Du har sett till att delarna är bearbetade enligt specifikation. Se nu till att du har vidtagit åtgärder för att skydda dessa delar under de förhållanden som dina kunder förväntar sig.#basic
Passivering förblir ett kritiskt steg för att maximera den grundläggande korrosionsbeständigheten hos rostfria bearbetade delar och sammansättningar. Det kan göra skillnaden mellan tillfredsställande prestanda och för tidigt fel. Felaktigt utförd passivering kan faktiskt orsaka korrosion.
Passivering är en eftertillverkningsmetod som maximerar den inneboende korrosionsbeständigheten hos de rostfria stållegeringarna som producerar arbetsstycket. Det är inte en avkalkningsbehandling och inte heller en färgbeläggning.
Det finns ingen allmän konsensus om den exakta mekanismen för hur passivering fungerar. Men det är säkert att det finns en skyddande oxidfilm på ytan av passiverat rostfritt stål. Denna osynliga film tros vara extremt tunn, mindre än 0,0000001 tum tjock, ungefär 1/100 000 av tjockleken på ett människohår!
En ren, nybearbetad, polerad eller betad rostfri del kommer automatiskt att få denna oxidfilm på grund av dess exponering för atmosfäriskt syre. Under idealiska förhållanden täcker detta skyddande oxidskikt fullständigt alla ytor på delen.
I praktiken kan dock föroreningar som butikssmuts eller järnpartiklar från skärverktyg överföras till ytan av delar av rostfritt stål under bearbetningen. Om de inte tas bort kan dessa främmande kroppar minska effektiviteten hos den ursprungliga skyddsfilmen.
Under bearbetning kan spårmängder av fritt järn slitas av verktyget och överföras till ytan av det rostfria stålarbetsstycket. I vissa fall kan ett tunt lager av rost uppträda på delen. Detta är faktiskt korrosion av stålet av verktyget, inte av basmetallen. Ibland kan sprickor av inbäddade stålpartiklar från skärverktyg eller deras korrosionsprodukter orsaka erosionsprodukter i själva delen.
På samma sätt kan små partiklar av järnhaltig verkstadssmuts fastna på delens yta. Även om metall kan verka glänsande i bearbetat tillstånd, kan osynliga partiklar av fritt järn orsaka ytrostning efter exponering för luft.
Exponerade sulfider kan också vara ett problem. De kommer från tillsats av svavel till rostfritt stål för att förbättra bearbetbarheten. Sulfider ökar legeringens förmåga att bilda spån under bearbetning, som kan slängas helt av skärverktyget. Om inte delar är ordentligt passiverade kan sulfider bli en utgångspunkt för ytkorrosion på tillverkade produkter.
I båda fallen krävs passivering för att maximera den naturliga korrosionsbeständigheten hos det rostfria stålet. Det tar bort ytföroreningar, såsom järnpartiklar av verkstadssmuts och järnpartiklar i skärverktyg, som kan bilda rost eller bli en startpunkt för korrosion. Passivering tar också bort sulfider som exponeras på ytan av friskärande rostfria stållegeringar.
En tvåstegsprocedur ger den bästa korrosionsbeständigheten: 1. Rengöring, en grundläggande men ibland förbisedd procedur;2. Syrabad eller passiveringsbehandling.
Rengöring bör alltid vara en prioritet. Ytor måste rengöras noggrant från fett, kylvätska eller annat verkstadsskräp för optimal korrosionsbeständighet. Maskinskräp eller annan verkstadssmuts kan torkas försiktigt från delen. Kommersiella avfettningsmedel eller rengöringsmedel kan användas för att ta bort processoljor eller kylmedel. Främmande ämnen som t.ex. termiska oxider kan avlägsnas genom slipning eller slipning.
Ibland kan en maskinförare hoppa över grundläggande rengöring och felaktigt tro att rengöring och passivering kommer att ske samtidigt genom att helt enkelt doppa en fettfylld del i ett syrabad. Detta kommer inte att hända. Omvänt reagerar förorenat fett med syra och bildar luftbubblor. Dessa bubblor samlas på arbetsstyckets yta och stör passiveringen.
För att göra saken värre kan kontaminering av passiveringslösningar, som ibland innehåller höga koncentrationer av klorider, orsaka "blinkande". Till skillnad från att erhålla den önskade oxidfilmen med en blank, ren, korrosionsbeständig yta, kan blixtetsning resultera i en kraftigt etsad eller mörk yta - ytförsämring som passiviserar är utformad för att optimera.
Delar gjorda av martensitiskt rostfritt stål [magnetiskt, måttligt motståndskraftigt mot korrosion, sträckgräns upp till ca 280 ksi (1930 MPa)] härdas vid förhöjda temperaturer och härdas sedan för att säkerställa önskad hårdhet och mekaniska egenskaper. Nederbördshärdbara legeringar, som har bättre hållfasthet och korrosionsbeständighet, kan alla ha bättre hållfasthet och korrosionsbeständighet vid hårdhet och korrosionsbeständighet. , och sedan klar.
I det här fallet måste delen rengöras noggrant med ett avfettningsmedel eller rengöringsmedel för att avlägsna spår av skärvätska före värmebehandling. Annars kan skärvätskan som finns kvar på delen orsaka överdriven oxidation. Detta tillstånd kan göra att underdimensionerade delar bucklas efter att skalan har avlägsnats med syra eller nötande metoder. Om skärvätska som härdad vätska som härdad yta får sitta kvar i en bil eller en yta, kan skärvätska som härdad yta stanna kvar i en bil eller en bil. burization kan inträffa, vilket resulterar i förlust av korrosionsbeständighet.
Efter noggrann rengöring kan de rostfria ståldelarna sänkas ned i ett passiverande syrabad. Vilken som helst av tre metoder kan användas – salpetersyrapassivering, salpetersyra med natriumdikromatpassivering och citronsyrapassivering. Vilken metod som ska användas beror på kvaliteten på rostfritt stål och de angivna acceptanskriterierna.
Mer korrosionsbeständiga krom-nickelkvaliteter kan passiveras i ett 20% (v/v) salpetersyrabad (Figur 1). Som visas i tabellen kan mindre resistent rostfritt stål passiveras genom att tillsätta natriumdikromat till ett salpetersyrabad, vilket gör lösningen mer oxiderande och kan bilda en passiv film på den alternativa metallytan som kan ersättas med en annan nitrogensyra på metallytan. rissyra till 50 volymprocent. Både tillsatsen av natriumdikromat och den högre koncentrationen av salpetersyra minskar risken för oönskad flash.
Proceduren för passivering av fribearbetade rostfria stål (visas även i figur 1) skiljer sig något från den för icke-fri bearbetning av rostfria stålsorter. Detta beror på att under passivering i ett typiskt salpetersyrabad avlägsnas en del eller alla svavelhaltiga bearbetningsbara sulfider, vilket skapar mikroskopiska diskontinuiteter i den maskinbearbetade delens yta.
Även en allmänt effektiv vattensköljning kan lämna kvarvarande syra i dessa diskontinuiteter efter passivering. Denna syra kommer då att angripa delens yta om den inte neutraliseras eller tas bort.
För att effektivt passivera lättbearbetbart rostfritt stål har Carpenter utvecklat AAA-processen (Alkali-Acid-Alkali), som neutraliserar kvarvarande syra. Denna passiveringsmetod kan slutföras på mindre än 2 timmar. Här är processen steg-för-steg:
Efter avfettning, blötlägg delarna i en 5% natriumhydroxidlösning vid 160°F till 180°F (71°C till 82°C) i 30 minuter. Skölj sedan delarna noggrant i vatten. Doppa sedan ned delen i 30 minuter i en 20% (v/v) innehållande salpetersyralösning (22 g/v) salpetersyra/salpetersyra 0°F till 140°F (49°C) till 60°C).Efter att ha tagit bort delen från badet, skölj den med vatten och sänk den sedan i natriumhydroxidlösningen i ytterligare 30 minuter. Skölj delen igen med vatten och torka, slutför AAA-metoden.
