Parçaların spesifikasyonlara göre işlenmesini sağladınız. Şimdi, bu parçaları müşterilerinizin beklediği koşullarda korumak için adımlar attığınızdan emin olun.#temel
Pasivasyon, paslanmaz işlenmiş parçaların ve düzeneklerin temel korozyon direncini en üst düzeye çıkarmada kritik bir adım olmaya devam ediyor. Tatmin edici performans ile erken arıza arasındaki farkı yaratabilir. Yanlış uygulanan pasivasyon, aslında korozyona neden olabilir.
Pasivasyon, iş parçasını oluşturan paslanmaz çelik alaşımlarının doğal korozyon direncini en üst düzeye çıkaran bir üretim sonrası yöntemdir. Bu bir kireç çözme işlemi veya boya kaplama değildir.
Pasivasyonun nasıl çalıştığına dair kesin mekanizma hakkında genel bir fikir birliği yoktur. Ancak pasifleştirilmiş paslanmaz çeliğin yüzeyinde koruyucu bir oksit film olduğu kesindir. Bu görünmez filmin son derece ince olduğu, 0,0000001 inçten daha az, insan saçı kalınlığının yaklaşık 1/100.000'de biri olduğu düşünülüyor!
Temiz, yeni işlenmiş, parlatılmış veya dekape edilmiş bir paslanmaz çelik parça, atmosferik oksijene maruz kalması nedeniyle bu oksit filmi otomatik olarak alacaktır. İdeal koşullar altında, bu koruyucu oksit tabakası parçanın tüm yüzeylerini tamamen kaplar.
Ancak pratikte, atölye kiri veya kesici takımlardan gelen demir parçacıkları gibi kirletici maddeler, işleme sırasında paslanmaz çelik parçaların yüzeyine geçebilir. Bu yabancı cisimler çıkarılmazsa, orijinal koruyucu filmin etkinliğini azaltabilir.
İşleme sırasında eser miktarda serbest demir aleti aşındırabilir ve paslanmaz çelik iş parçasının yüzeyine geçebilir. Bazı durumlarda parça üzerinde ince bir pas tabakası görünebilir. Bu aslında ana metalin değil, çeliğin alet tarafından korozyona uğramasıdır. Bazen, kesici takımlardan veya bunların korozyon ürünlerinden kaynaklanan gömülü çelik parçacıklarının yarıkları parçanın kendisinde erozyona neden olabilir.
Aynı şekilde, küçük demirli atölye kiri parçacıkları parçanın yüzeyine yapışabilir. Metal işlenmiş durumda parlak görünse de, havaya maruz kaldıktan sonra, görünmez serbest demir parçacıkları yüzey paslanmasına neden olabilir.
Açığa çıkan sülfürler de sorun olabilir. İşlenebilirliği artırmak için paslanmaz çeliğe kükürt eklenmesinden gelirler. Sülfürler, alaşımın işleme sırasında kesme aletinden tamamen dökülebilen talaş oluşturma yeteneğini artırır. Parçalar uygun şekilde pasifleştirilmedikçe, sülfürler üretilen ürünlerde yüzey korozyonu için bir başlangıç ​​noktası olabilir.
Her iki durumda da, paslanmaz çeliğin doğal korozyon direncini en üst düzeye çıkarmak için pasivasyon gereklidir. Pas oluşturabilen veya korozyon için bir başlangıç ​​noktası haline gelebilen kesme aletlerindeki demir parçacıkları ve demir atölye kir parçacıkları gibi yüzey kirleticilerini giderir. Pasivasyon ayrıca serbest kesim paslanmaz çelik alaşımlarının yüzeyinde açığa çıkan sülfitleri de giderir.
İki aşamalı bir prosedür, en iyi korozyon direncini sağlar: 1. Temel ama bazen gözden kaçan bir prosedür olan temizlik;2. Asit banyosu veya pasivasyon işlemi.
Temizlik her zaman bir öncelik olmalıdır. Optimum korozyon direnci için yüzeyler gres, soğutma sıvısı veya diğer atölye kalıntılarından iyice temizlenmelidir. İşleme kalıntıları veya diğer atölye kirleri parçadan dikkatli bir şekilde silinebilir. Proses yağlarını veya soğutma sıvılarını çıkarmak için ticari yağ gidericiler veya temizleyiciler kullanılabilir. Termal oksitler gibi yabancı maddelerin taşlama veya dekapaj gibi yöntemlerle çıkarılması gerekebilir.
Bazen bir makine operatörü temel temizliği atlayabilir, yanlışlıkla yağ yüklü bir parçayı asit banyosuna daldırarak temizleme ve pasivasyonun aynı anda gerçekleşeceğini düşünür.
Daha da kötüsü, bazen yüksek konsantrasyonlarda klorür içeren pasivasyon solüsyonlarının kontaminasyonu “parlamaya” neden olabilir.
Martensitik paslanmaz çelikten yapılmış parçalar [manyetik, korozyona karşı orta derecede dirençli, yaklaşık 280 ksi'ye (1930 MPa) kadar akma dayanımı] yüksek sıcaklıklarda sertleştirilir ve ardından istenen sertliği ve mekanik özellikleri sağlamak için temperlenir. Martensitik alaşımlardan daha iyi mukavemete ve korozyon direncine sahip olan çökeltme sertleştirilebilir alaşımlar çözeltiye tabi tutulabilir, kısmen makinede işlenebilir, daha düşük sıcaklıklarda yaşlandırılabilir ve ardından bitirilebilir.
Bu durumda, ısıl işlemden önce kesme sıvısı kalıntılarını gidermek için parça bir yağ giderici veya temizleyici ile iyice temizlenmelidir. Aksi takdirde, parça üzerinde kalan kesme sıvısı aşırı oksidasyona neden olabilir. Bu durum, tufal asit veya aşındırıcı yöntemlerle çıkarıldıktan sonra küçük parçaların göçmesine neden olabilir. Kesme sıvısının, vakum fırını veya koruyucu atmosfer gibi parlak sertleştirilmiş parçalar üzerinde kalmasına izin verilirse, yüzey karbürlenmesi meydana gelebilir ve bu da korozyon direncinin kaybolmasına neden olur.
İyice temizlendikten sonra, paslanmaz çelik parçalar pasifleştirici bir asit banyosuna daldırılabilir. Üç yöntemden herhangi biri kullanılabilir: nitrik asit pasivasyonu, sodyum dikromat pasivasyonu ile nitrik asit ve sitrik asit pasivasyonu. Hangi metodun kullanılacağı paslanmaz çeliğin derecesine ve belirtilen kabul kriterlerine bağlıdır.
Korozyona daha dayanıklı krom-nikel kaliteleri, %20 (v/v) nitrik asit banyosunda pasifleştirilebilir (Şekil 1). Tabloda gösterildiği gibi, daha az dirençli paslanmaz çelik, nitrik asit banyosuna sodyum dikromat eklenerek pasifleştirilebilir, bu da çözeltiyi daha oksitleyici hale getirir ve metal yüzeyde pasif bir film oluşturabilir. Nitrik asidi sodyum kromatla değiştirmenin bir başka seçeneği de nitrik asit konsantrasyonunu hacimce %50'ye çıkarmaktır. romat ve daha yüksek nitrik asit konsantrasyonu, istenmeyen flaş olasılığını azaltır.
Serbest işleme paslanmaz çeliklerin (ayrıca Şekil 1'de gösterilmektedir) pasifleştirilmesi prosedürü, serbest işleme olmayan paslanmaz çelik kalitelerinden biraz farklıdır. Bunun nedeni, tipik bir nitrik asit banyosunda pasivasyon sırasında, kükürt içeren işlenebilir sınıf sülfitlerin bir kısmının veya tamamının çıkarılması ve işlenmiş parçanın yüzeyinde mikroskobik süreksizlikler oluşturmasıdır.
Genel olarak etkili bir suyla durulama bile pasivasyondan sonra bu süreksizliklerde artık asit bırakabilir. Bu asit daha sonra nötrleştirilmedikçe veya çıkarılmadıkça parçanın yüzeyine saldıracaktır.
Kolayca işlenebilir paslanmaz çeliği etkin bir şekilde pasifleştirmek için Carpenter, artık asidi nötralize eden AAA (Alkali-Asit-Alkali) işlemini geliştirdi. Bu pasivasyon yöntemi 2 saatten daha kısa sürede tamamlanabilir. İşte adım adım işlem:
Yağı giderdikten sonra, parçaları 30 dakika boyunca 160°F ila 180°F (71°C ila 82°C) sıcaklıktaki %5 sodyum hidroksit çözeltisine batırın. Ardından parçaları suyla iyice durulayın. Ardından, parçayı 120°F ila 140°F (49) sıcaklıkta 3 oz/gal (22 g/l) sodyum dikromat içeren %20 (v/v) nitrik asit çözeltisine 30 dakika daldırın °C) ila 60°C).Parçayı banyodan çıkardıktan sonra su ile çalkalayın ve ardından 30 dakika daha sodyum hidroksit solüsyonuna daldırın. Parçayı tekrar su ile durulayıp kurutarak AAA yöntemini tamamlayın.
