Passivering av rostfritt stål

konversationen börjar vanligtvis så här: ”Hej, det här är Joe från Joes maskinbutik. Vi har ett jobb här inne och kunden vill att vi ska ha någon form av passivate beläggning något eller annat. Gör ni det? Hur tjock är det där? Är det som plätering, färg eller vad? Vilken färg är det? Hur mycket tolerans ska jag tillåta det?”Öppningsansökan slutar vanligtvis med en fras som;” jag vet inte ens varför de behöver det. Vad är meningen med att använda rostfritt stål om du ska lägga någon form av beläggning på den ändå?,”

Joe är inte undantaget. Många maskinbutiker, Inköpsagenter och ingenjörer är något i mörkret när det gäller förhållandet mellan korrosionsbeständigt (rostfritt) stål och kemisk passivering. Även bland det avslutande samhället finns det viss oenighet om teorin bakom processen med kemisk passivering. Vissa tror att det är effektivt eftersom det är en rengöringsprocess. Andra krediterar de förbättrade korrosionsbeständighetsegenskaperna till den tunna, transparenta oxidfilmen som härrör från kemisk passivering. Oavsett, summan av kardemumman är att det fungerar., Verifieringstester, inklusive kopparsulfat nedsänkning, och accelererade korrosionstester, såsom saltspray, hög luftfuktighet och vattendämpning, bekräftar otvivelaktigt effektiviteten av kemisk passivering. Avancerade materialingenjörer inom flyg -, Elektronik -, medicinska och liknande högteknologiska industrier har använt kemisk passivering i flera år. Applikationerna kräver maximal prestanda från komponenter tillverkade av korrosionsbeständiga stål, och de inser att passivering är en av de mest effektiva metoderna för att uppnå dessa resultat.

vad är passivation?, Enligt ASTM A380 är passivering ” avlägsnande av exogena järn – eller järnföreningar från ytan av rostfritt stål med hjälp av en kemisk upplösning, oftast genom en behandling med en syralösning som tar bort ytkontaminationen, men kommer inte att påverka själva rostfritt stål väsentligt.”Dessutom beskriver den också passivering som” den kemiska behandlingen av rostfritt stål med en mild oxidant, såsom en salpetersyralösning, för att förbättra den spontana bildningen av den skyddande passiva filmen.,”

I lay termer avlägsnar passivationsprocessen” fritt järn ” förorening kvar på ytan av rostfritt stål från bearbetning och tillverkning. Dessa föroreningar är potentiella korrosionsställen som resulterar i för tidig korrosion och i slutändan resulterar i försämring av komponenten om den inte avlägsnas. Dessutom underlättar passivationsprocessen bildandet av en tunn, transparent oxidfilm som skyddar rostfritt stål från selektiv oxidation (korrosion). Så vad är passivation? Städar den? Är det en skyddande beläggning? Det är en kombination av båda.,

hur utförs passivation? Processen börjar vanligtvis med en grundlig rengöringscykel. Det tar bort oljor, fetter, bildar föreningar, smörjmedel, kylmedel, skärvätskor och andra oönskade organiska och metalliska rester kvar på grund av tillverkning och bearbetning processer. Allmän avfettning och rengöring kan åstadkommas många sätt, inklusive ånga avfettning, lösningsmedel rengöring och alkalisk blötläggning.

vad är Imagineering?

Imagineering Enterprises, Inc., ger efterbehandling och tjänster avseende slitage, korrosion och utmattningsfel när det gäller metallsubstrat. Företaget, grundat 1959, är ett QS-9000-företag. Dess kundkrets omfattar fordons -, flyg -, medicinska, jordbruks-och datorindustrin. Processer som erbjuds inkluderar elektrofri nickelplätering, fosfatbeläggningar, passivering, bundna fasta filmsmörjmedel, specialfärger och kemiska omvandlingsbeläggningar. Imagineering ger också kundspecifika kvalitetssäkringstester, icke-destruktiva testmetoder, saltspray och fuktighetstester.,

Efter avlägsnande av organiska och metalliska rester placeras delarna i lämplig passivationslösning. Även om det finns många variationer av passiverande lösningar, är det överväldigande valet fortfarande de salpetersyrabaserade lösningarna. Nyligen har det gjorts omfattande forskning för att utveckla alternativa processer och lösningar som är mer miljövänliga, men ändå lika effektiva., Även om alternativa lösningar som innehåller citronsyra och andra typer av proprietär kemi finns tillgängliga, har de inte varit så allmänt accepterade kommersiellt som salpetersyrabaserade lösningar.

de tre huvudvariabler som måste beaktas och kontrolleras för valet av passivationsprocessen är tid, temperatur och koncentration. Typiska nedsänkningstider är mellan 20 min och två timmar. Typiska badtemperaturer varierar mellan rumstemperatur och 160F., I allmänhet specificeras koncentrationen av salpetersyra i intervallet 20-50 volymprocent. Många specifikationer inkluderar användning av natriumdikromat i passivationslösningen eller som en efter passivation sköljning för att hjälpa till vid bildandet av en kromoxidfilm. Noggrann lösning kontroll, inklusive vatten renhet, ppm av metalliska föroreningar och kemiskt underhåll, är avgörande för framgång.

typen av rostfritt stål bestämmer den mest effektiva passivationsprocessen. Badval (tid, temperatur och koncentration) är en funktion av den typ av legering som bearbetas., En grundlig kunskap om de materiella typerna och passivationsprocesserna är avgörande för att uppnå de önskade resultaten. Omvänt kommer felaktig bad och processval och / eller processkontroll att ge oacceptabla resultat. I extrema fall kan detta leda till katastrofalt misslyckande, inklusive extrem pitting, etsning och/eller total upplösning av hela komponenten.

andra valideringstester inkluderar en två-timmars saltspray eller ett 24-timmarsprov med hög luftfuktighet., Dessa tester utförs genom att placera passiverade delar i en högt kontrollerad kammare som skapar en accelererad frätande miljö. Efter att provstyckena har utsatts för den frätande atmosfären under de föreskrivna exponeringsperioderna tas delarna bort och utvärderas. Även om resultaten kan vara något subjektiva är ASTM B-117 en utmärkt referens för att bestämma acceptans. Det är viktigt att notera att var och en av de nämnda testmetoderna har olika fördelar och begränsningar. Man bör vara försiktig med att välja lämpliga testmetoder baserade på legeringstyp och slutanvändningsmiljö.,

bearbetnings-och värmebehandlingstekniker. Kanske är den mest förbisedda variabeln i hela passivationsekvationen den negativa effekten av dålig bearbetning och värmebehandlingspraxis. Alltför ofta leder korskontaminering som införs under tillverkning och/eller termiska processer till oacceptabla testresultat. Följande metoder kommer att minska korskontaminering under tillverkningen och öka chanserna för framgångsrik passivation och testresultat.,

• använd aldrig slipskivor, slipmaterial eller trådborstar av järn, järnoxid, stål, zink eller andra oönskade material som kan orsaka kontaminering av ytan av rostfritt stål.
• användning av hårdmetall eller andra icke-metalliska verktyg rekommenderas.
• slipskivor, slipskivor och trådborstar som tidigare använts på andra metaller bör inte användas på rostfritt stål.,
• använd endast rena, oanvända slipmedel såsom glaspärlor eller järnfri kiseldioxid eller aluminiumoxid sand för slipande blästring. Använd aldrig stålskott, grus eller slipmedel som har använts för att spränga andra material.
• grundlig rengöring innan någon termisk bearbetning är kritisk. Stressavlastande, glödgning, ritning eller andra varmformande processer kan faktiskt dra ytföroreningar djupare in i substratet, vilket gör dem nästan omöjliga att ta bort under passivering.
• försiktighet bör vidtas under alla termiska processer för att undvika bildning av oxider., Passivering är inte utformad för att avlägsna missfärgning och kommer inte att tränga in i tunga oxidskikt. I extrema situationer krävs ytterligare betnings-och avkalkningsåtgärder före passivering för att avlägsna missfärgningen. Kontrollerad atmosfär ugnar rekommenderas starkt för alla termiska processer för att minska luftburna föroreningar och förhindra oxider från att utvecklas.

Så hur får du den prestanda du har betalat för från högdollar rostfria legeringar?, Det handlar om en grundläggande förståelse för att passivationsprocessen är både en konst och en vetenskap, och att bearbetning, tillverkning och värmebehandling kan väsentligt påverka komponentens korrosionsbeständighet. Passivering kommer att förbättra korrosionsbeständigheten hos rostfritt stål, men för att uppnå maximal prestanda från dessa högteknologiska legeringar måste alla parter som är involverade i tillverkningen förstå sitt ansvar för att upprätthålla materialets integritet under hela processen.,

dan Englebert har mer än 17 års försäljningserfarenhet inom efterbehandlingsindustrin. Han deltog Purdue University och fick teknisk utbildning i metallurgi och galvanisering från General Motors Institute i Flint, Michigan.,