Воскресенье, 18 Март 2018 09:33

Как пассировать нержавеющей стали

Автор 
Оцените материал
(0 голосов)

Пассивация остается важным шагом в максимизации существенной коррозионной стойкости деталей и компонентов, обработанных из нержавеющей стали. 

Это может сделать разницу между удовлетворительной производительностью и преждевременным отказом.  Неправильно выполненная, пассивация может фактически вызвать коррозию.  Пассивация представляет собой метод изготовления после изготовления, позволяющий максимизировать присущую коррозионную стойкость нержавеющего сплава, из которого изготовлена заготовка.  Это не процедура удаления масштаба, и это не похоже на слой краски.  Нет универсального соглашения относительно точной механики работы пассивации.  Но несомненно, что на поверхности пассивной нержавеющей стали присутствует защитная оксидная пленка.  Эта невидимая пленка считается чрезвычайно тонкой, толщиной менее 0,0000001 дюйма, что составляет около 1/100 000 толщины человеческого волоса!  Чистая, недавно обработанная, полированная или маринованная часть из нержавеющей стали автоматически приобретает эту оксидную пленку от воздействия кислорода в атмосфере. 

 

В идеальных условиях эта защитная оксидная пленка полностью покрывает все поверхности детали.  Однако на практике загрязняющие вещества, такие как грязь или частицы железа из режущих инструментов, могут быть перенесены на поверхность деталей из нержавеющей стали во время обработки.  Если их не удалить, эти посторонние частицы могут снизить эффективность исходной защитной пленки.  Во время процесса обработки микроскопическое количество свободного железа может быть стерто с режущего инструмента и перенесено на поверхность заготовки из нержавеющей стали.  При определенных условиях на части может появиться тонкое покрытие ржавчины.  Это фактически коррозия стали из инструмента, а не основного металла.  Иногда щель во встроенной частице стали из режущего инструмента или продуктов его коррозии может вызвать атаку самой части.  Точно так же мелкие частицы железосодержащей цельной грязи могут прилипать к поверхности детали.  Несмотря на то, что металл может выглядеть блестящим в условиях механической обработки, невидимые частицы свободного железа могут привести к ржавлению на поверхности после воздействия воздуха.  Проблемой могут быть и открытые сульфиды.  Они исходят от добавления серы к нержавеющим сталям для улучшения обрабатываемости.  Сульфиды улучшают способность сплава образовывать чипсы, которые полностью удаляются от режущего инструмента во время процесса обработки.  Если часть не будет правильно пассивирована, сульфиды могут выступать в качестве центров инициации коррозии на поверхности сфабрикованного продукта.  В обоих случаях требуется пассивация, чтобы максимизировать естественную коррозионную стойкость нержавеющей стали.  Он может удалить поверхностное загрязнение, такое как частицы железосодержащей цельной грязи и частиц железа из режущих инструментов, которые могут образовывать ржавчину или действовать как места инициации для коррозии.  Пассивация также может удалять сульфиды, открытые на поверхности нержавеющих сплавов без механической обработки.  Двухступенчатая процедура может обеспечить наилучшую коррозионную стойкость: 1. очистка, фундаментальная, но иногда пропускаемая процедура и 2. кислотная ванна или пассивирующая обработка. 

Чистка Первая очистка всегда должна быть первой.  Смазка, охлаждающая жидкость или другие обломки цеха должны быть тщательно очищены от поверхности, чтобы получить наилучшую коррозионную стойкость.  Обрабатывающие чипы или другая грязь магазина могут быть тщательно вытерты с части.  Для очистки отработанных масел или охлаждающих жидкостей может использоваться коммерческий обезжириватель или моющее средство.  Посторонние вещества, такие как термические оксиды, возможно, должны быть удалены путем измельчения или такими методами, как кислый травление.  Иногда оператор машины может пропустить базовую очистку, предполагая ошибочно, что, просто погружая смазанную маслом часть в кислотную ванну, одновременно проходят очистку и пассивирование.  Этого не происходит. 

 

Вместо этого загрязняющая жир реагирует с кислотой с образованием пузырьков газа.  Эти пузырьки собираются на поверхности заготовки и мешают пассивации.  Хуже того, загрязнение пассивирующего раствора, иногда высоким содержанием хлоридов, может вызвать «вспышку», как показано на рисунке 1.Вместо того, чтобы получать желаемую оксидную пленку с блестящей, чистой, коррозионностойкой поверхностью, вспышка вызывает сильно протравленную или затемненную поверхность - ухудшение самой поверхности, которая предназначена для оптимизации пассивации.  Части, изготовленные из мартенситных нержавеющих сталей [которые являются магнитными, с умеренной коррозионной стойкостью и способными к пределам текучести до 280 тыс.фунтов / кв.дюйм (1930 МПа)], затвердевают при высокой температуре и затем закаливаются для обеспечения требуемой твердости и механических свойств.  Осаждающие упрочняемые сплавы (которые обеспечивают лучшее сочетание прочности и коррозионной стойкости, чем мартенситные марки) могут обрабатываться в растворе, частично обрабатываться, выдерживаться при более низких температурах, а затем заканчиваться механической обработкой.  В таких случаях детали необходимо тщательно очистить обезжиривающим или очищающим средством для удаления следов режущей жидкости перед термообработкой.  В противном случае режущая жидкость, остающаяся на деталях, вызовет чрезмерное окисление.  Это условие может привести к тому, что нижние части с ямкой заканчиваются после удаления окалины кислотными или абразивными методами.  Если разрезающим жидкостям разрешено оставаться на деталях, которые хорошо затвердевают, как в вакуумной печи или защитной атмосфере, может произойти науглероживание поверхности, что приведет к потере коррозионной стойкости.  Пассивирующие ванны После тщательной очистки часть из нержавеющей стали готова для погружения в пассивационную кислотную ванну.  Можно использовать любой из трех подходов: пассивацию азотной кислоты, азотную кислоту с пассивацией дихромата натрия и пассивацию лимонной кислоты.  Какой подход к использованию зависит от класса нержавеющей стали и предписанных критериев приемлемости. 

Более устойчивые хромоникелевые марки могут пассивироваться в ванне с азотной кислотой (20% по объему) (рис. 2).  Как указано в той же таблице, менее стойкие нержавеющие сорта могут пассивироваться путем добавления дихромата натрия в ванну с азотной кислотой, чтобы сделать раствор более окисляющим и способным образовывать пассивную пленку на поверхности.  Другой вариант, используемый вместо азотной кислоты плюс дихромат натрия, заключается в увеличении концентрации азотной кислоты до 50% по объему.  Добавление дихромата натрия и более высокая концентрация азотной кислоты снижают вероятность нежелательной вспышки. 

 

Процедура для пассивации нержавеющих сталей без механической обработки (также показанная на рисунке 2) несколько отличается от процедуры, используемой для нержавеющих марок без механической обработки.  Это связано с тем, что сульфиды серосодержащих сортов свободной обработки частично или полностью удаляются во время пассивации в обычной ванне с азотной кислотой, создавая микроскопические разрывы на поверхности обрабатываемой детали.  Рис.2. Процедуры для пассивирования деталей из нержавеющей стали в ваннах из азотной кислоты достаточно просты.  Пассивация азотной кислоты из нержавеющих сталей - хром-никелевый сплав (серии 300) - гранаты с 17% хрома или более (кроме 440 серий) 20% об.  азотная кислота при температуре 120/140 ° F (49/60 ° C) в течение 30 минут. Неграмотные хромовые марки (12-14% хрома).

 

Высокоуглеродные хромовые гранулы (серия 440). Преципитация Закалка Нержавеющая сталь 20% об.  азотная кислота + 3 унции.  на галлон (22 г / л) дихромата натрия при температуре 120/40 ° F (49/60 ° C) в течение 30 минут или 50 об.%.  азотной кислотой при 120/40 ° F (49/60 ° C) в течение 30 мин.  Пассивация нержавеющей стали с произвольной обработкой, включая типы AISI 420F, 430F, 440F, 203, 182-FM и Carpenter Project 70 + ® Типы 303 и 416 1,5% по массе.  гидроксида натрия при 160/180 ° F (71/82 ° C) в течение 30 минут.  2. Промывка воды.  3,20% об.  азотная кислота + 3 унции.  за гал.  (22 г / л) дихромата натрия при температуре 120/40 ° F (49/60 ° C) в течение 30 минут.  4. Промывка воды.  5,5% мас.  гидроксида натрия при 160/180 ° F (71/82 ° C) в течение 30 минут.  6. Промывка воды. 

 

Даже обычно эффективные промывки водой могут оставлять остаточную кислоту, попавшую в эти разрывы после пассивации.  Эта кислота может затем нападать на поверхность детали, если она не нейтрализована или не удалена.Высококачественные шлифовальные круги для эффективной обработки Для эффективной пассивации нержавеющих сталей без механической обработки компания Carpenter разработала процесс A-A-A (щелочно-кислотно-щелочной), который нейтрализует захваченную кислоту.  Этот метод пассивации может быть выполнен менее чем за 2 часа.  Вот пошаговая процедура: после обезжиривания промойте детали в течение 30 минут в 5-процентном растворе гидроксида натрия при температуре от 160 до 180 ° F (от 71 ° C до 82 ° C).  Затем тщательно промойте деталь водой.  Затем погрузите часть в течение 30 минут в 20-процентный раствор азотной кислоты, содержащий 3 унции на галлон (22 г / л) дихромата натрия при температуре от 120 до 140 ° F (от 49 ° C до 60 ° C)  ,  После удаления части из этой ванны промойте ее водой, затем погрузите ее в раствор гидроксида натрия еще 30 минут.  Промойте деталь водой и высушите ее, выполнив метод A-A-A.  Преимущества этого метода показаны на рисунке 3. Пассивация лимонной кислоты становится все более популярной среди производителей, которые хотят избежать использования минеральных кислот или растворов, содержащих дихромат натрия, наряду с проблемами удаления и большей опасностью, связанной с их использованием. 

 

Лимонная кислота считается экологически чистой во всех отношениях.  Хотя пассивация лимонной кислоты предлагает привлекательные экологические преимущества, магазины, имеющие успех с пассивацией минеральной кислоты и не испытывающие никаких проблем с безопасностью, могут захотеть остаться в курсе.  Не может быть никакой реальной необходимости изменять, если у этих пользователей есть чистый магазин, ухоженное и чистое оборудование, охлаждающая жидкость, свободная от железосодержащей грязи магазина, и процесс, который дает хорошие результаты.  Было обнаружено, что обработка пассивацией в ваннах с лимонной кислотой применима для большого числа семейств нержавеющей стали, включая несколько отдельных сортов нержавеющей стали, как показано на рисунке 4.

Обычные методы пассивации азотной кислоты по фиг. 2 включены для удобства.  Обратите внимание, что старые препараты для азотной кислоты имеют объемный процент, тогда как более новые концентрации лимонной кислоты находятся в массовых процентах.  При осуществлении этих процедур важно отметить, что

Дополнительная информация

  • Заказчик: Организация
  • Статус: Нет исполнителя
  • Срок сдачи проекта после оплаты аванса: 01.10.2018
  • ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: Рассказать подробней про тему проекта
Прочитано 258 раз
Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии