Thụ động hóa – Một quá trình xử lý bề mặt

Thụ động hóa – Một quá trình xử lý bề mặt

Cập nhật lần cuối 29/08, thời gian đọc:5 phút

Các bộ phận sau một quá trình thụ động

Một trong những thách thức quan trọng đối với các nhà luyện kim là bảo vệ vật liệu khỏi bị ăn mòn và bất kỳ chất gây ô nhiễm nào khác trong quá trình sản xuất như gia công, chế tạo và hàn tạo ra các mảnh vụn, tạp chất, oxit kim loại và hóa chất, dầu mỡ.Với những thứ này, khi tiếp xúc với không khí và nước, nhiều kim loại dễ bị ăn mòn.Điều này sẽ khiến bộ phận kim loại chịu áp lực và có thể có tác động phá hủy trong quá trình sản xuất hoặc sử dụng cuối cùng của sản phẩm.Vì vậy, cần phải bảo vệ phần kim loại khỏi những ô nhiễm và ăn mòn này.Một quá trình như vậy làthụ động hóa kim loại, một quá trình cung cấp một lớp oxit mỏng và đồng nhấtđể thêm khả năng chống ăn mòn, kéo dài tuổi thọ của bộ phận, loại bỏ nhiễm bẩn bề mặt, giảm nguy cơ nhiễm bẩn bộ phận và kéo dài khoảng thời gian bảo trì hệ thống.

Làm thế nào nó hoạt động?

Để bảo vệ các hợp kim kim loại khác nhau khỏi bị ăn mòn, một phương pháp hoàn thiện hóa học công nghiệp được sử dụng rộng rãi như một quy trình sau chế tạo được gọi là Quá trình thụ động hóa.Trong quá trình này, các chất oxy hóa nhẹ như axit nitric và axit xitric thường được sử dụng.Sắt tự do ngoại sinh, sunfua và các hạt lạ khác trên bề mặt có thể bị các axit này lấy đi và tạo ra một lớp hoặc màng oxit sẽ hoạt động như một lá chắn bảo vệ.Điều này làm giảm khả năng xảy ra phản ứng hóa học giữa vật liệu kim loại và không khí, giúp bảo vệ bề mặt chống lại sự ăn mòn mà không làm thay đổi diện mạo của nó.Phần quan trọng của quá trình này là axit không được ảnh hưởng đến chính kim loại.

Các bước của quá trình thụ động

Chủ yếu có ba bước trong quy trình thụ động hóa, sẽ tạo ra một lớp oxit mỏng và đồng nhất hoàn chỉnh trên bề mặt kim loại.

Bước 1: Vệ sinh linh kiện

Việc làm sạch bộ phận kim loại, nghĩa là loại bỏ dầu, hóa chất hoặc mảnh vụn trên bề mặt còn sót lại sau quá trình gia công là bước khởi đầu của quá trình thụ động hóa.Việc làm sạch linh kiện đóng vai trò quan trọng trong quá trình này, nếu không có bước này, các dị vật bám trên bề mặt kim loại sẽ hạn chế hiệu quả của quá trình thụ động hóa.

Bước 2: Ngâm trong bồn axit

Để loại bỏ bất kỳ hạt sắt tự do nào khỏi bề mặt, ngâm bộ phận này vào bể axit sau bước làm sạch.Có ba cách tiếp cận phổ biến được sử dụng trong bước này của quy trình

Bước 3:Tắm axit nitric

Phương pháp truyền thống để thụ động hóa là axit Nitric, giúp phân phối lại cấu trúc phân tử trên bề mặt kim loại một cách hiệu quả nhất.Tuy nhiên, do được phân loại là vật liệu nguy hiểm, axit nitric có một số nhược điểm.Nó thải ra khí độc gây nguy hiểm cho môi trường và có thể cần thời gian xử lý lâu hơn với cách xử lý đặc biệt.

Bước 4:Axit nitric với natri dicromat tắm

Sự kết hợp của natri dicromat vào axit nitric tăng cường quá trình thụ động hóa với một số hợp kim cụ thể.Cách tiếp cận này là một lựa chọn ít phổ biến hơn, vì natri dicromat khuếch đại các mối nguy hiểm khi tắm axit nitric.

Tắm axit xitric

Dung dịch axit xitric là giải pháp thay thế an toàn hơn cho axit nitric cho quá trình thụ động hóa.Nó không thải ra bất kỳ khí độc nào, không yêu cầu bất kỳ xử lý đặc biệt nào và nó cũng là một phương pháp thân thiện với môi trường.Các hợp chất của quá trình thụ động hóa axit xitric, có nguy cơ phát triển hữu cơ và nấm mốc, mà nó đã phải vật lộn để được chấp nhận.Trong những năm gần đây, những đổi mới đã loại bỏ những vấn đề này, làm cho nó trở thành một phương pháp hiệu quả về chi phí.

Để khôi phục khả năng chống ăn mòn của kim loại về trạng thái nguyên liệu thô, bất kể phương pháp được áp dụng là gì, quá trình tắm này tạo ra phản ứng hóa học trên bề mặt của thành phần.Điều này sẽ thêm một lớp màng oxit mỏng và đồng nhất với ít hoặc không có sự hiện diện của phân tử sắt.

Phương pháp thụ động

1.  Bể ngâm:Cấu kiện sẽ được ngâm trong bể chứa dung dịch hóa chất và thuận lợi cho việc xử lý đồng thời tất cả các bề mặt chế tạo để có độ hoàn thiện đồng nhất và khả năng chống ăn mòn tối ưu.

2. Vòng tuần hoàn:Nó được khuyến nghị chính xác cho đường ống sẽ mang chất lỏng ăn mòn, trong đó dung dịch hóa chất được lưu thông qua hệ thống đường ống.

3. Ứng dụng phun:Dung dịch hóa chất được phun lên bề mặt linh kiện.Việc xử lý axit thích hợp và các quy trình an toàn là cần thiết cho loại phương pháp này và nó có lợi cho việc xử lý tại chỗ.

4. Ứng dụng gel:Bằng cách quét bột nhão hoặc gel lên bề mặt thành phần, có thể thực hiện xử lý thủ công.Nó có lợi cho việc xử lý tại chỗ các mối hàn và các khu vực phức tạp khác đòi hỏi chi tiết thủ công.

Vật liệu nào có thể được thụ động?

·       anot hóabằng Nhôm và Titan.

·       Vật liệu kim loại màu như thép.

·       Thép không gỉ, có thể có bề mặt oxit crom.

·       niken, một số ứng dụng có niken florua.

·       Silicone, Silicone Dioxide được sử dụng trong ngành công nghiệp bán dẫn.

Các ứng dụng của quá trình thụ động

Để nâng cao độ bền và tuổi thọ, nhiều ngành công nghiệp đã tận dụng các thành phần mà các nhà sản xuất đã hoàn thành quá trình sản xuất bằng quy trình thụ động hóa.

Thuộc về y học:Trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, để giảm ô nhiễm chéo có hại trên thiết bị y tế, các chuyên gia sử dụng quy trình thụ động hóa.Lớp oxit trên bề mặt thụ động bảo vệ chống lại các chất gây ô nhiễm cực nhỏ, dẫn đến bề mặt sạch và nhẵn, dễ khử trùng hơn.

Đồ ăn và đồ uống:Các yêu cầu vệ sinh là yếu tố cần thiết cho nhiều ngành công nghiệp. Để giảm nguy cơ ăn mòn và rỉ sét làm ảnh hưởng đến thiết bị hoặc các sản phẩm cuối cùng được xử lý, việc thụ động hóa các bộ phận là tối quan trọng.

Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ:Các bộ phận có thể yêu cầu thụ động hóa là các bộ phận bằng thép không gỉ, Bộ truyền động, Bộ truyền động thủy lực, Bộ phận bánh đáp, Thanh điều khiển, Bộ phận xả trong động cơ phản lực và Chốt buồng lái.

Thiết bị nặng:Vòng Bi và Chốt

Quân đội:Vũ khí và thiết bị quân sự

Lĩnh vực năng lượng:Phân phối và truyền tải điện

Ưu và nhược điểm của quá trình thụ động

ưu

·       Loại bỏ các chất gây ô nhiễm còn sót lại sau khi gia công

·       Tăng khả năng chống ăn mòn

·       Giảm nguy cơ ô nhiễm trong quá trình sản xuất

·       Hiệu suất thành phần nâng cao

·       Kết thúc / xuất hiện đồng đều và mịn màng

·       bề mặt sáng bóng

·       Dễ dàng làm sạch bề mặt

Nhược điểm

·       Thụ động hóa không hiệu quả trong việc loại bỏ các chất gây ô nhiễm từ các bộ phận hàn.

·       Theo hợp kim kim loại được chỉ định, nhiệt độ và loại bể hóa chất phải được duy trì.Điều này sẽ làm tăng chi phí và độ phức tạp của quy trình.

·       Dung dịch axit có thể làm hỏng một số hợp kim kim loại có hàm lượng crôm và niken thấp.Vì vậy, họ không thể bị động.

Câu hỏi thường gặp về Passivation

1.  Là thụ động giống như ngâm?

Không, quy trình Tẩy sạch sẽ loại bỏ tất cả các mảnh vụn, chất trợ dung và các chất gây ô nhiễm khác khỏi bề mặt của các bộ phận được hàn và chuẩn bị cho chúng sẵn sàng để thụ động hóa.Tẩy không thể bảo vệ thép khỏi bị ăn mòn, nó chỉ làm sạch bề mặt để thụ động hóa.

2.  Sự thụ động có làm cho thép không gỉ chống ăn mòn không?

Không, không có thứ gọi là chống ăn mòn 100%.Tuy nhiên, các bộ phận bằng thép không gỉ có tuổi thọ đặc biệt dài do quá trình thụ động hóa.

3.  Là sự thụ động của thép không gỉ tùy chọn?

Không, thụ động hóa là một quy trình thiết yếu đối với các bộ phận bằng thép không gỉ.Thành phần này sẽ dễ bị ăn mòn tấn công trong thời gian rất ngắn nếu không có quá trình thụ động hóa.