Natiyak mo na ang mga piyesa ay naka-machine ayon sa detalye. Ngayon, siguraduhing gumawa ka ng mga hakbang upang protektahan ang mga bahaging ito sa mga kundisyong inaasahan ng iyong mga customer.#basic
Nananatiling kritikal na hakbang ang passivation sa pag-maximize ng basic corrosion resistance ng stainless machined parts at assemblies. Maaari itong gumawa ng pagkakaiba sa pagitan ng kasiya-siyang performance at premature failure. Kung hindi wastong naisakatuparan, ang passivation ay maaari talagang magdulot ng corrosion.
Ang passivation ay isang post-fabrication na pamamaraan na nagpapalaki sa likas na resistensya ng kaagnasan ng mga stainless steel na haluang metal na gumagawa ng workpiece. Ito ay hindi isang descaling treatment, at hindi rin ito isang paint coating.
Walang pangkalahatang pinagkasunduan sa eksaktong mekanismo kung paano gumagana ang passivation. Ngunit tiyak na mayroong protective oxide film sa ibabaw ng passivated stainless steel. Ang invisible film na ito ay inaakalang napakanipis, wala pang 0.0000001 pulgada ang kapal, humigit-kumulang 1/100,000 ang kapal ng buhok ng tao!
Awtomatikong makukuha ng malinis, bagong makina, pinakintab o adobo na bahaging hindi kinakalawang na asero ang oxide film na ito dahil sa pagkakalantad nito sa atmospheric oxygen. Sa ilalim ng mainam na mga kondisyon, ganap na sinasaklaw ng protective oxide layer na ito ang lahat ng surface ng bahagi.
Sa pagsasagawa, gayunpaman, ang mga contaminant tulad ng mga dumi sa tindahan o mga particle ng bakal mula sa mga tool sa paggupit ay maaaring ilipat sa ibabaw ng mga hindi kinakalawang na bahagi ng asero sa panahon ng machining. Kung hindi aalisin, ang mga banyagang katawan na ito ay maaaring mabawasan ang bisa ng orihinal na protective film.
Sa panahon ng machining, ang mga bakas na dami ng libreng bakal ay maaaring mawala ang tool at ilipat sa ibabaw ng stainless steel workpiece. Sa ilang mga kaso, ang isang manipis na layer ng kalawang ay maaaring lumitaw sa bahagi. Ito ay aktwal na kaagnasan ng bakal sa pamamagitan ng tool, hindi ng base metal. Paminsan-minsan, ang mga siwang ng naka-embed na mga particle ng bakal mula sa mga cutting tool o ang kanilang mga produkto ng kaagnasan ay maaaring maging sanhi ng mismong pagguho ng bahagi ng mga produkto.
Gayundin, ang maliliit na particle ng ferrous shop na dumi ay maaaring dumikit sa ibabaw ng bahagi.
Ang mga nakalantad na sulfide ay maaari ding maging problema. Nagmumula ang mga ito sa pagdaragdag ng sulfur sa stainless steel upang mapabuti ang machinability. Ang mga sulfide ay nagdaragdag sa kakayahan ng haluang metal na bumuo ng mga chips sa panahon ng machining, na maaaring ganap na matanggal sa cutting tool. Maliban kung ang mga bahagi ay maayos na na-passivated, ang mga sulfide ay maaaring maging panimulang punto para sa surface corrosion sa mga manufactured na produkto.
Sa parehong mga kaso, ang passivation ay kinakailangan upang i-maximize ang natural na corrosion resistance ng stainless steel. Ito ay nag-aalis ng mga contaminant sa ibabaw, tulad ng ferrous shop na mga particle ng dumi at mga particle ng bakal sa cutting tools, na maaaring bumuo ng kalawang o maging isang panimulang punto para sa corrosion. Ang passivation ay nag-aalis din ng mga sulfide na nakalantad sa ibabaw ng free-cutting stainless steel alloys.
Ang isang dalawang-hakbang na pamamaraan ay nagbibigay ng pinakamahusay na paglaban sa kaagnasan: 1. Paglilinis, isang pangunahing ngunit minsan ay hindi pinapansin na pamamaraan;2. Acid bath o passivation treatment.
