Por qué el acero inoxidable mecanizado necesita un paso de acabado
El acero inoxidable resiste la corrosión debido a una película muy delgada de óxido rico en cromo en su superficie. El mecanizado, el esmerilado y la manipulación pueden perturbar esa película y dejar el hierro libre de herramientas, accesorios o polvo del taller. Si ese hierro permanece en la superficie, la pieza puede mostrar manchas de óxido poco después de la entrega, aunque el metal base esté perfectamente sano.
La pasivación y el electropulido son los dos tratamientos comunes que restauran y mejoran la superficie. A menudo se confunden, pero hacen cosas diferentes y se adaptan a diferentes partes.
Pasivación en un párrafo
La pasivación es un tratamiento de limpieza química, normalmente en soluciones de ácido nítrico o cítrico, que disuelve el hierro libre y otras contaminaciones de la superficie y ayuda a la reforma de la película pasiva rica en cromo. No cambia la apariencia notablemente y no elimina esencialmente ningún material medible. Las dimensiones siguen siendo las mismas, lo que lo hace seguro para piezas de precisión.
Electropulido en un párrafo
El electropulido es un proceso electroquímico que elimina una capa delgada de metal de la superficie, típicamente unos pocos micrómetros, con la parte que actúa como el ánodo en un electrolito ácido. Los picos se disuelven más rápido que los valles, por lo que la superficie se vuelve más lisa y brillante. También elimina la contaminación incrustada y deja una superficie altamente pasiva y enriquecida con cromo.
Comparación de un lado a otro
| Tema | Pasivado | Electropulido |
|---|---|---|
| Mecanismo | Chemical cleaning | Eliminación electroquímica de metales |
| material extirpado | Insignificante | Por lo general, unos pocos micrómetros, controlables |
| Sin cambio de apariencia | pocas o ninguna | Más brillante, más suave, a menudo como un espejo sobre buenos sustratos |
| Efecto sobre la rugosidad | Ninguno | Reduce notablemente la microrrugosidad |
| Efecto de borde | Ninguno | Redondea los bordes afilados y elimina las micro rebabas |
| Especificaciones comunes | ASTM A967, AMS 2700 | ASTM B912 |
| Usos típicos | La mayoría de las piezas inoxidables mecanizadas | Partes médicas, alimentarias, farmacéuticas, de vacío y de sala limpia |
| Mostrar coste relativo | Bajo | Superior |
las especificaciones comunes,
ASTM A967
Un estándar ampliamente utilizado para la pasivación química de piezas de acero inoxidable. Describe varios tratamientos con ácido nítrico y ácido cítrico, junto con pruebas que pueden verificar el resultado.
AMS 2700
Una especificación aeroespacial para la pasivación que define métodos, clases y requisitos de prueba. A menudo se menciona en los planos aeroespaciales en lugar de las especificaciones más antiguas.
ASTM B912
Un estándar para la pasivación de aceros inoxidables mediante electropulido. Una llamada de dibujo debe nombrar la especificación y, cuando permita opciones, el método o tipo. Si el plano deja el método abierto, el terminador elige uno adecuado para el grado.
Nítrico o cítrico
La pasivación del ácido nítrico es tradicional y bien entendida. La pasivación del ácido cítrico utiliza una química más suave, es más fácil de manejar y desechar, y es cada vez más común. Ambos son aceptados bajo ASTM A967 para muchos grados. Algunos clientes o industrias especifican uno; de lo contrario, el terminador elige en función del grado y la capacidad del proceso.
Los grados de mecanizado libre como 303 y 416 contienen azufre, y el tratamiento agresivo puede atacar las inclusiones de sulfuro y dejar fosas o una apariencia esmerilada. Estas calidades necesitan una química adecuada y un control cuidadoso.
Prueba de la superficie pasiva
La pasivación se verifica con pruebas que buscan hierro libre u óxido temprano, generalmente en piezas de muestra o cupones testigo.
- Las pruebas de inmersión en agua o humedad exponen las piezas a la humedad y comprueban si hay manchas de óxido
- Las pruebas de niebla salina utilizan una niebla salina durante un período determinado
- Las pruebas de sulfato de cobre detectan hierro libre por deposición de cobre, pero no son adecuadas para todos los grados
- Las pruebas de gabinete de alta humedad son comunes para muchos requisitos aeroespaciales
La prueba, el tamaño de la muestra y la frecuencia deben acordarse en la orden de compra si son importantes para la aceptación.
Diseño para electropulido
El electropulido depende del flujo de corriente, por lo que la geometría es importante.
Recesos y agujeros ciegos
La densidad de corriente es menor en huecos profundos y agujeros ciegos, por lo que reciben menos pulido. Las superficies internas de los tubos largos pueden necesitar cátodos internos. Mencione cualquier superficie interna que deba ser electropulida.