Citronsyrapassivering blir alltmer populärt bland tillverkare som vill undvika användningen av mineralsyror eller lösningar som innehåller natriumdikromat, liksom de avfallsproblem och större säkerhetsproblem som är förknippade med användningen av dem. Citronsyra anses vara miljövänlig på alla sätt.
Även om passivering av citronsyra erbjuder attraktiva miljöfördelar, kanske butiker som har haft framgång med passivering av oorganisk syra och inte har några säkerhetsproblem vilja hålla kursen. Om dessa användare har en ren butik, väl underhållen och ren utrustning, kylvätska fri från järnhaltig nedsmutsning och en process som ger bra resultat, kanske det inte finns något verkligt behov av förändringar.
Passivering i ett citronsyrabad har visat sig vara användbar för ett stort antal rostfria stål, inklusive flera individuella rostfria stålkvaliteter, som visas i figur 2. För enkelhetens skull ingår den traditionella salpetersyrapassiveringsmetoden i figur 1. Notera att äldre salpetersyraformuleringar uttrycks i volymprocent, medan nyare citronsyrahalter uttrycks i viktprocent, medan det är viktigt att använda dessa koncentrationer av vikten av citronsyra till balansering. ak tid, badtemperatur och koncentration är avgörande för att undvika "blinkande" som beskrivits tidigare.
Passiveringsbehandlingar varierar beroende på krominnehållet och bearbetningsegenskaperna för varje kvalitet. Notera kolumnerna som hänvisar till antingen Process 1 eller Process 2. Som visas i figur 3 innefattar process 1 färre steg än Process 2.
Laboratorietester har visat att citronsyrapassiveringsprocessen är mer benägen att "blinka" än salpetersyraprocessen. Faktorer som bidrar till denna attack inkluderar för hög badtemperatur, för lång blötläggningstid och badkontamination. Citronsyraprodukter som innehåller korrosionsinhibitorer och andra tillsatser såsom vätmedel är kommersiellt tillgängliga och rapporteras minska "flash-mottaglighet".
Det slutliga valet av passiveringsmetod kommer att bero på acceptanskriterierna som ställs av kunden. Se ASTM A967 för detaljer. Den kan nås på www.astm.org.
Tester utförs ofta för att utvärdera ytan på passiverade delar. Frågan att besvara är: "Tar passivering bort fritt järn och optimerar korrosionsbeständigheten hos friskärande kvaliteter?"
Det är viktigt att testmetoden stämmer överens med betyget som bedöms. Tester som är för strikta kommer att misslyckas med helt bra material, medan tester som är för lösa kommer att klara otillfredsställande delar.
400-seriens nederbördshärdning och fribearbetning av rostfritt stål utvärderas bäst i ett skåp som kan bibehålla 100 % luftfuktighet (provet vått) i 24 timmar vid 95°F (35°C). Tvärsnittet är ofta den mest kritiska ytan, speciellt för friskärande kvaliteter. En anledning till detta är att den sulfide ytan är lång.
Kritiska ytor bör placeras uppåt, men i 15 till 20 grader från vertikalen för att möjliggöra fuktförlust. Korrekt passiverat material rostar knappast, även om det kan uppvisa lite fläckar.
Austenitiska rostfria stålkvaliteter kan också utvärderas genom fuktighetstestning. När de testas bör vattendroppar finnas på provets yta, vilket indikerar fritt järn genom närvaron av eventuell rost.
Procedurerna för passivering av vanliga friskärande och icke-friskärande rostfria stål i citron- eller salpetersyralösningar kräver olika processer. Figur 3 nedan ger detaljer om processval.
