Passivació: un procés de tractament de superfícies

Passivació: un procés de tractament de superfícies

Última actualització 29/08, temps de lectura: 5 minuts

Peces després d'un procés de passivació

Un dels reptes crítics per als metal·lúrgics, és protegir el material de la corrosió i qualsevol altre contaminant dels processos de fabricació, com ara la mecanització, la fabricació i la soldadura, crea residus, inclusions, òxids metàl·lics i productes químics, greixos i oli.Amb aquests, quan s'exposen a l'aire i l'aigua, molts metalls són vulnerables a la corrosió.Això provocarà estrès la part metàl·lica i pot tenir un impacte destructiu durant la producció o en l'ús final del producte.Per tant, cal protegir la part metàl·lica d'aquestes contaminacions i corrosió.Un d'aquests processos éspassivació del metall, un procés de proporcionar una capa d'òxid fina i uniformeper afegir resistència a la corrosió, allargar la vida útil de les peces, eliminar la contaminació superficial, reduir el risc de contaminació de les peces i ampliar els intervals de manteniment del sistema.

Com funciona?

Per protegir diferents aliatges metàl·lics de la corrosió, s'utilitza àmpliament una pràctica d'acabat químic industrial com a procés de post-fabricació conegut com a passivació.En aquest procés, generalment s'utilitzen oxidants suaus com l'àcid nítric i cítric.El ferro lliure exogenètic, els sulfurs i altres partícules estranyes de la superfície es poden treure per aquests àcids i crea una capa o pel·lícula d'òxid que actuarà com a escut protector.Això disminueix la probabilitat que hi hagi una reacció química entre el material metàl·lic i l'aire, la qual cosa protegeix la superfície de la corrosió sense canviar-ne l'aspecte.La part crítica d'aquest procés és que l'àcid no ha d'afectar el metall en si.

Etapes del procés de passivació

Hi ha principalment tres passos en el procés de passivació, que crearan una capa d'òxid fina i uniforme a la superfície metàl·lica.

Pas 1: neteja dels components

La neteja de peces metàl·liques, és a dir, l'eliminació d'olis superficials, productes químics o residus sobrants del mecanitzat és l'inici del procés de passivació.La neteja de components ocupa un paper crític en aquest procés, sense aquest pas, els objectes estranys a la superfície del metall limitaran l'eficàcia de la passivació.

Pas 2: immersió al bany àcid

Per eliminar les partícules de ferro lliure de la superfície, la immersió del component en un bany àcid segueix després de l'etapa de neteja.Hi ha tres enfocaments comuns utilitzats en aquest pas del procés

Pas 3:Bany d'àcid nítric

L'enfocament tradicional de la passivació és l'àcid nítric, que redistribueix l'estructura molecular de la superfície del metall de manera més eficaç.Tanmateix, a causa de la seva classificació com a material perillós, l'àcid nítric té alguns inconvenients.Emet gasos tòxics que són perillosos per al medi ambient i poden requerir un temps de processament més llarg amb una manipulació especial.

Pas 4:Bany d'àcid nítric amb dicromat de sodi

La incorporació de dicromat de sodi a l'àcid nítric intensifica el procés de passivació amb alguns aliatges específics.Aquest enfocament és una opció menys comuna, ja que el dicromat de sodi amplifica els perills del bany amb àcid nítric.

Bany d'àcid cítric

El bany d'àcid cítric és l'alternativa més segura a l'àcid nítric per al procés de passivació.No emet gasos tòxics, no requereix cap manipulació especial i també és un enfocament ecològic.Els compostos de la passivació de l'àcid cítric, corren el risc de creixement orgànic i de floridura, per als quals ha lluitat per guanyar acceptació.En els últims anys, les innovacions han eliminat aquests problemes, convertint-lo en un enfocament rendible.

Per restaurar la resistència a la corrosió del metall al seu estat de matèria primera, independentment de l'enfocament aplicat, aquest procés de bany produeix una reacció química a la superfície del component.Això afegirà una capa fina i uniforme d'una pel·lícula d'òxid amb poca o cap presència de molècules de ferro.

Metodologies de passivació

1.  Immersió del tanc:El component estarà immers en un dipòsit que tingui la solució química i és avantatjós per tractar totes les superfícies de fabricació alhora per uniformitat d'acabat i òptima resistència a la corrosió.

2. Circulació:Es recomana precisament per a canonades que transportaran els líquids corrosius, en les quals la solució química es fa circular a través d'un sistema de canonades.

3. Aplicació de polvorització:La solució química es ruixa a la superfície del component.L'eliminació adequada de l'àcid i els procediments de seguretat són essencials per a aquest tipus de metodologia i té avantatges per al tractament in situ.

4. Aplicació de gel:Raspallant pastes o gels a la superfície del component, es pot aconseguir un tractament manual.Té avantatges per al tractament puntual de soldadures i altres àrees complexes que requereixen detalls manuals.

Quins materials es poden passivar?

·       Anoditzatd'alumini i titani.

·       Materials ferrosos com l'acer.

·       Acer inoxidable, que pot tenir una superfície d'òxid de crom.

·       Níquel, algunes aplicacions tenen fluorur de níquel.

·       Silicona, diòxid de silicona que s'utilitza a la indústria dels semiconductors.

Aplicacions del procés de passivació

Per millorar la durabilitat i la longevitat, una sèrie d'indústries aprofita els components que els fabricants han acabat de fabricar amb un procés de passivació.

Medicina:En el sector sanitari, per disminuir la contaminació creuada nociva en equips mèdics, els professionals utilitzen el procés de passivació.La capa d'òxid de les superfícies passives protegeix contra contaminants microscòpics, donant lloc a una superfície neta i llisa que és més fàcil d'esterilitzar.

Aliments i begudes:Els requisits sanitaris són factors essencials per a moltes indústries. Per reduir el risc de corrosió i l'oxidació dels equips o productes finals manipulats, la passivació dels components és primordial.

Indústria aeroespacial:Els components que poden requerir passivació són peces d'acer inoxidable, actuadors, actuadors hidràulics, components del tren d'aterratge, barres de control, components d'escapament en motors a reacció i fixacions de la cabina.

Equipament pesat:Coixinets de boles i elements de subjecció

Militar:Armes de foc i equipament militar

Sector energètic:Distribució i transmissió d'energia

Pros i contres del procés de passivació

Pros

·       Eliminació de residus contaminants després del mecanitzat

·       Augmenta la resistència a la corrosió

·       Es redueix el risc de contaminació durant el procés de fabricació

·       Rendiment millorat dels components

·       Acabat/aspecte uniforme i suau

·       Superfície brillant

·       Superfície fàcil de netejar

Contres

·       La passivació no és eficaç per eliminar els contaminants de les peces soldades.

·       Segons l'aliatge metàl·lic especificat, s'ha de mantenir la temperatura i el tipus de bany químic.Això augmentarà el cost i la complexitat del procés.

·       El bany àcid pot danyar alguns aliatges metàl·lics, que tenen un baix contingut de crom i níquel.Per tant, no es poden passivar.

Preguntes freqüents sobre passivació

1.  La passivació és el mateix que el decapat?

No, el procés de decapat elimina tots els residus, flux i altres contaminants de la superfície de les peces soldades i les prepara per a la passivació.El decapat no pot protegir l'acer de la corrosió, només neteja la superfície per a la passivació.

2.  La passivació fa que l'acer inoxidable sigui a prova de corrosió?

No, no hi ha res 100% a prova de corrosió.Tanmateix, les peces d'acer inoxidable tenen una vida útil excepcionalment llarga a causa del procés de passivació.

3.  La passivació de l'acer inoxidable és opcional?

No, la passivació és un procés essencial per als components d'acer inoxidable.El component serà susceptible d'atacar per corrosió en un període molt curt sense procés de passivació.