața oțelului inoxidabil pasivizat. Această peliculă invizibilă este considerată a fi extrem de subțire, mai puțin de 0,0000001 inch grosime, aproximativ 1/100.000 din grosimea unui păr uman!
O piesă curată, recent prelucrată, lustruită sau decapată din oțel inoxidabil va dobândi automat această peliculă de oxid datorită expunerii sale la oxigenul atmosferic. În condiții ideale, acest strat protector de oxid acoperă complet toate suprafețele piesei.
În practică, totuși, contaminanții precum murdăria din atelier sau particulele de fier de la sculele de tăiere se pot transfera pe suprafața pieselor din oțel inoxidabil în timpul prelucrării. Dacă nu sunt îndepărtați, aceste corpuri străine pot reduce eficacitatea filmului protector original.
În timpul prelucrării, urme de fier liber pot uza unealta și se pot transfera pe suprafața piesei de prelucrat din oțel inoxidabil. În unele cazuri, un strat subțire de rugină poate apărea pe piesă. Acesta este de fapt coroziunea oțelului de către unealtă, nu a metalului de bază. Ocazional, crăpăturile particulelor de oțel încorporate din sculele de tăiere sau coroziunea piesei în sine pot provoca coroziunea piesei.
De asemenea, mici particule de murdărie feroasă pot adera la suprafața piesei. Deși metalul poate părea strălucitor în stare prelucrată, după expunerea la aer, particulele invizibile de fier liber pot provoca ruginarea suprafeței.
Sulfurile expuse pot fi, de asemenea, o problemă. Ele provin din adăugarea de sulf în oțel inoxidabil pentru a îmbunătăți prelucrabilitatea. Sulfurile cresc capacitatea aliajului de a forma așchii în timpul prelucrării, care pot fi îndepărtate complet de pe unealta de tăiere. Dacă piesele nu sunt pasivate corespunzător, sulfurile pot deveni un punct de plecare pentru coroziunea suprafeței produselor fabricate.
În ambele cazuri, pasivarea este necesară pentru a maximiza rezistența naturală la coroziune a oțelului inoxidabil. Îndepărtează contaminanții de suprafață, cum ar fi particulele de murdărie feroase din magazin și particulele de fier din sculele de tăiere, care pot forma rugina sau pot deveni un punct de plecare pentru coroziune.
O procedură în două etape oferă cea mai bună rezistență la coroziune: 1. Curățare, o procedură de bază, dar uneori trecută cu vederea;2. Baie acidă sau tratament de pasivare.
Curățarea ar trebui să fie întotdeauna o prioritate. Suprafețele trebuie curățate temeinic de grăsime, lichid de răcire sau alte resturi din magazin pentru o rezistență optimă la coroziune. Resturile de prelucrare sau alte murdărie din magazin pot fi șters cu grijă de pe piesă. Degresanții comerciali sau agenți de curățare pot fi utilizați pentru a îndepărta uleiurile de proces sau lichidele de răcire.
Uneori, un operator de mașină poate sări peste curățarea de bază, crezând în mod eronat că curățarea și pasivarea vor avea loc simultan prin simpla scufundare a unei piese încărcate cu grăsime într-o baie acidă. Acest lucru nu se va întâmpla. Dimpotrivă, grăsimea contaminată reacționează cu acidul pentru a forma bule de aer. Aceste bule se adună pe suprafața piesei de prelucrat și interferează cu pasivarea.
Pentru a înrăutăți lucrurile, contaminarea soluțiilor de pasivare, care uneori conțin concentrații mari de cloruri, poate provoca „fulgerare”. Spre deosebire de obținerea filmului de oxid dorit cu o suprafață lucioasă, curată, rezistentă la coroziune, gravarea rapidă poate duce la o suprafață puternic gravată sau întunecată - deteriorarea suprafeței pe care pasivarea este concepută pentru a o optimiza.
