Пассивация металлов.

Процесс пассивации металлов означает создание на поверхности тонких пленок с целью защиты от коррозии. Эти пленки, образующиеся под воздействием растворов, создают плотный, почти непроницаемый барьер, благодаря чему коррозия сильно тормозится или полностью прекращается.

Существует несколько теорий механизма пассивации металлов:

  • Пленочная теория причину пассивности поверхности металла процессу коррозии объясняет образованием тончайшего, часто невидимого слоя из соединений металла;
  • По адсорбционной теории механизм защиты металлов объясняется насыщением валентности поверхностных атомов путем образования химических связей с адсорбирующимися атомами кислорода;
  • По электрохимическому механизму предполагается ионизация адсорбированного кислородного атома, вызывающего сдвиг электродного потенциала металла в положительную сторону, что способствует пассивации поверхности.

Процесс пассивации металлов чаще проводят с целью кратковременной защиты стальных деталей от воздействия окружающей среды. Эффективность такого метода защиты от коррозии определяется условиями пассивирования, составом металла, а также состоянием его поверхности.

Травление детали перед пассивацией.

Травление детали перед пассивацией.

Наибольшее повышение стойкости против коррозии достигается при пассивировании легированных сталей.

Пассивация металлов может проводится химически или электрохимически. Для химической пассивации малоуглеродистых сталей рекомендуется 9 – 10% -ный раствор бихромата калия. При комнатной температуре обработку ведут в течение 1 часа, а при нагреве до 60ºС – в течение 20 минут.

Электрохимически пассивацию металлов проводят для холоднокатаной стали в электролите, содержащем 20 – 30 г/л бихромата калия, 20 – 25 г/л фосфата натрия и 5 г/л едкого натрия, при температуре 80 – 85ºС в течение 3 – 5 секунд. Анодная плотность тока 8 – 10 А/дм2.

Для защиты стальных изделий при межоперационном хранении используют растворы, содержащие  0,2 – 0,5% NaNO2 и 0,3 – 0,5% Na2CO3. При комнатной температуре время обработки 30 – 40 минут, при 60 – 70ºС достаточно 5 – 10 минут.

В нейтральной среде детали можно обрабатывать 25 – 30% — ным раствором NaNO2. После высыхания на поверхности металла остается слой кристаллов нитрита натрия, который хорошо предотвращает коррозию в атмосфере с высокой влажностью.

Для временной консервации деталей рекомендуется применять растворы нитрита натрия с добавкой глицерина, что повышает их вязкость и способствует образованию на поверхности металла тонкого пассивирующего слоя.

Пассивирование легированных сталей производят в концентрированных растворах азотной кислоты, которая является сильным окислителем, иногда добавляют двухромовокислый калий.

Для стали Х18Н9Т раствор содержит азотную кислоту 400 – 800 г/л, время обработки при комнатной температуре 30 – 60 минут; для стали 2Х13 в составе раствора: азотная кислота 270 – 300 г/л, бихромат калия 20 – 25 г/л, температура 40 – 45ºС, время 15 – 20 минут.

После пассивации металлов внешний вид поверхности не меняется.

Пассивация поверхности.

Пассивация поверхности.

Необходимо следить, чтобы во время пассивации металлов  не происходило газовыделения, которое свидетельствует о начале процесса травления.

Перед операцией пассивации металлов необходимо детали подготовить: провести обезжиривание (см. «Обезжиривание поверхности»)  и травление («Травление поверхности. Часть1»). С поверхностей деталей, прошедших термическую обработку, должна быть удалена окалина (см.«Травление поверхности. Часть 2»).

После пассивации металлов проводят тщательную промывку в проточной воде и нейтрализацию слабым (20 – 30 г/л) раствором аммиака.

Процесс пассивирования металлов широко применяется для защиты внутренней поверхности трубопроводов и теплообменного оборудования путем внешнего воздействия электрического поля, в результате чего металл на внутренней поверхности трубопровода пассивируется и не поддается коррозии.

По вопросам разработки технологии пассивации металлов обращайтесь к нам!

New!

Похожие публикации:

Запись опубликована в рубрике В помощь технологам. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

16 комментариев: Пассивация металлов.

  1. настя говорит:

    Здравствуйте, Галина!!!Подскажите пожалуйста можно ли с детали из меди(пружина) с серебренными контактами и колодкой(сделанной из пластмассы) удалить коричневые пятна и следы коррозии не повреждая колодку и контакты?и каким способом можно это сделать. На пружине после пассивирования появились коричневые пятна и следы точечной коррозии.Какие могут быть причины появлению данных дефектов?

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Настя!
      Ответ на Ваш вопрос был выслан Вам на E-mail, указанный при отправке комментария.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  2. Римма говорит:

    Здравствуйте,Галина Владимировна!
    Подскажите,пожалуйста,каким методом и в какой среде наиболее приемлема пассивация деталей,прошедших термодиффузионное оцинкование?
    С уважением,
    Римма Рябова.

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Римма!
      Фирма «Экомет» рекомендует раствор для пассивации термодиффузионных цинковых покрытий «ЭКОМЕТ-ПЦ42».
      Состав раствора «ЭКОМЕТ-ПЦ42»:
      компонент «ЭКОМЕТ-ПЦ42А» — 90-100 г/л
      компонент «ЭКОМЕТ-ПЦ42Б» — 20-30 г/л
      рН — 1,5-2,5 (доводится до требуемого значения ортофосфорной кислотой или 10%-ным гидроксидом натрия)
      Режим пассивации:
      температура — 15-30 C
      время обработки — 6-10 минут
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  3. Элина говорит:

    Происходит ли пассивация поверхности металла при травлении в соляной кислоте с концентрацией выше 330г/л?

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Элина!
      Процесс пассивации – это переход поверхности металла в пассивное состояние, при котором резко замедляется коррозия.
      Процесс травления — это удаление окалины, которое сопровождается выделением водорода, при этом в растворе происходит наводораживание поверхности, приводящее к охрупчиванию, но не к пассивации. Для предотвращения сорбции металлом водорода в травильные растворы вводят ингибиторы: катапин К-И-1, синтанол, уротропин и др. в количестве 3 – 5 г/л.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  4. Елена говорит:

    Здравствуйте, Галина Владимировна!
    Подскажите как пассивировать сталь 12Х18Н10Т в азотной кислоте (концетрация, время, температура).

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Елена!
      Пассивацию стали 12Х18Н9Т проводят в растворе с содержанием азотной кислоты 400 – 800 г/л, время обработки при комнатной температуре 30 – 60 минут.
      После пассивации металлов проводят тщательную промывку в проточной воде и нейтрализацию слабым (20 – 30 г/л) раствором аммиака.
      Предварительно детали надо обезжирить и снять окалину (если она присутствует).
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  5. Наталия говорит:

    Добрый день, Галина Владимировна!
    Подскажите пожалуйста, каков срок межоперационного хранения деталей из коррозионностойких сталей 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 14Х17Н2, покрытых Хим.Пас, в каких условиях?
    А также Хим.окс., Хим.окс.э., как с последующей лакокраской, так и без нее.
    Каким НД можно руководствоваться? (отрасль — радиоэлектроника)

    С уважением, Наталия

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Наталия!
      Срок межоперационного хранения деталей из коррозионностойких сталей с покрытием Хим.Пас. , а также Хим.Окс., Хим.Окс.э. с последующей окраской и без нее, ГОСТы не устанавливают.
      При выборе покрытия конструктор должен руководствоваться ГОСТ 9.303-84 «Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования к выбору и обозначения», а также ГОСТ 15150-69 «Машины, приборы и др.технические средства. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды».
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  6. Наталья говорит:

    Здравствуйте, Галина Владимировна! Столкнулись на производстве с проблемой. Производим пассивацию деталей из стали листовой (Ст.20). Концентрация раствора — нитрит натрия — 25-30 г\л, уротропин — 5-7 г\л. После процесса пассивации детали просушиваются при температуре 80 градусов. Примерно через час на поверхности деталей выступают капли воды. Следствие — огромная скорость образования коррозии. После прошествия недели — глубокая обширная коррозия.

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Наталья!
      В соответствии с ГОСТ 9.305-84 «Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Операции технологических процессов получения покрытий» для пассивации углеродистой стали (в т.ч. Ст.20) применяется раствор состава, г/л:
      Кислота ортофосфорная 80 – 100
      Ангидрид хромовый 150 – 250
      Температура 85 – 95 С, продолжительность 10 – 40 мин.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  7. Константин говорит:

    Здравствуйте, Галина Владимировна, подскажите пожалуйста, почему после химической пассивации нержавеющей стали образовался на поверхности деталей белый налёт?

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Константин!
      Пассивацию стали 12Х18Н9Т проводят в растворе с содержанием азотной кислоты 400 – 800 г/л, время обработки при комнатной температуре 30 – 60 минут.
      После пассивации металлов проводят тщательную промывку в чистой проточной воде и нейтрализацию слабым (20 – 30 г/л) раствором аммиака.
      Предварительно детали надо обезжирить и снять окалину (если она присутствует).
      С уважением, Королева Галина Владимировна.

  8. Юрий говорит:

    Здравствуйте Галина Владимировна! У нас стоит задача сделать Хим. Пас. трубы ДКРМН 19х1 МНХМц 10ГОСТ10092-2006. Подскажите пожалуйста состав раствора для этого.

    • Koroleva говорит:

      Здравствуйте, Юрий!
      Для пассивации медно-никелевых сплавов с содержанием меди более 50% в соответствии с ГОСТ 9.305 – 84 применяют состав раствора тот же, что и для меди:
      Натрия или калия бихромат технический 90 – 130 г/л
      Кислота серная 15 – 25 г/л
      Температура 15 – 30 С, время 0,25 – 0,60 мин.
      С уважением, Королева Галина Владимировна.