Pasivación de acero inoxidable

la conversación generalmente comienza así: «Hola, Este es Joe del Taller de máquinas de Joe. Tenemos un trabajo Aquí y el cliente quiere que tengamos algún tipo de revestimiento pasivado. ¿Ustedes hacen eso? ¿Qué tan gruesa es esa cosa? ¿Eso es como chapado, pintura o qué? ¿De qué color es? ¿Cuánta tolerancia debo permitir?»La declaración de apertura por lo general termina con una frase como;» ni siquiera sé por qué lo necesitan. ¿Cuál es el punto de usar acero inoxidable si va a poner algún tipo de recubrimiento en él de todos modos?,»

Joe no es la excepción. Muchos talleres mecánicos, agentes de compras e ingenieros están algo en la oscuridad cuando se trata de la relación entre el acero resistente a la corrosión (inoxidable) y la pasivación química. Incluso entre la comunidad de acabado, hay cierto desacuerdo sobre la teoría detrás del proceso de pasivación química. Algunos creen que es eficaz porque es un proceso de limpieza. Otros atribuyen las propiedades mejoradas de resistencia a la corrosión a la película de óxido delgada y transparente resultante de la pasivación química. En cualquier caso, la conclusión es que funciona., Las pruebas de verificación, incluida la inmersión en sulfato de cobre, y las pruebas de corrosión acelerada, como niebla salina, alta humedad e inmersión en agua, confirman indiscutiblemente la efectividad de la pasivación química. Los ingenieros de Materiales Avanzados en industrias aeroespaciales, electrónicas, médicas y similares de alta tecnología han utilizado la pasivación química durante años. Las aplicaciones exigen el máximo rendimiento de los componentes fabricados con aceros resistentes a la corrosión, y se dan cuenta de que la pasivación es uno de los métodos más eficaces para lograr estos resultados.

¿Qué es la pasivación?, Según ASTM A380, la pasivación es » la eliminación de hierro exógeno o compuestos de hierro de la superficie del acero inoxidable por medio de una disolución química, más típicamente por un tratamiento con una solución ácida que eliminará la contaminación superficial, pero no afectará significativamente al acero inoxidable en sí. Además, también describe la pasivación como » el tratamiento químico del acero inoxidable con un oxidante suave, como una solución de ácido nítrico, con el fin de mejorar la formación espontánea de la película pasiva protectora.,»

en términos sencillos, el proceso de pasivación elimina la contaminación de» hierro libre » que queda en la superficie del acero inoxidable del mecanizado y la fabricación. Estos contaminantes son sitios de corrosión potencial que resultan en corrosión prematura y, en última instancia, en el deterioro del componente si no se elimina. Además, el proceso de pasivación facilita la formación de una fina película de óxido transparente que protege el acero inoxidable de la oxidación selectiva (corrosión). Entonces, ¿qué es la pasivación? ¿Está limpiando? Es una capa protectora? Es una combinación de ambos.,

¿Cómo es la pasivación a cabo? El proceso generalmente comienza con un ciclo de limpieza a fondo. Elimina aceites, grasas, compuestos de formación, lubricantes, refrigerantes, fluidos de corte y otros residuos orgánicos y metálicos indeseables que quedan debido a los procesos de fabricación y mecanizado. El desengrase General y la limpieza se pueden lograr de muchas maneras, incluyendo desengrase de vapor, limpieza con solventes y remojo alcalino.

¿Qué es Imagineering?

Imagineering Enterprises, Inc., proporciona acabados y servicios relacionados con el desgaste, la corrosión y la falla por fatiga en relación con sustratos metálicos. La compañía, fundada en 1959, es una compañía QS-9000. Su clientela incluye las industrias automotriz, aeroespacial, médica, agrícola e Informática. Los procesos ofrecidos incluyen Niquelado electrolítico, recubrimientos de fosfato, pasivación, lubricantes de película sólida adherida, pinturas especiales y recubrimientos de conversión química. Imagineering también ofrece pruebas de garantía de calidad específicas para el cliente, Métodos de prueba no destructivos, pruebas de niebla salina y humedad.,

después de eliminar los residuos orgánicos y metálicos, las piezas se colocan en la solución de pasivación adecuada. Aunque hay muchas variaciones de soluciones pasivantes, la elección abrumadora sigue siendo las soluciones a base de ácido nítrico. Recientemente, se han realizado investigaciones sustanciales para desarrollar procesos y soluciones alternativos que sean más respetuosos con el medio ambiente, pero igualmente eficaces., Aunque existen soluciones alternativas que contienen ácido cítrico y otros tipos de química patentada, no han sido tan ampliamente aceptadas comercialmente como las soluciones a base de ácido nítrico.

Las tres principales variables que deben ser considerados y controlado para el proceso de pasivación de selección son el tiempo, la temperatura y la concentración. Los tiempos de inmersión típicos son de entre 20 min y dos horas. Las temperaturas típicas del baño oscilan entre la temperatura ambiente y 160F., Generalmente se especifica la concentración de ácido nítrico en el rango del 20 al 50% en volumen. Muchas especificaciones incluyen el uso de dicromato de sodio en la solución de pasivación o como enjuague posterior a la pasivación para ayudar en la formación de una película de óxido crómico. El control cuidadoso de la solución, incluyendo la pureza del agua, ppm de impurezas metálicas y el mantenimiento químico, son cruciales para el éxito.

el tipo de acero inoxidable determina el proceso de pasivación más efectivo. La selección del baño (tiempo, temperatura y concentración) es una función del tipo de aleación procesada., Un conocimiento profundo de los tipos de materiales y los procesos de pasivación es primordial para lograr los resultados deseados. Por el contrario, la selección inadecuada del baño y del proceso y / o el control del proceso producirán resultados inaceptables. En casos extremos, esto puede conducir a fallas catastróficas, incluyendo picaduras extremas, grabado y/o disolución total de todo el componente.

el Equipo y las precauciones., La pasivación solo debe ser realizada por técnicos capacitados y experimentados que estén familiarizados con los peligros potenciales asociados con la ciencia. Las prácticas de seguridad deben entenderse plenamente al manipular productos químicos de pasivación. Se deben utilizar botas especiales, guantes, delantales y otros equipos de seguridad. Los tanques, los calentadores y la ventilación, así como las cestas y los bastidores deben estar diseñados adecuadamente para realizar el proceso. Las piezas o equipos de hierro o acero nunca deben introducirse en el proceso, o los resultados pueden ser devastadores., Además, para cumplir con los requisitos de la EPA, deben existir los permisos necesarios de agua y aire y las capacidades de tratamiento. Los días de las tiendas de mamá y papá realizando pasivación en una vasija de piedra en la parte posterior de la tienda se han ido.

Especificaciones y pruebas de verificación. Hay algunas especificaciones de la industria generalmente aceptadas disponibles para referencia al elegir un proceso de pasivación. Ofrecen información sobre el tiempo, la temperatura y la concentración y los requisitos de pruebas posteriores para validar la eficacia del proceso., Muchas grandes corporaciones han desarrollado especificaciones internas para controlar sus requisitos únicos con respecto a las pruebas de pasivación y verificación. Independientemente de la situación, suele ser prudente hacer referencia a un procedimiento probado cuando se solicita la pasivación. Al hacer referencia a una especificación, no tiene que reinventar la rueda. Al aprovechar las experiencias de otros, tanto los éxitos como los fracasos, puede eliminar gran parte de las conjeturas que de otra manera acompañarían a un nuevo proceso.,

a Pesar de que recientemente cancelado, el que más comúnmente se hace referencia a las especificaciones de la industria respecto a la pasivación Especificación Federal QQ-P-35C, que es ahora reemplazada por la norma ASTM A-967 y ASTM a-380. Todos son documentos bien escritos y bien definidos que proporcionan orientación sobre todo el proceso, desde la fabricación hasta los requisitos de prueba finales. Si no está seguro de lo que necesita, pueden ser referenciados en su totalidad o selectivamente., Los requisitos de prueba pueden ser utilizados o no, dependiendo de la situación individual.

una de las pruebas de verificación más comúnmente especificadas es la prueba de sulfato de cobre. Las piezas pasivadas se sumergen en una solución de sulfato de cobre durante seis minutos, se enjuagan y se examinan visualmente. Cualquier color de cobre (rosa) indica la presencia de hierro libre y la prueba se considera inaceptable.