Dapat palaging maging priyoridad ang paglilinis. Ang mga ibabaw ay dapat na lubusang linisin ng grasa, coolant o iba pang mga labi ng tindahan para sa pinakamabuting kalagayan sa kaagnasan. Ang mga machining debris o iba pang dumi ng tindahan ay maaaring maingat na punasan mula sa bahagi. Ang mga komersyal na degreaser o panlinis ay maaaring gamitin upang alisin ang mga prosesong langis o coolant. Ang mga dayuhang bagay tulad ng mga thermal oxide ay maaaring kailangang alisin sa pamamagitan ng paggiling o mga paraan ng paggiling.
Minsan ay maaaring laktawan ng operator ng makina ang pangunahing paglilinis, na nagkakamali sa pag-aakalang ang paglilinis at pag-passivation ay mangyayari nang sabay-sabay sa pamamagitan lamang ng paglubog ng bahaging may mantika sa acid bath. Hindi ito mangyayari.
Ang masama pa nito, ang kontaminasyon ng mga solusyon sa passivation, na kung minsan ay naglalaman ng mataas na konsentrasyon ng mga chlorides, ay maaaring magdulot ng “flashing.” Hindi tulad ng pagkuha ng gustong oxide film na may makintab, malinis, corrosion-resistant na ibabaw, ang flash etching ay maaaring magresulta sa isang mabigat na nakaukit o madilim na ibabaw—pagkasira ng ibabaw na idinisenyo upang ma-optimize ng passivation.
Ang mga bahaging ginawa mula sa martensitic stainless steel [magnetic, moderately resistant sa corrosion, yield strength hanggang sa humigit-kumulang 280 ksi (1930 MPa)] ay pinatigas sa mataas na temperatura at pagkatapos ay tempered upang matiyak ang ninanais na tigas at mekanikal na mga katangian. Precipitation hardenable alloys, na may mas mahusay na lakas at corrosion resistance kaysa sa mga martensitic treated na haluang metal, maaaring mas mababa ang temperatura kaysa sa mga martensitic treated na haluang metal, at pagkatapos ay maaring maging solusyon sa mga martensitic na haluang metal, at pagkatapos ay ginawang partially treated na mga haluang metal.
Sa kasong ito, ang bahagi ay dapat na lubusang linisin gamit ang degreaser o panlinis upang maalis ang anumang mga bakas ng cutting fluid bago ang heat treatment. Kung hindi, ang cutting fluid na natitira sa bahagi ay maaaring magdulot ng labis na oksihenasyon. Ang kundisyong ito ay maaaring magdulot ng maliliit na bahagi na mabulok pagkatapos maalis ang sukat sa pamamagitan ng acid o abrasive na mga pamamaraan. paglaban ng rosion.
Pagkatapos ng masusing paglilinis, ang mga bahaging hindi kinakalawang na asero ay maaaring ilubog sa isang passivating acid bath. Maaaring gamitin ang alinman sa tatlong paraan – nitric acid passivation, nitric acid na may sodium dichromate passivation, at citric acid passivation. Aling paraan ang gagamitin ay depende sa grado ng stainless steel at ang tinukoy na pamantayan sa pagtanggap.
Mas maraming corrosion-resistant na chrome-nickel grade ang maaaring ma-passivate sa isang 20% ​​(v/v) nitric acid bath (Figure 1). Gaya ng ipinapakita sa talahanayan, ang hindi gaanong lumalaban na stainless steel ay maaaring ma-passivate sa pamamagitan ng pagdaragdag ng sodium dichromate sa isang nitric acid bath, na ginagawang mas oxidizing ang solusyon at nagagawang bumuo ng isang passive film sa ibabaw ng metal. Ang isa pang opsyon sa nitric acid upang palitan ang nichromate ng acid sa ibabaw ng metal. Ang parehong pagdaragdag ng sodium dichromate at ang mas mataas na konsentrasyon ng nitric acid ay nagbabawas sa pagkakataon ng hindi gustong flash.
Ang pamamaraan para sa passivating free-machining stainless steels (ipinakita rin sa Figure 1) ay medyo iba sa para sa non-free-machining stainless steel grades. Ito ay dahil sa panahon ng passivation sa isang tipikal na nitric acid bath, ang ilan o lahat ng sulfur-containing machinable grade sulfides ay inalis, na lumilikha ng mga microscopic na discontinuities sa ibabaw ng machined na bahagi.
Kahit na ang isang karaniwang epektibong pagbabanlaw ng tubig ay maaaring mag-iwan ng natitirang acid sa mga discontinuities na ito pagkatapos ng passivation. Ang acid na ito ay aatake sa ibabaw ng bahagi maliban kung ito ay neutralisado o inalis.
Upang epektibong mag-passivate ng madaling machinable na hindi kinakalawang na asero, binuo ng Carpenter ang proseso ng AAA (Alkali-Acid-Alkali), na nagne-neutralize sa natitirang acid. Ang pamamaraan ng passivation na ito ay maaaring makumpleto nang wala pang 2 oras. Narito ang hakbang-hakbang na proseso:
Pagkatapos ng degreasing, ibabad ang mga bahagi sa isang 5% sodium hydroxide solution sa 160°F hanggang 180°F (71°C hanggang 82°C) sa loob ng 30 minuto. Pagkatapos ay banlawan ang mga bahagi nang lubusan sa tubig. Susunod, isawsaw ang bahagi sa loob ng 30 minuto sa isang 20% ​​(v/v) nitric acid/gal na solusyon na naglalaman ng 2 dichrome/gal (2 dichrome acid/gal) na naglalaman ng 2 dichrome acid/gal/sodium. 40°F (49°C) hanggang 60°C).Pagkatapos alisin ang bahagi mula sa paliguan, banlawan ito ng tubig at pagkatapos ay isawsaw ito sa solusyon ng sodium hydroxide para sa isa pang 30 minuto. Banlawan muli ang bahagi ng tubig at tuyo, kumpletuhin ang paraan ng AAA.
Ang passivation ng citric acid ay lalong popular sa mga manufacturer na gustong umiwas sa paggamit ng mga mineral acid o mga solusyon na naglalaman ng sodium dichromate, gayundin ang mga isyu sa pagtatapon at higit na alalahanin sa kaligtasan na nauugnay sa kanilang paggamit. Ang citric acid ay itinuturing na environment friendly sa lahat ng paraan.
Bagama't ang citric acid passivation ay nag-aalok ng mga kaakit-akit na pakinabang sa kapaligiran, ang mga tindahan na nagtagumpay sa inorganic acid passivation at walang mga alalahanin sa kaligtasan ay maaaring nais na manatili sa kurso. Kung ang mga user na ito ay may malinis na tindahan, maayos at malinis na kagamitan, coolant na walang ferrous shop fouling, at isang proseso na nagbubunga ng magagandang resulta, maaaring hindi na talaga kailangan ng mga pagbabago.
Napag-alamang kapaki-pakinabang ang passivation sa isang citric acid bath para sa isang malaking hanay ng mga stainless steel, kabilang ang ilang indibidwal na stainless steel grade, tulad ng ipinapakita sa Figure 2. Para sa kaginhawahan, ang tradisyonal na nitric acid passivation method sa Figure 1 ay kasama. Tandaan na ang mas lumang mga formulation ng nitric acid ay ipinahayag sa porsyento ng volume, habang ang mga mas bagong konsentrasyon ng citric acid ay ipinahayag sa mga porsyento ng timbang at maingat na oras na ito ay ipinapatupad. para maiwasan ang “flashing” na inilarawan kanina.
Ang mga passivation treatment ay nag-iiba ayon sa nilalaman ng chromium at mga katangian ng machining ng bawat grado. Pansinin ang mga column na tumutukoy sa alinman sa Proseso 1 o Proseso 2. Gaya ng ipinapakita sa Figure 3, ang Proseso 1 ay nagsasangkot ng mas kaunting mga hakbang kaysa sa Proseso 2.
