Що це таке? Більшість металів, що застосовуються в промисловості, в агресивному зовнішньому середовищі схильні до корозії. У результаті деталі та конструкції зношуються, швидко накопичують втому.
Для чого потрібна? Пасивація дає змогу захистити вироби від руйнування. На поверхні утворюється оксидна або сольова плівка, яка відокремлює метал від кисню та агресивного середовища. Існує кілька способів пасивації, вибір яких залежить від металу та умов експлуатації.
Питання, розглянуті в матеріалі:
Пасивацією прийнято називати створення на поверхні металевих деталей тонкого покриття, яке забезпечує повноцінний захист від корозії, перешкоджаючи контакту основного матеріалу з киснем, що міститься в навколишньому повітрі, або іншим агресивним середовищем. Завдяки такій обробці на сучасних виробництвах матеріал набуває властивостей, що роблять його схожим з благородними металами.
Така захисна плівка не тільки забезпечує підвищену стійкість до шкідливого хімічного впливу зовнішніх факторів, а й дає змогу поліпшити його механічні характеристики - твердість і зносостійкість.
Для пасивації металу використовують спеціальні речовини - так звані пасиватори, які відіграють роль бар'єру, що не дозволяє основному матеріалу вступати в реакцію з агресивними середовищами. Під час такої обробки поверхня виробу стає хімічно нейтральною.
Обробка здійснюється в кілька етапів. Для пасивації необхідно:
Для пасивації заліза, сталевих сплавів та інших металів застосовуються методи, засновані на хімічній взаємодії верхніх шарів матеріалу оброблюваної деталі з розчином кислот і солей відповідних металів. Результатом обробки стає утворення на поверхні заготовки захисного пасивованого шару, який має необхідні хімічні та фізичні властивості.
Хімічний елемент, що застосовується для пасивації, вибирається залежно від основного матеріалу заготовки. Для надання поверхні виробу необхідних властивостей можуть використовуватися сполуки хрому, кобальту, нікелю та інших хімічних елементів. Також для кожного конкретного металу підбирається необхідна концентрація речовини в розчині та обладнання.
Наприклад, щоб сформувати надійне антикорозійне покриття на поверхні металевої заготовки, часто користуються оксидом хрому. Хромування дозволяє надати поверхневому шару металу нових фізичних і хімічних характеристик. При правильній обробці утворюється рівномірне щільне довговічне захисне покриття.
У процесі пасивації також застосовують розчини різних кислот. Найчастіше для цієї мети вживають азотну кислоту - для створення міцної захисної плівки зазвичай використовують її солі (нітрати).
Пасивування застосовується для:
Пасивація поверхні заготовки дає змогу:
Хімічна пасивація
Така обробка проводиться із застосуванням спеціальних хімічних складів. Для того щоб створити на поверхні пасивуючу плівку, заготовки або занурюють у наповнену розчином ванну, або покриття наносять за допомогою напилення. Головний плюс хімічних методів обробки - підвищення твердості зовнішніх шарів металу.
Електрохімічна пасивація
Для такої обробки використовують спеціальні електролітні розчини з додаванням пасиваторів. Після того як на електроди (корпус деталі і ванна) подається електричний струм, у розчині починають з'являтися і осідати на поверхні заготовки заряджені частинки, що поступово формують захисну плівку. Температура рідкої суміші під час такої процедури підвищується.
Якщо під час електрохімічної пасивації металу дотримано всіх рекомендованих умов, оброблена поверхня покривається рівномірним і стійким захисним покриттям.
Пасивація нержавіючої сталі
Ця технологія широко застосовується в промисловому виробництві. Для формування якісного покриття поверхня деталі має бути ретельно знежирена. Пасивація дає змогу створити надійний захист металу від корозії та збільшити термін служби виробу.
Пасивація зварних швів нержавіючої сталі
Під час зварювання деталей з нержавіючої сталі з металу в навколошовній зоні можуть вигоріти легувальні добавки, що часто призводить до втрати корозійної стійкості. Для того щоб поверхня швів не покривалася іржею, метал піддають електрохімічній пасивації. Використання нескладного в роботі електрохімічного обладнання дає змогу обробити шви, надавши металу дзеркального блиску, - таку технологію називають електрохімічним поліруванням.
Пасивація міді
Обробку найчастіше проводять, використовуючи розчини солей хрому (хромати). У результаті пасивації на поверхні формується стійка до стирання захисна плівка.
Пасивація алюмінію
У звичайних умовах на поверхні алюмінієвих деталей формується прозора плівка з оксидів. Однак такий шар дуже тонкий (лише кілька мілімікрон), а отже, не може забезпечити надійний і довгостроковий захист від впливу агресивних середовищ, стрибків температури і механічних впливів.
Стійку захисну плівку на поверхні алюмінієвих деталей формують за допомогою анодування. Такий метод дає можливість створювати пасивний шар товщиною до 0,02 нанометра. Надміцні покриття, одержувані на деяких режимах, витримують навантаження до 1 500 кг/мм2.
Пасивація срібла
Для створення захисної плівки на поверхні вироби зі срібла обробляють розчином двохромовокислого калію (хромпіку). Щоб отримати достатню для пасивування концентрацію, потрібно розвести в 1 л води 60 г цієї речовини. Температура розчину має перебувати в межах +25...+40 °C.
Час витримки має бути не менше ніж півгодини. Обробку проводять, періодично перемішуючи робочу рідину. Якщо впливу піддається виріб складної конфігурації і великих розмірів, не слід намагатися наносити покриття поетапно на окремі ділянки поверхні. Щоб отримати рівномірну і якісну захисну плівку, краще підібрати ванну відповідних розмірів і занурювати заготовку в розчин повністю.
Пасивація латуні
До пасивації поверхні латунних деталей часто вдаються в літакобудуванні, збройовому виробництві та виготовленні медичного обладнання. Одержуване покриття, крім корозійної стійкості, міцності та довговічності, покращує зовнішній вигляд виробів, що успішно використовують у роботі ювеліри і художники.
Широко використовується пасивування латунних деталей для отримання золотистої поверхні. Цю технологію, зокрема, часто застосовують рибалки під час виготовлення блешень. Отримане покриття стійке до стирання, а також до впливу агресивних середовищ і води.
Пасивація хрому
Така технологія часто застосовується для створення захисної плівки на поверхні оцинкованого металу. Обробка подібного роду здійснюється на спеціалізованих виробництвах - процес вимагає відведення та очищення води.
Пасивація трубопроводів
Для того щоб захистити поверхню виробів з нержавіючих сталевих сплавів, пасивації в обов'язковому порядку підлягають:
Розчини, що застосовуються для пасивації металів, являють собою поєднання основної діючої речовини і різних добавок. Часто використовуються хромати, особливо триоксид хрому, солі калію і натрію. Для приготування робочого складу солі змішують з кислотним розчином у певних пропорціях. За правильно підібраної концентрації компонентів обробка призводить до формування рівномірного міцного і довговічного покриття.
Поверхню заготовок з кольорових металів, як правило, пасивують, використовуючи калійні та натрієві солі. Крім солей і кислоти, до складу вводять електроліти, які прискорюють процес формування захисного шару і надають йому необхідну рівномірність.
Під час пасивації поверхні сталевих заготовок для розведення солей нерідко користуються розчином азотної кислоти. Для мідних деталей найчастіше до складу робочої рідини включають сірчану кислоту, для алюмінієвих - фосфорну, а для обробки цинку користуються поєднанням сірчаної та азотної кислот.
Як правило, поверхня виробів зі сталевих сплавів піддається корозії, коли з тих чи інших причин стоншується або повністю руйнується оксидна плівка, що утворилася природним шляхом. Для додаткового захисту таких поверхонь зазвичай користуються розчинами, що містять азотну, соляну або сірчану кислоту. Після пасивації метал обробляють нейтралізаторами, після чого деталь необхідно промити водою і насухо витерти ганчіркою.
Якщо обробку проведено правильно, тільки механічне руйнування захисної плівки може призвести до запуску механізму корозії.
Для оцінки якості отриманого під час пасивації захисного покриття можуть використовуватися різні методи:
