La tua guida alla passivazione dell’acciaio inossidabile

I clienti di Marlin spesso vogliono saperne di più sulle varie finiture che il team di produzione utilizza per cesti di filo di acciaio personalizzati. Una delle finiture più utilizzate che l’acciaio Marlin applica ai suoi cestelli personalizzati è una finitura passivata. Le finiture passivate sono spesso specificate per i cestelli in acciaio inossidabile perché il processo può migliorare le proprietà di resistenza chimica dell’acciaio inossidabile.,

Ma, come funziona la passivazione dell’acciaio inossidabile e cosa lo rende diverso da altre finiture, come l’elettrolucidatura?

Come funziona il processo di passivazione per l’acciaio inossidabile?

Alcune delle specifiche della passivazione dell’acciaio inossidabile, come l’esatto mix di sostanze chimiche utilizzate, possono variare a seconda della lega di acciaio utilizzata—ciò che aiuta una lega potrebbe danneggiarne un’altra, quindi il processo richiede frequenti personalizzazioni., Tuttavia, il processo di base tende ad avere le stesse ampie fasi:

1. Caricare la parte o le parti da passivare in un altro contenitore (di solito un cestello in rete metallica appositamente costruito per l’operazione).
2. Immergere il contenitore e il suo contenuto nel bagno chimico (tipicamente un bagno di acido citrico o nitrico).
3. Lasciate che le parti sedersi nella vasca da bagno per un certo periodo di tempo e ad una temperatura specificata per quella lega.
4. Rimuovere le parti dal bagno e asciugarle per rimuovere le sostanze chimiche in eccesso.,

Mentre le parti in acciaio inossidabile si trovano nel bagno acido, l’acido inizierà a rimuovere il ferro libero e altri contaminanti dalla superficie della parte. A seconda della lega da pulire e del bagno chimico specifico utilizzato, questo può migliorare lo strato protettivo di ossido di una parte in acciaio inossidabile, rendendola più resistente agli attacchi chimici in alcune situazioni.

Mentre il processo di passivazione può alterare significativamente la resistenza alla ruggine di una parte, non altera significativamente l’aspetto della parte finita., Questa è una delle principali differenze tra passivazione ed elettrolucidatura. Le parti che sono state elettrolucidate possono essere facilmente identificate dalla loro superficie liscia e lucida.

Esistono due tipi primari di passivazione: Passivazione dell’acido nitrico e decapaggio

Che cos’è la passivazione dell’acido nitrico?

La passivazione a base di acido nitrico è una delle tecniche di passivazione più basilari là fuori. Qui, il filo di acciaio inossidabile o la lamiera viene immerso in un bagno di acido nitrico ossidante., Questo bagno acido delicato rimuove alcune molecole libere del ferro e l’altra materia estranea dalla superficie dell’acciaio mentre incoraggia lo sviluppo dello strato passivo dell’ossido.

Tuttavia, questo processo non rimuove la tinta di calore, le bruciature di saldatura o la scala di ossido dalla superficie dell’acciaio.

Che cos’è il decapaggio?

Il decapaggio è molto simile al processo di passivazione di base in quanto un bagno di sostanze chimiche acide viene utilizzato per spogliare la superficie dell’acciaio. Tuttavia, dove il processo di passivazione di base utilizza acido nitrico lieve, il decapaggio utilizza una miscela chimica più intensiva, come l’acido fluoridrico.,

Questo acido più forte spoglia lo strato superficiale dell’acciaio, rimuovendo impurità, bruciature di saldatura e molecole di ferro libero, lasciando una finitura uniforme e satinata.

Cosa dovresti sapere sui processi di passivazione come l’acido nitrico e il decapaggio?

Questi due processi costano circa lo stesso da eseguire e possono aiutare a rimuovere le impurità e migliorare la resistenza dello strato di ossido passivo dell’acciaio inossidabile.

In una nota a margine, è importante conoscere l’esatta lega di acciaio inossidabile in lavorazione prima di scegliere il processo di passivazione., Questo perché l’utilizzo della soluzione sbagliata sul tuo acciaio inossidabile potrebbe causare danni all’acciaio piuttosto che migliorarlo.

Ad esempio, confrontare l’acciaio inossidabile 304 vs 430 per i processi di passivazione. Ognuno di questi permette hanno diversi livelli di resistenza all’acido nitrico e altri corrosivi, il che significa che uno potrebbe avere bisogno di un bagno di acido nitrico più forte rispetto agli altri per garantire una corretta passivazione in acciaio inox., Da notare, gli acciai inossidabili austenitici (come l’acciaio inossidabile del grado 304), tendono ad avere un contenuto di cromo più elevato rispetto agli acciai inossidabili martensitici (come l’acciaio inossidabile del grado 430), rendendo la lega austenitica più resistente alla corrosione e alla vaiolatura.

Quali sono alcuni dei limiti della passivazione?

Ci sono alcune cose che dovrebbero essere considerate prima di passivare le parti in acciaio inossidabile, tra cui:

• Le parti saldate potrebbero non essere adatte alla passivazione. Il processo di passivazione non è efficace nel rimuovere i contaminanti dalle zone di saldatura come alcuni processi.,
• C’è la necessità di personalizzare il bagno chimico. La temperatura ed il tipo di acido utilizzati nel bagno chimico del processo di passivazione devono essere regolati per la lega d’acciaio specifica che è passivata. Ciò aggiunge costi e complessità al processo rispetto all’elettrolucidatura.
• Alcune leghe non possono essere passivate. Alcune leghe dell’acciaio inossidabile che hanno contenuto basso del nichel e del cromo possono realmente essere danneggiate dal bagno acido. Come tali, non possono essere passivati.
• La finitura sarà per lo più lo stesso aspetto., A differenza dell’elettrolucidatura, che elimina lo strato superficiale della parte per lasciare una finitura liscia e lucida, la passivazione non altera molto l’aspetto della parte. Quindi, se l’obiettivo è creare una superficie liscia e antiaderente, il processo di passivazione non sarà l’ideale.

I principali vantaggi della passivazione dell’acciaio inossidabile sono che può migliorare la resistenza alla ruggine di una parte in acciaio inossidabile e che è meno costosa da installare rispetto all’elettrolucidatura., Tuttavia, è importante per bilanciare questi vantaggi contro i vantaggi di utilizzare elettrolucidatura o rivestimenti specializzati per finire una parte.

Elettrolucidatura Acciaio inox

Come i processi di passivazione sopra elencati, l’elettrolucidatura prevede l’utilizzo di un bagno chimico. Tuttavia, a differenza dei due processi precedenti, l’elettrolucidatura utilizza un bagno elettrolitico e una corrente elettrica per sciogliere lo strato superficiale del metallo, lasciando una superficie microscopicamente liscia e lucida.,

La levigatezza della nuova superficie lo rende quasi perfettamente antiaderente perché il processo di elettrolucidatura rimuove quasi tutti i difetti microscopici a cui i detriti normalmente si attaccano. Questo ha il vantaggio di rendere la parte elettrolucidata più facile da pulire e igienizzare.

Vantaggi dell’elettrolucidatura dell’acciaio inossidabile

• Parti di sbavatura. Spogliando attivamente lo strato superficiale di una parte, l’elettrolucidatura rimuove molte delle bave e dei taglienti che altri processi di finitura potrebbero aver perso.
• Diminuzione dell’affaticamento della parte., L’elettrolucidatura elimina le fessure superficiali e riduce al minimo le spaccature a fatica che si verificano a livello microscopico durante il processo di produzione. Questo aiuta a ridurre l’affaticamento della parte e creare una parte più forte e più duratura.
• Ridotto irritante/grippaggio. A causa della levigatezza microscopica fornita dall’elettrolucidatura, questo processo viene spesso utilizzato dai produttori su fili di materiale per evitare irritazioni e grippaggi in meccanismi delicati.
• Aspetto uniforme., L’elettrolucidatura rimuove molti dei segni di saldatura e bruciatura dall’acciaio che i processi di passivazione più lievi lascerebbero indietro. Ciò fornisce un miglioramento estetico per alcune parti fabbricate.
• Facilità di controllo. L’elettrolucidatura può applicarsi a varie leghe dell’acciaio inossidabile senza richiedere molta personalizzazione per l’installazione. Ciò rende l’elettrolucidatura un’opzione migliore per la produzione di configurazioni che elaborano numerosi tipi di leghe di acciaio inossidabile, ad esempio quando il produttore deve spesso scegliere tra acciaio inossidabile 304 vs 430 per diverse applicazioni.,

Il più grande svantaggio del processo di elettrolucidatura è che può costare un po ‘ di più in anticipo rispetto a un processo di passivazione standard. Inoltre, l’elettrolucidatura non altera significativamente lo strato protettivo di ossido di acciaio allo stesso modo in cui la passivazione può.

Tuttavia, l’elettrolucidatura rimane l’opzione di trattamento preferita quando la condizione superficiale della parte è la preoccupazione primaria—in gran parte perché crea una superficie superiore rispetto alla passivazione., Ad esempio, sia l’industria alimentare che quella farmaceutica tendono a preferire le superfici in acciaio inossidabile elettrolucidato perché la superficie liscia al microscopio è incredibilmente facile da pulire e sterilizzare rispetto a una finitura metallica standard 2B.

Con il giusto processo di finitura, le prestazioni di un cesto di filo personalizzato o di altre forme metalliche possono essere notevolmente migliorate.

Creazione di un cestello personalizzato per la passivazione di apparecchiature chirurgiche

I processi di passivazione possono essere estremamente ruvidi sui cestelli e sui vassoi che trattengono le parti attraverso di essi., Quando uno di forniture mediche azienda di produzione ordinato personalizzato cesto per la loro passivazione e ultrasuoni parti del processo di pulizia, Marlin Acciaio ingegneri utilizzato un processo collaudato per garantire che il basket sarebbe perfetto per le loro esigenze:

Fase 1: Raccolta di Informazioni sul Cliente Processo di Passivazione

La particolare composizione dei grassi, e altri elementi del processo di passivazione, possono cambiare a seconda del tipo di acciaio, lega di essere passivato., Per questo motivo, ogni volta che Marlin Steel ha il compito di creare un cestello o un vassoio personalizzato per passivare attrezzature chirurgiche o altri oggetti, Marlin inizia sempre chiedendo le specifiche del processo di passivazione.

Per questa combinazione passivazione/processo di pulizia ad ultrasuoni, era importante conoscere:

• Le dimensioni del sistema di passivazione. Le dimensioni del serbatoio e le aperture per l’inserimento / rimozione dei cestelli sono informazioni critiche per la progettazione di un cestello di passivazione personalizzato.
• Le sostanze chimiche specifiche utilizzate nel processo., Passivazione non è un” one size fits all ” tipo di processo. Ci sono diverse sostanze chimiche che potrebbero essere utilizzate a seconda del metallo passivato. Più dure sono le sostanze chimiche, più duro deve essere il cesto.
• Parti dimensioni e peso del carico. Le dimensioni delle parti influenzeranno la dimensione e la forma del cesto. Più grandi e pesanti sono le parti, più grande e forte dovrebbe essere il cesto. Le applicazioni pesanti richiedono spesso fili di acciaio più spessi.
• La durata del processo di passivazione. Per quanto tempo il cestello sarà immerso nel fluido di passivazione?, Più a lungo i cesti saranno sommersi, più danni può causare il processo di passivazione. I processi particolarmente lunghi richiedono leghe straordinariamente resistenti alla corrosione.
• La gravità delle onde ultrasoniche utilizzate nel processo di pulizia. Quanto è forte il generatore di ultrasuoni influenza direttamente quanto sforzo subisce il cestello durante la pulizia ad ultrasuoni. Le più alte frequenze di ultrasuono richiedono i canestri più forti-che significa solitamente i cavi del più pesante-calibro e le saldature più complete.,

Queste informazioni si rivelerebbero vitali per sapere quale sarebbe il miglior design personalizzato del cesto per le esigenze del cliente.

Punto 2: Virtualmente prova le progettazioni del canestro per risparmiare tempo ed eliminare gli errori

Tradizionalmente, fare il canestro su ordinazione perfetto del cavo per pulizia ultrasonica e la passivazione sarebbe un processo lungo e tirato-fuori. I cestini sarebbero realizzati utilizzando la logica “best guess” basata su ciò che ha funzionato per progetti simili in passato. Quindi, il prototipo fisico sarebbe stato spedito al cliente e sottoposto a una serie di stress test nel corso di alcune settimane o mesi., Se sono stati trovati problemi, il paniere avrebbe dovuto essere ridisegnato per il processo di ricominciare dall’inizio.

Ci sono alcuni problemi con questo metodo:

1. Tempo di consegna. La prototipazione fisica è dolorosamente lenta e può respingere in modo significativo le scadenze di produzione.
2. Costo dei prototipi. Il metallo per i cesti, i costi di spedizione e il tempo di produzione perso dalla mancanza di un paniere vitale hanno tutti un costo che morde i budget operativi.
3. Difficoltà nell’identificare la causa principale di un guasto al cestello., Con i test di prototipazione fisica, a volte può essere difficile essere sicuri al 100% del motivo per cui un cestino fallisce. La corrosione chimica ha compromesso la resistenza alla trazione del cestello? Oppure, gli effetti della vibrazione ultrasonica lo hanno causato? Conoscere la causa del fallimento è un must per correggere tali fallimenti in futuro.

Per risparmiare tempo e risorse per inchiodare il perfetto design personalizzato del cestello, Marlin Steel utilizza una forma di test più veloce ed efficace che utilizza software di simulazione fisica per testare virtualmente un progetto.,

In pochi minuti, il team di ingegneri di Marlin può simulare anni di utilizzo, senza dover sprecare un singolo pollice cubo di acciaio su un prototipo. Ancora meglio, se una parte fallisce nella simulazione fisica, la causa dell’errore viene automaticamente registrata e segnalata al team. Poiché l’ingegnere conosce la causa dell’errore, è più facile contrastare in modo specifico il problema.

Ad esempio, se un cestello si guasta perché le vibrazioni intense lo scuotono ai giunti di saldatura, allora questi giunti possono essere riprogettati per essere più resistenti alle sollecitazioni vibrazionali., Oppure, se la corrosione era il colpevole, i materiali utilizzati per il cesto potrebbero essere cambiati per renderlo più resistente.

Passo 3: Garantire una qualità costante con l’automazione di fabbrica

Un design può essere tecnicamente perfetto, ma ciò non importa se il prodotto finale non è fabbricato secondo uno standard coerente. La creazione di una parte coerente in grado di soddisfare tolleranze ristrette è una delle maggiori sfide in qualsiasi applicazione di produzione personalizzata.

Questo è il motivo per cui Marlin Steel utilizza l’automazione di produzione avanzata per costruire i suoi cesti e vassoi in acciaio personalizzati per i clienti dell’industria medica., Questi robot di produzione possono lavorare giorno dopo giorno senza stancarsi o distrarsi. Ciò consente loro di produrre parti in modo coerente per soddisfare tolleranze millimetriche.

La coerenza degli strumenti di automazione di produzione aiuta a ridurre al minimo i tassi di rifiuto delle parti, aiutando Marlin ad aumentare la produttività riducendo i costi derivanti dai cestelli rottamati.,

Grazie agli investimenti di Marlin nel software di simulazione fisica e nell’automazione di fabbrica, oltre a raccogliere informazioni dettagliate sul processo di passivazione del cliente, è stato facile realizzare i cesti metallici personalizzati perfetti per il processo di passivazione e pulizia ad ultrasuoni del cliente. Ciò ha permesso a Marlin di realizzare in un paio di settimane ciò che richiederebbe mesi per un’azienda senza questi strumenti.

Longevità del canestro di passivazione e costo totale di proprietà

I processi di passivazione possono essere molto duri sui canestri utilizzati in loro., Ciò può condurre ad una vita utile più breve poichè i canestri sono portati via dai prodotti chimici usati per spogliare lo strato superiore delle molecole libere del ferro dalle vostre parti.

La quantità di tempo che un paniere può durare nel processo di passivazione può avere un impatto significativo sul costo totale di proprietà.

Ad esempio, supponiamo di avere una scelta tra due diversi cestelli:

1. Il cestino “A” è costruito per soddisfare a malapena i requisiti minimi del lavoro e ha una vita utile di 8 mesi in media. Dopo che 8 mesi, il canestro diventa troppo degradato per usare sicuro con la vostra attrezzatura di passivazione.,
2. Cestino ” B ” è costruito per superare di gran lunga i requisiti minimi necessari per il processo di passivazione e ha una vita utile di 4+ anni in media. Tuttavia, il paniere B costa 2,5 volte tanto quanto il paniere A.

In questo esempio teorico, 10 unità di paniere A costerebbero $2.000 e 10 unità di paniere B costerebbero $5.000. Nel breve periodo, il basket A potrebbe sembrare l’acquisto migliore, ma a lungo termine, il basket A finirebbe per costare molto più del basket B.

Diciamo che usi lo stesso processo di passivazione per i prossimi 8 anni., In quel momento, il cestino A costerà 2 24.000, perché dovresti comprare i cestini 12 volte al costo di each 2.000 ogni volta. In quello stesso periodo di tempo, basket B avrebbe dovuto acquistare solo due volte ad un costo di $5.000, per un totale di $10.000.

Questo rende il cestino più costoso, ma più duraturo, molto più conveniente a lungo termine.

Se avete bisogno di un canestro dell’acciaio inossidabile per la passivazione tenendo presente la natura del vostro processo di passivazione e la longevità prevista dei canestri per la passivazione che ordinate è un must per i costi di gestione.,

Contattando un ingegnere meccanico, scopri come l’acciaio Marlin offre qualità, rapido per cestelli di passivazione in acciaio inossidabile e molte altre applicazioni speciali.