Ipinakita ng mga pagsusuri sa laboratoryo na ang proseso ng passivation ng citric acid ay mas madaling kapitan ng "flashing" kaysa sa proseso ng nitric acid. Kabilang sa mga salik na nag-aambag sa pag-atake na ito ang masyadong mataas na temperatura ng paliguan, masyadong mahabang oras ng pagbababad, at kontaminasyon sa paliguan. Ang mga produktong citric acid na naglalaman ng mga corrosion inhibitor at iba pang mga additives tulad ng mga wetting agent ay komersyal na magagamit at iniulat upang mabawasan ang pagkasira ng pagkasira.
Ang huling pagpipilian ng paraan ng passivation ay depende sa pamantayan sa pagtanggap na ipinataw ng customer. Tingnan ang ASTM A967 para sa mga detalye. Maaari itong ma-access sa www.astm.org.
Ang mga pagsubok ay madalas na ginagawa upang suriin ang ibabaw ng mga passivated na bahagi. Ang tanong na sasagutin ay, "Ang passivation ba ay nag-aalis ng libreng bakal at nag-o-optimize ng corrosion resistance ng free-cutting grades?"
Mahalaga na ang paraan ng pagsubok ay tumutugma sa gradong tinatasa. Ang mga pagsusulit na masyadong mahigpit ay mabibigo sa mahusay na mga materyales, habang ang mga pagsusulit na masyadong maluwag ay papasa sa mga hindi kasiya-siyang bahagi.
400 series precipitation hardening at free-machining stainless steels ay pinakamahusay na sinusuri sa isang cabinet na may kakayahang mapanatili ang 100% humidity (sample wet) sa loob ng 24 na oras sa 95°F (35°C). Ang cross section ay kadalasang ang pinaka-kritikal na ibabaw, lalo na para sa free-cutting grades. Ang isang dahilan para dito ay ang sulfide na ito ay humahaba sa direksyong ito.
Ang mga kritikal na ibabaw ay dapat ilagay sa itaas, ngunit sa 15 hanggang 20 degrees mula sa patayo upang bigyang-daan ang pagkawala ng moisture. Ang maayos na passivated na materyal ay halos hindi kalawangin, bagama't maaari itong magpakita ng kaunting paglamlam.
Ang Austenitic stainless steel grades ay maaari ding masuri sa pamamagitan ng humidity testing. Kapag nasubok, ang mga patak ng tubig ay dapat na nasa ibabaw ng sample, na nagpapahiwatig ng libreng bakal sa pamamagitan ng pagkakaroon ng anumang kalawang.
Ang mga pamamaraan para sa pag-passivating na karaniwang ginagamit na free-cutting at non-free-cutting na hindi kinakalawang na asero sa citric o nitric acid solution ay nangangailangan ng iba't ibang proseso. Ang Figure 3 sa ibaba ay nagbibigay ng mga detalye sa pagpili ng proseso.
(a) Ayusin ang pH gamit ang sodium hydroxide.(b) Tingnan ang Figure 3 (c) Ang Na2Cr2O7 ay kumakatawan sa 3 oz/gallon (22 g/l) sodium dichromate sa 20% nitric acid. Ang isang alternatibo sa halo na ito ay 50% nitric acid na walang sodium dichromate
Ang isang mas mabilis na paraan ay ang paggamit ng solusyon sa ASTM A380, "Karaniwang Pagsasanay para sa Paglilinis, Pag-alis ng Pagkakaluskos, at Pagpapatahimik ng Mga Bahagi, Kagamitan, at Sistema ng Hindi kinakalawang na Asero." Ang pagsubok ay binubuo ng pagpupunas sa bahagi gamit ang isang solusyon ng copper sulfate/sulfuric acid, pinapanatili itong basa sa loob ng 6 na minuto at pagmamasid para sa copper plating. nangyayari.Ang pagsusulit na ito ay hindi nalalapat sa ibabaw ng mga bahagi ng pagpoproseso ng pagkain.Gayundin, hindi ito dapat gamitin para sa 400 series na martensitic o mababang chromium ferritic steel dahil maaaring mangyari ang mga maling positibong resulta.
Sa kasaysayan, ang 5% salt spray test sa 95°F (35°C) ay ginamit din para suriin ang mga passive na sample. Masyadong mahigpit ang pagsusulit na ito para sa ilang grado at sa pangkalahatan ay hindi kinakailangan upang kumpirmahin na epektibo ang passivation.
Iwasan ang paggamit ng labis na chloride, na maaaring magdulot ng mapaminsalang pag-atake ng flash. Kung maaari, gumamit lamang ng de-kalidad na tubig na may mas mababa sa 50 parts per million (ppm) chloride. Ang tubig sa gripo ay kadalasang sapat at kayang tiisin ang hanggang ilang daang ppm chloride sa ilang mga kaso.
Mahalagang palitan nang regular ang paliguan upang hindi mawalan ng potensyal ng pasibasyon, na maaaring humantong sa mga pagtama ng kidlat at mga nasirang bahagi. Ang paliguan ay dapat na panatilihin sa tamang temperatura, dahil ang mga runaway na temperatura ay maaaring magdulot ng localized corrosion.
Mahalagang mapanatili ang isang napaka-espesipikong iskedyul ng pagbabago ng solusyon sa panahon ng mataas na produksyon upang mabawasan ang potensyal para sa kontaminasyon. Ginamit ang isang control sample upang subukan ang pagiging epektibo ng paliguan. Kung ang sample ay inaatake, oras na upang palitan ang paliguan.
Mangyaring tukuyin na ang ilang mga makina ay gumagawa lamang ng hindi kinakalawang na asero;gamitin ang parehong ginustong coolant upang gupitin ang hindi kinakalawang na asero, hindi kasama ang lahat ng iba pang mga metal.
Ang mga bahagi ng DO rack ay ginagamot nang hiwalay upang maiwasan ang pakikipag-ugnay sa metal-to-metal. Ito ay lalong mahalaga para sa libreng machining na hindi kinakalawang na asero, dahil ang libreng dumadaloy na passivation at flushing na solusyon ay kinakailangan upang magkalat ang mga produkto ng sulfide corrosion at maiwasan ang pagbuo ng mga acid pockets.
Huwag i-passivate ang mga bahagi ng carburized o nitrided na hindi kinakalawang na asero. Ang resistensya ng kaagnasan ng mga bahagi na ginagamot ay maaaring mabawasan hanggang sa punto kung saan aatakehin ang mga ito sa passivation bath.
Huwag gumamit ng mga ferrous na kasangkapan sa isang workshop na kapaligiran na hindi partikular na malinis. Ang bakal na grit ay maiiwasan sa pamamagitan ng paggamit ng carbide o ceramic na mga tool.
Huwag kalimutan na ang kaagnasan ay maaaring mangyari sa passivation bath kung ang bahagi ay hindi pinainit nang maayos. Ang mataas na carbon, mataas na chromium martensitic grade ay dapat tumigas para sa corrosion resistance.
Karaniwang isinasagawa ang passivation pagkatapos ng kasunod na tempering gamit ang mga temperatura na nagpapanatili ng corrosion resistance.
Huwag balewalain ang konsentrasyon ng nitric acid sa passivation bath. Dapat gawin ang mga pana-panahong pagsusuri gamit ang simpleng pamamaraan ng titration na ibinigay ng Carpenter. Huwag mag-passivate ng higit sa isang hindi kinakalawang na asero sa isang pagkakataon.
Tungkol sa mga may-akda: Si Terry A. DeBold ay isang stainless steel alloy research and development specialist at si James W. Martin ay isang bar metallurgist sa Carpenter Technology Corp. (Reading, PA).
Sa mundo ng lalong mahigpit na mga detalye ng surface finish, kapaki-pakinabang pa rin ang mga simpleng pagsukat ng "kagaspangan". Tingnan natin kung bakit mahalaga ang pagsukat sa ibabaw at kung paano ito masusuri sa shop floor gamit ang mga sopistikadong portable gauge.
Sigurado ka bang mayroon kang pinakamahusay na insert para sa pag-ikot na operasyon na ito? Suriin ang chip, lalo na kung hindi binabantayan. Maraming masasabi sa iyo ang mga katangian ng chip.