Piesele din oțel inoxidabil martensitic [magnetic, moderat rezistent la coroziune, limită de curgere de până la aproximativ 280 ksi (1930 MPa)] sunt călite la temperaturi ridicate și apoi revenite pentru a asigura duritatea și proprietățile mecanice dorite. Aliajele întăribile prin precipitații, care au o rezistență și o rezistență la coroziune mai bune decât aliajele martensitice, tratate cu soluție, finisate parțial și prelucrate la temperatură mai scăzută, pot fi prelucrate parțial și prelucrate cu soluție mai mică.
În acest caz, piesa trebuie curățată temeinic cu un degresant sau curățător pentru a îndepărta orice urmă de lichid de tăiere înainte de tratarea termică. În caz contrar, lichidul de tăiere rămas pe piesă poate provoca oxidare excesivă. Această condiție poate provoca adancirea pieselor subdimensionate după ce scara a fost îndepărtată prin metode acide sau abrazive. apar, ducând la pierderea rezistenței la coroziune.
După o curățare minuțioasă, piesele din oțel inoxidabil pot fi scufundate într-o baie de acid pasiv. Poate fi utilizată oricare dintre cele trei metode – pasivarea acidului azotic, pasivarea acidului azotic cu dicromat de sodiu și pasivarea acidului citric. Metoda de utilizat depinde de calitatea oțelului inoxidabil și de criteriile de acceptare specificate.
Cele mai rezistente la coroziune crom-nichel pot fi pasivate într-o baie de acid azotic de 20% (v/v) (Figura 1). După cum se arată în tabel, oțelul inoxidabil mai puțin rezistent poate fi pasivat prin adăugarea de dicromat de sodiu într-o baie de acid azotic, făcând soluția mai oxidantă și capabilă să formeze o peliculă pasivă pe suprafața acidului nitric cu o altă opțiune pentru a înlocui acidul nitric pentru a înlocui acidul nitric. 50% în volum. Atât adăugarea de dicromat de sodiu, cât și concentrația mai mare de acid azotic reduc șansa de aprindere nedorită.
Procedura de pasivizare a oțelurilor inoxidabile pentru prelucrare liberă (prezentată și în Figura 1) este oarecum diferită de cea pentru oțel inoxidabil fără prelucrare liberă. Acest lucru se datorează faptului că în timpul pasivării într-o baie tipică de acid azotic, unele sau toate sulfurile de calitate prelucrabilă care conțin sulf sunt îndepărtate, creând discontinuități microscopice în suprafața părții prelucrate.
Chiar și o clătire cu apă eficientă în general poate lăsa acid rezidual în aceste discontinuități după pasivare. Acest acid va ataca apoi suprafața piesei dacă nu este neutralizat sau îndepărtat.
Pentru a pasiva eficient oțelul inoxidabil ușor de prelucrat, Carpenter a dezvoltat procesul AAA (Alcali-Acid-Alcali), care neutralizează acidul rezidual. Această metodă de pasivare poate fi finalizată în mai puțin de 2 ore. Iată procesul pas cu pas:
După degresare, înmuiați piesele într-o soluție de hidroxid de sodiu 5% la 160°F până la 180°F (71°C până la 82°C) timp de 30 de minute. Apoi clătiți bine piesele în apă. În continuare, scufundați piesa timp de 30 de minute într-o soluție de acid azotic 20% (v/v) conținând acid azotic sau dicromat de sodiu 23/02°F. la 140°F (49°C) la 60°C).După îndepărtarea piesei din baie, clătiți-o cu apă și apoi scufundați-o în soluția de hidroxid de sodiu pentru încă 30 de minute. Clătiți din nou piesa cu apă și uscați, completând metoda AAA.
Pasivarea acidului citric este din ce în ce mai populară în rândul producătorilor care doresc să evite utilizarea acizilor minerali sau a soluțiilor care conțin dicromat de sodiu, precum și problemele de eliminare și preocupările mai mari de siguranță asociate cu utilizarea lor. Acidul citric este considerat ecologic din toate punctele de vedere.
În timp ce pasivarea cu acid citric oferă avantaje atractive pentru mediu, magazinele care au avut succes cu pasivarea cu acid anorganic și nu au probleme de siguranță ar putea dori să mențină cursul. Dacă acești utilizatori au un magazin curat, echipamente bine întreținute și curate, lichid de răcire fără murdărie feroasă și un proces care produce rezultate bune, este posibil să nu fie nevoie reală de modificări.
Pasivarea într-o baie de acid citric s-a dovedit a fi utilă pentru o gamă largă de oțeluri inoxidabile, inclusiv mai multe clase individuale de oțel inoxidabil, așa cum se arată în Figura 2. Pentru comoditate, este inclusă metoda tradițională de pasivare a acidului azotic din Figura 1. Rețineți că formulările mai vechi de acid azotic sunt exprimate în procente de volum, în timp ce concentrațiile mai noi de acid citric sunt exprimate în procente de greutate, atunci când este important să se pună în aplicare aceste proceduri de echilibrare a temperaturii și a temperaturii. este esențial pentru a evita „intermiterea” descrisă mai devreme.
Tratamentele de pasivare variază în funcție de conținutul de crom și de caracteristicile de prelucrare ale fiecărei clase. Rețineți coloanele care se referă fie la Procesul 1, fie la Procesul 2. După cum se arată în Figura 3, Procesul 1 implică mai puțini pași decât Procesul 2.
Testele de laborator au arătat că procesul de pasivare a acidului citric este mai predispus la „sclipire” decât procesul de acid azotic. Factorii care contribuie la acest atac includ temperatura prea mare a băii, timpul prea lung de înmuiere și contaminarea băii.
Alegerea finală a metodei de pasivare va depinde de criteriile de acceptare impuse de client. Consultați ASTM A967 pentru detalii. Poate fi accesat la www.astm.org.
Testele sunt adesea efectuate pentru a evalua suprafața pieselor pasivate. Întrebarea la care trebuie să răspundeți este: „Pasivarea îndepărtează fierul liber și optimizează rezistența la coroziune a tipurilor de tăiere liberă?”
Este important ca metoda de testare să se potrivească cu nota evaluată. Testele care sunt prea stricte vor eșua materiale perfect bune, în timp ce testele care sunt prea libere vor trece părți nesatisfăcătoare.
Seria 400 de oțeluri inoxidabile cu întărire prin precipitare și prelucrare liberă sunt evaluate cel mai bine într-un dulap capabil să mențină umiditatea 100% (probă udă) timp de 24 de ore la 95 ° F (35 ° C). Secțiunea transversală este adesea cea mai critică suprafață, în special pentru tipurile de tăiere liberă.
Suprafețele critice trebuie așezate în sus, dar la 15 până la 20 de grade față de verticală pentru a permite pierderea de umiditate. Materialul pasivizat corespunzător cu greu va rugini, deși poate prezenta unele ușoare pete.
Calitățile de oțel inoxidabil austenitic pot fi, de asemenea, evaluate prin testarea umidității. Când sunt testate astfel, picăturile de apă ar trebui să fie prezente pe suprafața probei, indicând fierul liber prin prezența oricărei rugini.
Procedurile de pasivizare a oțelurilor inoxidabile utilizate în mod obișnuit cu tăiere liberă și fără tăiere liberă în soluții de acid citric sau azotic necesită procese diferite. Figura 3 de mai jos oferă detalii despre selecția procesului.
(a) Ajustați pH-ul cu hidroxid de sodiu. (b) Vezi figura 3 (c) Na2Cr2O7 reprezintă 3 oz/galon (22 g/l) dicromat de sodiu în acid azotic 20%. O alternativă la acest amestec este acid azotic 50% fără dicromat de sodiu
O metodă mai rapidă este utilizarea soluției din ASTM A380, „Practica standard pentru curățarea, detartrarea și pasivarea pieselor, echipamentelor și sistemelor din oțel inoxidabil.” Testul constă în ștergerea piesei cu o soluție de sulfat de cupru/acid sulfuric, menținând-o umedă timp de 6 minute și observând pentru placarea cu cupru. Acest test nu se aplică suprafețelor pieselor de prelucrare a alimentelor. De asemenea, nu trebuie utilizat pentru oțelurile martensitice din seria 400 sau oțeluri feritice cu conținut scăzut de crom, deoarece pot apărea rezultate fals pozitive.
Din punct de vedere istoric, testul de pulverizare cu sare de 5% la 95°F (35°C) a fost, de asemenea, utilizat pentru a evalua probele pasivate. Acest test este prea sever pentru unele grade și, în general, nu este necesar pentru a confirma că pasivarea este eficientă.
Evitați utilizarea excesului de cloruri, care pot provoca atacuri dăunătoare flash. Dacă este posibil, utilizați numai apă de înaltă calitate, cu mai puțin de 50 de părți per milion (ppm) clorură. Apa de la robinet este de obicei suficientă și poate tolera până la câteva sute de ppm clorură în unele cazuri.
Este important să înlocuiți baia în mod regulat, pentru a nu pierde potențialul de pasivare, care poate duce la lovituri de fulgere și piese deteriorate. Baia trebuie menținută la temperatura adecvată, deoarece temperaturile de evaporare pot provoca coroziune localizată.
Este important să se mențină un program foarte specific de schimbare a soluției în timpul producției mari pentru a minimiza potențialul de contaminare. A fost folosită o probă de control pentru a testa eficacitatea băii. Dacă proba este atacată, este timpul să înlocuiți baia.
Vă rugăm să specificați că anumite utilaje produc numai oțel inoxidabil;utilizați același lichid de răcire preferat pentru a tăia oțel inoxidabil, excluzând toate celelalte metale.
Părțile raftului DO sunt tratate separat pentru a evita contactul metal-metal. Acest lucru este deosebit de important pentru prelucrarea liberă a oțelului inoxidabil, deoarece soluțiile de pasivare și spălare cu curgere liberă sunt necesare pentru a difuza produsele de coroziune cu sulfuri și pentru a evita formarea de pungi de acid.
Nu pasivați piesele din oțel inoxidabil carburat sau nitrurat. Rezistența la coroziune a pieselor astfel tratate poate fi redusă până la punctul în care ar fi atacate în baia de pasivare.
Nu folosiți unelte feroase într-un mediu de atelier care nu este deosebit de curat. Nisipul de oțel poate fi evitat folosind unelte din carbură sau ceramică.
Nu uitați că coroziunea poate apărea în baia de pasivare dacă piesa nu este tratată termic corespunzător. Calitățile martensitice cu conținut ridicat de carbon și crom trebuie întărite pentru rezistența la coroziune.
Pasivarea se realizează de obicei după revenirea ulterioară folosind temperaturi care mențin rezistența la coroziune.
Nu ignorați concentrația de acid azotic din baia de pasivare. Verificările periodice trebuie efectuate utilizând procedura simplă de titrare oferită de Carpenter. Nu pasivați mai mult de un oțel inoxidabil la un moment dat. Acest lucru previne confuzia costisitoare și evită reacțiile galvanice.
Despre autori: Terry A. DeBold este specialist în cercetare și dezvoltare în aliaje de oțel inoxidabil, iar James W. Martin este metalurgist în baruri la Carpenter Technology Corp. (Reading, PA).
Într-o lume a specificațiilor de finisare a suprafeței din ce în ce mai stricte, măsurătorile simple de „rugozitate” sunt încă utile. Să aruncăm o privire la de ce este importantă măsurarea suprafeței și la modul în care poate fi verificată la atelier cu instrumente portabile sofisticate.
Sunteți sigur că aveți cea mai bună inserție pentru această operațiune de strunjire? Verificați așchiul, mai ales dacă este lăsat nesupravegheat. Caracteristicile așchiei vă pot spune multe.