(a) Justera pH med natriumhydroxid.(b) Se figur 3 (c) Na2Cr2O7 representerar 3 oz/gallon (22 g/l) natriumdikromat i 20 % salpetersyra. Ett alternativ till denna blandning är 50 % salpetersyra utan natriumdikromat
En snabbare metod är att använda lösningen i ASTM A380, "Standard Practice for Cleaning, Descaling, and Passivation of Stainless Steel Parts, Equipment, and Systems." Testet består av att torka av delen med en kopparsulfat/svavelsyralösning, hålla den våt i 6 minuter och observera för kopparplätering i järnet under 6 minuter. plätering inträffar.Detta test gäller inte ytorna på livsmedelsbearbetningsdelar.Det bör inte heller användas för 400-serien martensitiska eller ferritiska stål med låg krom eftersom falskt positiva resultat kan uppstå.
Historiskt sett har 5 % saltspraytest vid 95°F (35°C) också använts för att utvärdera passiverade prover. Detta test är för strängt för vissa kvaliteter och krävs i allmänhet inte för att bekräfta att passivering är effektiv.
Undvik att använda överskott av klorider, som kan orsaka skadliga blixtattacker. Använd om möjligt endast vatten av hög kvalitet med mindre än 50 ppm klorid. Kranvatten är vanligtvis tillräckligt och kan i vissa fall tåla upp till flera hundra ppm klorid.
Det är viktigt att byta ut badet regelbundet för att inte tappa passiveringspotentialen, vilket kan leda till blixtnedslag och skadade delar. Badet bör hållas vid rätt temperatur, eftersom skenande temperaturer kan orsaka lokal korrosion.
Det är viktigt att upprätthålla ett mycket specifikt schema för lösningsbyte under höga produktionskörningar för att minimera risken för kontaminering. Ett kontrollprov användes för att testa badets effektivitet. Om provet angrips är det dags att byta ut badet.
Vänligen ange att vissa maskiner endast tillverkar rostfritt stål;använd samma föredragna kylvätska för att skära rostfritt stål, exklusive alla andra metaller.
DO-stativdelar behandlas separat för att undvika metall-till-metall-kontakt. Detta är särskilt viktigt för fri bearbetning av rostfritt stål, eftersom friflytande passiverings- och spollösningar krävs för att sprida sulfidkorrosionsprodukter och undvika bildning av syrafickor.
Passivera inte uppkolade eller nitrerade rostfria ståldelar. Korrosionsbeständigheten hos delar som behandlas på detta sätt kan minska till den punkt där de skulle angripas i passiveringsbadet.
Använd inte järnhaltiga verktyg i en verkstadsmiljö som inte är särskilt ren. Stålkorn kan undvikas genom att använda hårdmetall- eller keramiska verktyg.
Glöm inte att korrosion kan uppstå i passiveringsbadet om delen inte värmebehandlas ordentligt. Martensitiska kvaliteter med hög kolhalt och hög kromhalt måste härdas för korrosionsbeständighet.
Passivering utförs vanligtvis efter efterföljande anlöpning med temperaturer som upprätthåller korrosionsbeständigheten.
Ignorera inte salpetersyrakoncentrationen i passiveringsbadet. Periodiska kontroller bör göras med den enkla titreringsproceduren som tillhandahålls av Carpenter. Passivera inte mer än ett rostfritt stål åt gången. Detta förhindrar kostsam förvirring och undviker galvaniska reaktioner.
Om författarna: Terry A. DeBold är en specialist på forskning och utveckling av legeringar i rostfritt stål och James W. Martin är en barmetallurg på Carpenter Technology Corp. (Reading, PA).
I en värld med allt strängare ytfinishspecifikationer är enkla "råhetsmätningar" fortfarande användbara. Låt oss ta en titt på varför ytmätning är viktigt och hur det kan kontrolleras på verkstadsgolvet med sofistikerade bärbara mätare.
Är du säker på att du har det bästa skäret för denna svarvning?Kontrollera spånan, särskilt om den lämnas utan uppsikt. Spånegenskaper kan säga dig mycket.