Sitrik asit pasivasyonu, mineral asitlerin veya sodyum dikromat içeren solüsyonların kullanımından ve bunların kullanımıyla ilgili bertaraf sorunlarından ve daha büyük güvenlik endişelerinden kaçınmak isteyen üreticiler arasında giderek daha popüler hale geliyor. Sitrik asit her yönden çevre dostu olarak kabul edilir.
Sitrik asit pasivasyonu cazip çevresel avantajlar sunarken, inorganik asit pasivasyonu ile başarılı olan ve güvenlikle ilgili endişeleri olmayan dükkanlar bu yolda kalmak isteyebilir. Bu kullanıcılar temiz bir atölyeye, bakımlı ve temiz ekipmana, demirli atölye kirlenmesinden arındırılmış soğutma sıvısına ve iyi sonuçlar veren bir prosese sahipse, gerçekten değişiklik yapmaya gerek kalmayabilir.
Sitrik asit banyosunda pasivasyonun, Şekil 2'de gösterildiği gibi, birkaç ayrı paslanmaz çelik kalitesi dahil olmak üzere geniş bir paslanmaz çelik yelpazesi için yararlı olduğu bulunmuştur. Kolaylık sağlamak için, Şekil 1'deki geleneksel nitrik asit pasivasyon yöntemi dahil edilmiştir. Daha eski nitrik asit formülasyonlarının hacim yüzdesi olarak, daha yeni sitrik asit konsantrasyonlarının ise ağırlık yüzdesi olarak ifade edildiğini unutmayın. Bu prosedürleri uygularken, daha önce açıklanan "parlamayı" önlemek için ıslatma süresi, banyo sıcaklığı ve konsantrasyonun dikkatli bir şekilde dengelenmesinin kritik önem taşıdığına dikkat etmek önemlidir.
Pasivasyon işlemleri, her kalitenin krom içeriğine ve işleme özelliklerine göre değişir. Proses 1 veya Proses 2'ye atıfta bulunan sütunlara dikkat edin. Şekil 3'te gösterildiği gibi, Proses 1, Proses 2'den daha az adım içerir.
Laboratuvar testleri, sitrik asit pasivasyon işleminin nitrik asit işlemine göre "parlama"ya daha yatkın olduğunu göstermiştir. Bu saldırıya katkıda bulunan faktörler arasında çok yüksek banyo sıcaklığı, çok uzun ıslatma süresi ve banyo kontaminasyonu yer alır. Korozyon inhibitörleri ve ıslatma maddeleri gibi diğer katkı maddelerini içeren sitrik asit ürünleri ticari olarak mevcuttur ve "flaş korozyona" duyarlılığı azalttığı rapor edilmiştir.
Pasivasyon yönteminin nihai seçimi, müşteri tarafından uygulanan kabul kriterlerine bağlı olacaktır. Ayrıntılar için ASTM A967'ye bakın. www.astm.org adresinden erişilebilir.
Pasifleştirilmiş parçaların yüzeyini değerlendirmek için genellikle testler yapılır. Cevaplanması gereken soru şudur: "Pasivasyon, serbest demiri ortadan kaldırır ve otomat kalitelerinin korozyon direncini optimize eder mi?"
Test yönteminin değerlendirilmekte olan sınıfla eşleşmesi önemlidir. Çok sıkı testler mükemmel derecede iyi malzemelerde başarısız olurken, çok gevşek testler yetersiz kısımları geçecektir.
400 serisi çökeltme sertleştirme ve serbest işleme paslanmaz çelikler en iyi şekilde, 35°C'de (95°F) 24 saat boyunca %100 nemi (numune ıslak) muhafaza edebilen bir kabinde değerlendirilir. Kesit, özellikle otomat kaliteleri için genellikle en kritik yüzeydir. Bunun bir nedeni, sülfürün makine yönünde uzaması ve bu yüzeyle kesişmesidir.
Kritik yüzeyler yukarı doğru, ancak nem kaybına izin vermek için dikeyden 15 ila 20 derece açıyla yerleştirilmelidir. Uygun şekilde pasifleştirilmiş malzeme, hafif lekelenme gösterse de neredeyse hiç paslanmaz.
Östenitik paslanmaz çelik kaliteleri nem testi ile de değerlendirilebilir. Test edildiğinde, numunenin yüzeyinde su damlacıkları bulunmalıdır; bu, herhangi bir pasın varlığıyla serbest demiri gösterir.
Yaygın olarak kullanılan serbest kesimli ve otomatsız paslanmaz çeliklerin sitrik veya nitrik asit çözeltilerinde pasifleştirilmesine yönelik prosedürler, farklı işlemler gerektirir. Aşağıdaki Şekil 3, işlem seçimiyle ilgili ayrıntıları sağlar.
(a) pH'ı sodyum hidroksit ile ayarlayın.(b) Bkz. Şekil 3 (c) Na2Cr2O7, %20 nitrik asit içinde 3 oz/galon (22 g/l) sodyum dikromatı temsil eder. Bu karışıma bir alternatif, sodyum dikromat içermeyen %50 nitrik asittir.
Daha hızlı bir yöntem, ASTM A380'deki "Paslanmaz Çelik Parçaların, Ekipmanın ve Sistemlerin Temizlenmesi, Kireçten Kurtulması ve Pasivasyonu için Standart Uygulama" içindeki solüsyonu kullanmaktır. 400 serisi martensitik veya düşük kromlu ferritik çeliklerde yanlış pozitif sonuçlar oluşabileceğinden kullanılmamalıdır.
Geçmişte, 35°C'de (95°F) %5 tuz püskürtme testi de pasifleştirilmiş numuneleri değerlendirmek için kullanılmıştır. Bu test bazı kaliteler için çok katıdır ve genellikle pasifleştirmenin etkili olduğunu doğrulamak için gerekli değildir.
Zararlı flaş ataklarına neden olabilecek fazla klorür kullanmaktan kaçının. Mümkünse, yalnızca milyonda 50 parça (ppm) klorür içeren yüksek kaliteli su kullanın. Musluk suyu genellikle yeterlidir ve bazı durumlarda birkaç yüz ppm'ye kadar klorürü tolere edebilir.
Yıldırım çarpmalarına ve parçaların hasar görmesine yol açabilecek pasivasyon potansiyelini kaybetmemek için banyoyu düzenli olarak değiştirmek önemlidir. Kaçak sıcaklıklar bölgesel korozyona neden olabileceğinden banyo uygun sıcaklıkta tutulmalıdır.
Kontaminasyon olasılığını en aza indirmek için yüksek üretim döngüleri sırasında çok özel bir solüsyon değiştirme programı sürdürmek önemlidir. Banyonun etkinliğini test etmek için bir kontrol numunesi kullanıldı. Numune saldırıya uğrarsa, banyoyu değiştirme zamanı gelmiştir.
Lütfen belirli makinelerin yalnızca paslanmaz çelik yaptığını belirtin;diğer tüm metaller hariç, paslanmaz çeliği kesmek için aynı tercih edilen soğutma sıvısını kullanın.
DO raf parçaları, metal-metal temasını önlemek için ayrı ayrı işlenir. Sülfür korozyon ürünlerini yaymak ve asit ceplerinin oluşumunu önlemek için serbest akışlı pasivasyon ve yıkama solüsyonları gerektiğinden, bu özellikle paslanmaz çeliğin serbest işlenmesi için önemlidir.
Karbonlanmış veya nitrürlenmiş paslanmaz çelik parçaları pasifleştirmeyin. Bu şekilde işlem görmüş parçaların korozyon direnci, pasivasyon banyosunda saldırıya uğrayacakları noktaya kadar düşebilir.
Özellikle temiz olmayan bir atölye ortamında demir içeren aletler kullanmayın. Karbür veya seramik aletler kullanılarak çelik taneciği önlenebilir.
Parça ısıl işlem görmezse pasivasyon banyosunda korozyon oluşabileceğini unutmayınız. Korozyon direnci için yüksek karbonlu, yüksek kromlu martensitik kaliteler sertleştirilmelidir.
Pasivasyon genellikle, korozyon direncini koruyan sıcaklıklar kullanılarak müteakip tavlamadan sonra gerçekleştirilir.
Pasivasyon banyosundaki nitrik asit konsantrasyonunu göz ardı etmeyin. Periyodik kontroller, Carpenter tarafından sağlanan basit titrasyon prosedürü kullanılarak yapılmalıdır. Bir seferde birden fazla paslanmaz çeliği pasifleştirmeyin. Bu, maliyetli karışıklığı önler ve galvanik reaksiyonları önler.
Yazarlar hakkında: Terry A. DeBold, paslanmaz çelik alaşım araştırma ve geliştirme uzmanıdır ve James W. Martin, Carpenter Technology Corp.'ta (Reading, PA) çubuk metalurji uzmanıdır.
Giderek katılaşan yüzey kalitesi spesifikasyonlarının olduğu bir dünyada, basit "pürüzlülük" ölçümleri hala yararlıdır. Yüzey ölçümünün neden önemli olduğuna ve gelişmiş portatif göstergelerle atölyede nasıl kontrol edilebileceğine bir göz atalım.
Bu tornalama işlemi için en iyi kesici uca sahip olduğunuzdan emin misiniz?Talaşı kontrol edin, özellikle gözetimsiz bırakılırsa.Talaş özellikleri size çok şey söyleyebilir.