Passivation de L’acier inoxydable

la conversation commence généralement comme ceci: « Hé, C’est Joe de L’Atelier D’usinage de Joe. Nous avons un travail ici et le client veut que nous ayons une sorte de revêtement passivé quelque chose ou autre. Avez-vous les gars faire? Quelle est l’épaisseur est ça? C’est comme le placage, la peinture ou quoi? De quelle couleur est-il? Quelle tolérance dois-je lui permettre? »La déclaration d’ouverture se termine généralement par une phrase comme: « je ne sais même pas pourquoi ils en ont besoin. Quel est le point d’utiliser de l’acier inoxydable si vous allez mettre une sorte de revêtement dessus de toute façon?, »

Joe n’est pas une exception. De nombreux ateliers d’usinage, agents d’achat et ingénieurs sont quelque peu dans le noir quand il s’agit de la relation entre l’acier résistant à la corrosion (inoxydable) et la passivation chimique. Même parmi la communauté de finition, il y a un certain désaccord sur la théorie derrière le processus de passivation chimique. Certains pensent qu’il est efficace car il s’agit d’un processus de nettoyage. D’autres attribuent les propriétés améliorées de résistance à la corrosion au film d’oxyde mince et transparent résultant de la passivation chimique. Peu importe, l’essentiel est que cela fonctionne., Les tests de vérification, y compris l’immersion dans le sulfate de cuivre, et les tests de corrosion accélérée, tels que le brouillard salin, l’humidité élevée et l’immersion dans l’eau, confirment incontestablement l’efficacité de la passivation chimique. Les ingénieurs de matériaux avancés dans l’aérospatiale, l’électronique, le médical et les industries de haute technologie similaires utilisent la passivation chimique depuis des années. Les applications exigent la performance maximale des composants fabriqués à partir d’aciers résistants à la corrosion, et ils se rendent compte que la passivation est l’une des méthodes les plus efficaces pour atteindre ces résultats.

qu’est-Ce que la passivation?, Selon ASTM A380, la passivation est « l’élimination du fer exogène ou des composés de fer de la surface de l’acier inoxydable au moyen d’une dissolution chimique, le plus généralement par un traitement avec une solution acide qui éliminera la contamination de surface, mais n’affectera pas de manière significative l’acier inoxydable lui-même. »En outre, il décrit également la passivation comme » le traitement chimique de l’acier inoxydable avec un oxydant doux, tel qu’une solution d’acide nitrique, dans le but d’améliorer la formation spontanée du film passif protecteur., »

en termes simples, le processus de passivation élimine la contamination » fer libre  » laissée sur la surface de l’acier inoxydable de l’usinage et de la fabrication. Ces contaminants sont des sites de corrosion potentiels qui entraînent une corrosion prématurée et, en fin de compte, une détérioration du composant s’ils ne sont pas éliminés. De plus, le processus de passivation facilite la formation d’un mince film d’oxyde transparent qui protège l’acier inoxydable de l’oxydation sélective (corrosion). Alors, quelle est la passivation? Est-il nettoyer? Est-ce un revêtement protecteur? C’est une combinaison des deux.,

Comment est-passivation-il effectué? Le processus commence généralement par un cycle de nettoyage complet. Il élimine les huiles, graisses, composés de formage, lubrifiants, liquides de refroidissement, fluides de coupe et autres résidus organiques et métalliques indésirables laissés par les processus de fabrication et d’usinage. Le dégraissage et le nettoyage généraux peuvent être effectués de nombreuses façons, y compris le dégraissage à la vapeur, le nettoyage au solvant et le trempage alcalin.

Qu’est-ce que L’Imagineering?

Imagineering Enterprises, Inc., fournit la finition et les services concernant l’usure, la corrosion et la défaillance par fatigue en ce qui concerne les substrats métalliques. La société, fondée en 1959, est une société QS-9000. Sa clientèle comprend les industries automobile, aérospatiale, médicale, agricole et informatique. Les procédés proposés comprennent le nickelage sans électrodéposition, les revêtements phosphatés, la passivation, les lubrifiants à film solide collé, les peintures spéciales et les revêtements de conversion chimique. Imagineering fournit également des tests d’assurance Qualité spécifiques au client, des méthodes d’essai non destructives, des tests de brouillard salin et d’humidité.,

après élimination des résidus organiques et métalliques, les pièces sont placées dans la solution de passivation appropriée. Bien qu’il existe de nombreuses variantes de solutions passivantes, le choix écrasant reste les solutions à base d’acide nitrique. Récemment, d’importantes recherches ont été menées pour mettre au point des procédés et des solutions alternatifs plus respectueux de l’environnement, tout en étant tout aussi efficaces., Bien que des solutions alternatives contenant de l’acide citrique et d’autres types de chimie exclusive soient disponibles, elles n’ont pas été aussi largement acceptées dans le commerce que les solutions à base d’acide nitrique.

Les trois grandes variables qui doivent être examinés et contrôlés pour la passivation du processus de sélection sont le temps, la température et la concentration. Les temps d’immersion typiques sont compris entre 20 min et deux heures. Les températures typiques du bain varient entre la température ambiante et 160F., La concentration d’acide nitrique dans la plage de 20 à 50% en volume est généralement spécifiée. De nombreuses spécifications incluent l’utilisation de dichromate de sodium dans la solution de passivation ou comme rinçage post-passivation pour faciliter la formation d’un film d’oxyde chromique. Un contrôle minutieux de la solution, y compris la pureté de l’eau, les ppm d’impuretés métalliques et l’entretien chimique, sont essentiels au succès.

Le type d’acier inoxydable détermine le processus de passivation le plus efficace. La sélection du bain (temps, température et concentration) est fonction du type d’alliage traité., Une connaissance approfondie des types de matériaux et des processus de passivation est primordiale pour obtenir les résultats souhaités. Inversement, une mauvaise sélection du bain et du procédé et/ou un contrôle du procédé produiront des résultats inacceptables. Dans les cas extrêmes, cela peut conduire à une défaillance catastrophique, y compris des piqûres extrêmes, une gravure et/ou une dissolution totale de l’ensemble du composant.

l’Équipement et les précautions à prendre., La Passivation ne doit être effectuée que par des techniciens formés et expérimentés qui connaissent bien les dangers potentiels associés à la science. Les pratiques de sécurité doivent être parfaitement comprises lors de la manipulation de produits chimiques de passivation. Des bottes spéciales, des gants, des tabliers et d’autres équipements de sécurité doivent être utilisés. Les réservoirs, les appareils de chauffage et la ventilation, ainsi que les paniers et les racks doivent être conçus de manière appropriée pour effectuer le processus. Les pièces ou équipements en fer ou en acier ne doivent jamais être introduits dans le processus, sinon les résultats peuvent être dévastateurs., En outre, afin de se conformer aux exigences de L’EPA, les permis d’eau et d’air et les capacités de traitement nécessaires doivent être en place. Le temps des magasins de maman et de pop effectuant la passivation dans une cruche en pierre à l’arrière de la boutique est révolu.

spécifications et tests de vérification. Il existe quelques spécifications généralement acceptées de l’industrie disponibles pour référence lors du choix d’un processus de passivation. Ils offrent des informations sur le temps, la température et la concentration, ainsi que des exigences de test ultérieures pour valider l’efficacité du processus., De nombreuses grandes entreprises ont développé des spécifications internes pour contrôler leurs exigences uniques concernant les tests de passivation et de vérification. Quelle que soit la situation, il est généralement prudent de faire référence à une procédure éprouvée lors de la demande de passivation. En référençant une spécification, vous n’avez pas à réinventer la roue. En tirant parti des expériences des autres, à la fois des succès et des échecs, vous pouvez éliminer une grande partie des conjectures qui accompagneraient autrement un nouveau processus.,

Bien que récemment annulé, la plus fréquemment mentionnées aux spécifications de l’industrie concernant la passivation sont la norme Fédérale QQ-P-35C qui est maintenant remplacée par la norme ASTM A-967 et ASTM A-380. Tous sont des documents bien écrits et bien définis qui fournissent des conseils sur l’ensemble du processus, de la fabrication aux exigences de test final. Si vous n’êtes pas sûr de ce dont vous avez besoin, ils peuvent être référencés dans leur intégralité ou de manière sélective., Les exigences de test peuvent être utilisées ou supprimées, selon la situation individuelle.

l’un des tests de vérification les plus couramment spécifiés est le test au sulfate de cuivre. Les pièces passivées sont immergées dans une solution de sulfate de cuivre pendant six minutes, rincées et examinées visuellement. Toute couleur de cuivre (rose) indique la présence de fer libre et le test est considéré comme inacceptable.

d’Autres tests de validation comprennent un deux-rh jet de sel ou de 24 heures de forte humidité de test., Ces tests sont effectués en plaçant des pièces passivées dans une chambre hautement contrôlée qui crée un environnement corrosif accéléré. Après avoir soumis les éprouvettes à l’atmosphère corrosive pendant les périodes d’exposition prescrites, les pièces sont retirées et évaluées. Bien que les résultats puissent être quelque peu subjectifs, ASTM B-117 est une excellente référence pour déterminer l’acceptabilité. Il est important de noter que chacune des méthodes d’essai mentionnées présente des avantages et des limites différents. Des précautions doivent être prises pour sélectionner les méthodes d’essai appropriées en fonction du type d’alliage et de l’environnement d’utilisation finale.,

techniques D’usinage et de traitement thermique. La variable la plus négligée dans toute l’équation de passivation est peut-être l’impact négatif de mauvaises pratiques d’usinage et de traitement thermique. Trop souvent, la contamination croisée introduite lors des processus de fabrication et/ou thermiques conduit à des résultats d’essai inacceptables. Les pratiques suivantes réduiront la contamination croisée pendant la fabrication et augmenteront les chances de succès de la passivation et des résultats des tests.,

• ne Jamais utiliser des roues de meulage, de ponçage de matériaux ou de brosses métalliques de fer, de l’oxyde de fer, d’acier, de de zinc ou d’autres matériaux indésirables qui peuvent causer la contamination de l’acier inoxydable de la surface.
• l’utilisation de carbure ou d’autres outils non métalliques est recommandée.
• Les meules, les meules de ponçage et les brosses métalliques qui ont déjà été utilisées sur d’autres métaux ne doivent pas être utilisées sur l’acier inoxydable.,
• utilisez uniquement des abrasifs propres et inutilisés tels que des billes de verre ou du sable de silice ou d’alumine sans fer pour le sablage abrasif. N’utilisez jamais de grenaille d’acier, de grain ou d’abrasifs qui ont été utilisés pour grenailler d’autres matériaux.
• nettoyage en profondeur avant tout traitement thermique est essentielle. Le soulagement des contraintes, le recuit, l’étirage ou d’autres processus de formage à chaud peuvent en fait attirer les contaminants de surface plus profondément dans le substrat, ce qui les rend presque impossibles à éliminer pendant la passivation.
• des précautions doivent être prises pendant tous les processus thermiques pour éviter la formation d’oxydes., La Passivation n’est pas conçue pour éliminer la décoloration et ne pénètre pas dans les couches d’oxyde lourd. Dans des situations extrêmes, des opérations de décapage et de détartrage supplémentaires sont nécessaires avant la passivation pour éliminer la décoloration. Les fours à atmosphère contrôlée sont fortement recommandés pour tous les procédés thermiques afin de réduire la contamination aéroportée et d’empêcher le développement d’oxydes.

alors, comment obtenez-vous les performances que vous avez payées à partir d’alliages d’acier inoxydable de haute valeur?, Il se résume à une compréhension de base que le processus de passivation est à la fois un art et une science, et que les pratiques d’usinage, de fabrication et de traitement thermique peuvent affecter considérablement la résistance à la corrosion du composant. La Passivation améliorera la résistance à la corrosion des aciers inoxydables, mais pour obtenir les performances maximales de ces alliages de haute technologie, toutes les parties impliquées dans la fabrication doivent comprendre leur responsabilité dans le maintien de l’intégrité du matériau tout au long du processus.,

Dan Englebert a plus de 17 ans d’expérience de ventes dans l’industrie de finition. Il a fréquenté L’Université Purdue et a reçu une formation technique en Métallurgie et galvanoplastie du General Motors Institute à Flint, Michigan.,