Otra de las pruebas de validación incluyen dos horas de pulverización de sal o 24 hr de alta humedad de la prueba., Estas pruebas se realizan colocando piezas pasivadas en una cámara altamente controlada que crea un ambiente corrosivo acelerado. Después de someter las probetas a la atmósfera corrosiva durante los períodos de exposición prescritos, se retiran las piezas y se evalúan. Aunque los resultados pueden ser algo subjetivos, ASTM B-117 es una excelente referencia para determinar la aceptabilidad. Es importante tener en cuenta que cada uno de los métodos de prueba mencionados tienen diferentes ventajas y limitaciones. Se debe tener cuidado de seleccionar los métodos de ensayo adecuados basados en el tipo de aleación y el entorno de uso final.,

técnicas de mecanizado y tratamiento térmico. Tal vez la variable más pasada por alto en toda la ecuación de pasivación es el impacto negativo de las malas prácticas de mecanizado y tratamiento térmico. Con demasiada frecuencia, la contaminación cruzada introducida durante los procesos de fabricación y/o térmicos conduce a resultados de pruebas inaceptables. Las siguientes prácticas reducirán la contaminación cruzada durante la fabricación y aumentarán las posibilidades de pasivación exitosa y los resultados de las pruebas.,

• no utilice Nunca muelas, lijado de materiales o cepillos de alambre de hierro, óxido de hierro, acero, zinc u otros materiales indeseables que pueden causar la contaminación de la superficie del acero inoxidable.
• Se recomienda el uso de carburo u otras herramientas no metálicas.
• Las Muelas abrasivas, las ruedas de lijado y los cepillos de alambre que se hayan utilizado previamente en otros metales no deben usarse en acero inoxidable.,
• Use solo abrasivos limpios y sin usar, como perlas de vidrio o arena de sílice o alúmina sin hierro para el chorro abrasivo. Nunca use granalla de acero, arena o abrasivos que se hayan utilizado para chorrear otros materiales.
• La limpieza a fondo antes de cualquier procesamiento térmico es crítica. El alivio de tensiones, el recocido, el estirado u otros procesos de conformado en caliente pueden realmente atraer contaminantes superficiales más profundamente en el sustrato, haciéndolos casi imposibles de eliminar durante la pasivación.
• Se debe tener cuidado durante todos los procesos térmicos para evitar la formación de óxidos., La pasivación no está diseñada para eliminar la decoloración y no penetrará en las capas de óxido pesado. En situaciones extremas, se requieren operaciones adicionales de decapado y descalcificación antes de la pasivación para eliminar la decoloración. Los hornos de atmósfera controlada son muy recomendables en todos los procesos térmicos para reducir la contaminación del aire y evitar el desarrollo de óxidos.

entonces, ¿cómo obtiene el rendimiento que ha pagado de las aleaciones de acero inoxidable de alto valor?, Se reduce a una comprensión básica de que el proceso de pasivación es tanto un arte como una ciencia, y que las prácticas de mecanizado, fabricación y tratamiento térmico pueden afectar sustancialmente la resistencia a la corrosión del componente. La pasivación mejorará la resistencia a la corrosión de los aceros inoxidables, pero para obtener el máximo rendimiento de estas aleaciones de alta tecnología, todas las partes involucradas en la fabricación deben comprender su responsabilidad en el mantenimiento de la integridad del material durante todo el proceso.,

Dan Englebert tiene más de 17 años de experiencia en ventas en la industria de acabados. Asistió a la Universidad de Purdue y recibió capacitación técnica en metalurgia y galvanoplastia del Instituto General Motors en Flint, Michigan.,