Wissens wert
Es ist des Wissens wert
Es scheint, dass der säurebeständiger Stahl ein am meisten dauerhaften Werkstoff bildet, der in vielen Industriebranchen benutzt wird. Was soll man aber machen, wenn der in Fertigung benutzter Werkstoff nicht alle, hohe Kundenanforderungen erfüllt? Falls das Werk-stoff ausreichende Beständigkeit den chemischen Agenten gegenüber nachweist, wird es schwer sein, ihn zu reinigen, oder wenn der Kunde spezialisierte Qualitätszertifikate verlangt? Eine Lösung der meisten Probleme werden wir, die Firma ECM Sp. z o.o., die viel-jährige Erfahrung und spezialisierte Kader nachweist, die jede Sachlage beherrschen kann, vornehmen. Abhängig vom Problem wird sie eine geeignete Endbearbeitung raten, bei welcher Kosten ziemlich niedrig ausfallen, und die Endgüte des Produktes den anspruch-vollsten Kunden befriedigen, würden.Technologie
Das Ätzen der Stähle mit gesteigertem Gehalt des Chroms und Nickels, wird für Erlangen einer reinen, gut gegen Korrosion abgesi-cherter Teiloberfläche angewandt. Während des Ätzensprozesses werden die Oberschicht des Metalls, Durchfärbungen nach Schwei-ßen, Reste der Schleifmittel, des Zunders, der Öle und Fette, entfernt. Durch chemische Reaktionen wird der Wasserstoff abgegeben, der eine Abblätterung und Absplittern der während des Schweißprozessen entstandenen Oxide, beschleunigt. Die Zeit des Ätzens hängt hauptsächlich von der chemischen Zusammensetzung des Stahl und Prozesstemperatur, ab. Die Temperatur des Bades kann den Ätzensprozess Beschleunigen (höhere Temperatur) oder verlängern (niedrige Temperatur). Einen visuellen Ätzenseffekt bildet das Erreichen einer mattgrauen Oberfläche des Einzelteils. Das Ätzen kann eine Endetappe der chemischen Bearbeitung des Einzelteils oder nur ein Vorprozess, vor dem elektrochemischen Polieren, bilden. Produkte können dem Ätzensprozess unterworfen werden, wenn im Stahlgehalt minimaler Inhalt des Chroms 18% und des Nickels 8 % beträgt.In Industrieanwendungen wird das Ätzen meistens mit einer Mischung von zwei Säuren ? Fluorwasserstoffsäure und Salpetersäure, mit starken Oxydierenseigenschaften, vorgenommen. Zusätzlich werden zur Ätzensmischung organische Inhibitoren für Optimierung des Prozesses, zugegeben. Der Prozess kann auf drei Weisen realisiert:
- Tauchätzen der Teil wird in einer galvanischen Wanne mit Säuremischung, eingetaucht.
- Spritzätzen die Ätzmischung wird auf ganze Oberfläche des Teils, mit einer Druckeinrichtung gespritzt; im diesen Fall ist die Größe des Teils durch Ausmaße der galvanischen Wanne nicht begrenzt.
- Gelieren Streichen mit einem Pinsel der Nähte des Teils mit Gebrauch einer dichten Ätzenspaste (Gel) – werden.
Nach Abenden des Ätzensprozesses sollen die bearbeitete Teile genau abgespült werden. Das zum Spülen der Teile nach Ätzen ge-brauchte Wasser soll mit einer entsprechenden Baselösung neutralisiert, und das dabei entstandene Sediment einer für Entsorgung der Abfälle spezialisierten Firma, überwiesen werden.
II. Passivierung der rostfreien und säurebeständigen Stähle
Passivierung ist Übergansprozess des Metalls in passiven Zustand, im den sein Standardpotential gesteigert wird. Dieser Effekt wird durch ein Bilden auf der Metalloberfläche einer Oxidschicht. Im Falle der Edelstähle besteht diese Schicht vor allem aus Chromoxiden. Eine Passivierung der rostfreien und säurebeständigen Stähle kann zweierlei Charakter aufweisen. Sie kann selbständig, in einer Um-gebung mit Sauerstoff (d.h. in der Luft oder in gut oxidiertem Wasser), oder gezwungen, unter dem Einfluss eines stark oxidierender Säue, d.h. Salpetersäure V, vorkommen. Sofern die selbständig gebildete Passivschicht verhältnismäßig dünn ist und kann leicht Be-schädigungen unterliegen, so ist dagegen die durch Salpetersäure entwickelte mehrmals dicker und mehr homogen. Dadurch be-kommt das Metall eine ausgezeichnete Schutzschicht gegen Korrosion und Einfluss anderer chemischen Faktoren, die seine Oberflä-che degradieren können. Die passive Oberfläche ist auch selbstreparierbar, d.h. bei geringer Beschädigung, z.B. durch Kratzen, wird nach einiger Zeit die beschädigte Stelle durch eine neue Oxidschicht bedeckt. Beim Ätzensprozess wird die Oberflächenstruktur des Einzelteils abgeändert, die chemische Passivierung dagegen bewirkt keine Makroänderungen; ihr Effekt ist nur eine Beständigkeits-verbesserung.
Einer Passivierung dürfen fast alle Gattungen der rostfreien Stähle unterworfen werden. Alleinige Bedingung dabei ist, dass ihr Chrom-gehalt 10-11% nicht unterschreitet. Bei delikaten, Hochpräzisionsteilen werden dem Passivierungsbad Inhibitoren zugegeben, die irgendwelchem Eingriff der Salpetersäure in Teilstruktur vorbeugen. Passivierung kann im denselben Bereich, wie das Ätzen, d.h. mit einer vorgenommen werden.
- Tauchmethode
- Spritzmethode
- Gelierensmethode
Um den Passivierungsprozess richtig und effektiv möglich zu machen, muss die Oberfläche des bearbeiten Teils vor dem Prozess entsprechend vorbehandelt, d.h. entfettet, frei von Resten aus eventuellem Strahlen gemacht werden, und die Schweißnähte sollten gereinigt oder geätzt werden. Je besser die Oberfläche vorbehandelt wird, desto besser wird der Endeffekt der Passivierung ausfallen. Ein dem Passivierungsprozess unterworfener Teil hat schon direkt nach Ausspülen im Wasser der Säurenreste einen vollständig aus-gestalteten Korrosionsschutzüberzug. Die Passivierungsschicht mit ausgezeichneten Korrosionsschutzeigenschaften und großer Härte wird im Prozess des elektrochemischen Polierens erreicht.
III. Elektrochemisches Polieren der Stähle
Elektrochemisches Polieren der Stähle kann man in verschiedenen Bädern vornehmen, aber ein Benutzen dieses Prozesses im indus-triellen Maßstab verlangt eines Elektrolyts, der aus einer Mischung der Schwefel- und Phosphorsäure besteht. Dieses Prozess wurde erst na dem II Weltkriege, für verschiedene Gattungen des Kohlen- und Legierstähle benutzt. Beste technische und wirtschaftliche Effekte wurden bei säurebeständigen Stählen erzielt, deren mechanisches Polieren sehr schwierig ist.
Typisches Beispiel eines Systems für elektrochemisches Polieren der Stähle ist in der Zeichnung 1 dargestellt worden.
Der Prozess des elektrochemischen Polierens wird in Wannen oder anderen Behältern vorgenommen, die mit entsprechendem Bad ? Säurenmischung gefüllt worden sind. Der polierter Teil (Anode) wird im Bad eingetaucht und an positiven Pol der Gleichstromquelle angeschlossen. Im Innern der Wanne befinden sich Kathoden, die negativen der Gleichstromquelle angeschlossen sind. Die im richtigen Bad getauchten Kathoden und Anoden bilden ein geschlossenes Elektrosystem. Während des Durchflusses des Stroms durch dieses System und Einhalten entsprechender Prozessparameter erfolgt ein Glätten und Polieren der Oberfläche des bearbeiteten Teils.
Die entfernte Menge des Metalls vom polierten Teil ist proportional zur Dichte des durchfließenden Stroms.
Glätten der Oberfläche
Zeichnung 2 stellt das Glätten der Oberfläche, welches während des elektrochemischen Polierens erfolgt, dar. Die Oberfläche des Materials ist nicht flach. Es treten auf ihr Mikroerhebungen (A) und Mikroeintiefungen (B) mit scharfen Kanten, auf. Während des Elektroplierensprozesses erfolgt eine intensive Lösung im Bereich der Mikroerhebungen, die Gipfel der Oberflächenrauheit genannt werden. Im Bereich der Mikroeintiefungen erfolgt der Prozess wesentlich langsamer. Als Effekt so verlaufenden Prozesses in verschiedenen Bereichen ist ein beträchtliches Glätten der Materialoberfläche und Abrunden der scharfen Kanten. Als Ergebnis des elektrochemischen Polierens wird die größte Korrosionsbeständigkeit des Materials erreicht.