Bordes
Los bordes se pulen más rápido y se vuelven ligeramente redondeados. Eso a menudo es bienvenido, ya que elimina las micro rebabas, pero es importante para los bordes cortantes afilados o los bordes de sellado que deben permanecer nítidos.
Dimensiones
La extracción es pequeña pero real. Una eliminación típica de unos pocos micrómetros por superficie puede importar en orificios apretados y roscas finas. Especifique el rango de extracción o la dimensión final, y permita que el taller mecanice un poco más de tamaño si es necesario.
Marcas de las estanterías
Cada parte necesita contacto eléctrico, lo que deja una pequeña marca. Indique dónde son aceptables las marcas de contacto.
Lo que el electropulido no puede hacer
Mejora las superficies a escala micro pero no elimina arañazos profundos, marcas de herramientas o hoyos. Una superficie áspera y mal mecanizada permanece visiblemente marcada después del electropulido; simplemente se vuelve más brillante. Para un acabado de espejo, comience con una buena superficie mecanizada o pulida mecánicamente. El electropulido tampoco corrige el grado incorrecto o un diseño deficiente que atrapa la humedad.
Secuencia típica del proceso
Una secuencia limpia y bien controlada da los mejores resultados:
- Mecanice la pieza y retire las rebabas
- Desengrase y limpie a fondo para eliminar aceites y refrigerantes
- Pulir mecánicamente si se necesita un acabado cosmético brillante
- Pasivar o electropulir según el estándar especificado
- Enjuague con agua limpia, seque e inspeccione
- Paquete para evitar el contacto con el acero al carbono y la contaminación
El tratamiento térmico y la soldadura normalmente deben realizarse antes de la pasivación, ya que perturban la superficie. El tinte térmico de la soldadura generalmente se elimina mediante decapado o electropulido antes de la pasivación final.
Elegir entre ellos
- Piezas inoxidables mecanizadas en general que necesitan una resistencia a la corrosión fiable: pasivación
- Piezas que deben ser fáciles de limpiar, como alimentos o equipos médicos: electropulido
- Piezas de vacío y sala limpia donde la desgasificación y las partículas importan: electropulido
- Piezas de precisión donde no se permite ningún cambio dimensional: pasivación
- Acabado cosmético brillante: pulido mecánico seguido de electropulido
Manipulación después del acabado
Una superficie pasivada puede contaminarse de nuevo. Las herramientas, los bastidores de acero al carbono, la lana de acero y el polvo del taller pueden incrustar hierro. Envolver o embolsar las piezas terminadas, evitar el contacto con el acero al carbono durante el montaje y utilizar herramientas de acero inoxidable o plástico cuando sea práctico.
Notas específicas del grado
Los grados austeníticos como 304 y 316 responden bien a la pasivación estándar y al electropulido. 316L es el grado más común para las piezas higiénicas electropulidas porque combina una buena resistencia a la corrosión con un resultado limpio y brillante.
Los grados martensíticos y de endurecimiento por precipitación como 410, 440C y 17-4PH necesitan más atención. Pueden ser sensibles a la química ácida y, en condiciones endurecidas, a la fragilidad por hidrógeno en algunos procesos. El terminador generalmente elegirá un método más suave y puede recomendar un horneado o una secuencia específica en relación con el tratamiento térmico.
Los ensamblajes mezclados con otros metales normalmente deben terminarse como partes separadas antes del ensamblaje. Los baños ácidos pueden atacar los componentes de aluminio, latón y acero al carbono, y el ácido atrapado en las juntas puede causar corrosión posterior.
Escribiendo la llamada
Buenos ejemplos son "Pasivado según ASTM A967, método de ácido cítrico, verificar mediante prueba de humedad" o "Electropulido según ASTM B912, eliminar 5–10 µm, roscas de máscara". Indique si se requieren certificados de conformidad. Para las industrias reguladas, añada requisitos de trazabilidad de lotes e informes de pruebas a la orden de compra.
Preocupaciones planteadas con frecuencia
¿La pasivación eliminará el óxido que ya está allí?
Contaminación superficial ligera, sí; óxido establecido o tinte térmico, a menudo no. Es posible que primero necesiten decapado o limpieza mecánica.
¿La pasivación hace que 304 sea tan buena como 316?
No. La pasivación restaura la resistencia propia de la aleación; no cambia la aleación.
¿Se puede pasivar el aluminio o el acero al carbono?
El término se refiere a los procesos de acero inoxidable aquí. El aluminio utiliza recubrimientos de anodización o conversión, y el acero al carbono necesita un recubrimiento protector.
Resumen
La pasivación es el paso estándar y de bajo coste del que se benefician casi todas las piezas de acero inoxidable mecanizadas. El electropulido va más allá, alisando y abrillantando la superficie para aplicaciones higiénicas, de vacío y cosméticas, a costa de una ligera eliminación de material. Elija en función de la función, especifique el estándar y proteja las piezas de la recontaminación después del acabado.