Passivierung von rostfreiem Stahl: Alles was Sie wissen sollten
Rostfreier Stahl wird aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften in fast allen Industriezweigen verwendet. Allerdings verschlechtert sich der Zustand von rostfreiem Stahl nach einiger Zeit und muss entsprechend behandelt werden.
Wenn Sie wissen möchten, was Passivierung von rostfreiem Stahl ist und wie man sie erreicht, lesen Sie diesen Leitfaden.
Was ist Passivierung von Edelstahl?
Die Passivierung von Edelstahl ist ein Prozess, bei dem die freien Eisenmoleküle von einer Edelstahloberfläche entfernt werden.
Rostfreier Stahl ist eine Legierung aus Chrom, Eisen und anderen Elementen, und Eisen neigt zum Rosten. Die Chromschichten auf dem rostfreien Stahl schützen ihn vor Korrosion.
Die Passivierung von rostfreiem Stahl sorgt dafür, dass alle Verunreinigungen von der Oberfläche des rostfreien Stahls entfernt werden, damit das Chrom eine Oxidschicht bilden kann.
Falls Verunreinigungen vorhanden sind, ist diese Schicht nicht mehr ausreichend schützend. Das Verfahren sorgt für Korrosionsbeständigkeit und verbessert die Haltbarkeit von rostfreiem Stahl.
Warum ist die Passivierung für rostfreien Stahl so wichtig?
Eisen ist für verschiedene Eigenschaften bekannt, aber es ist nicht korrosionsbeständig. Daher, rostfreier Stahl entsteht durch die Mischung von Elementen, bei denen Chrom die Korrosionsbeständigkeit gewährleistet.
Dennoch erweist sich die Passivierung aus vielen Gründen als äußerst wichtig, und zwar aus den folgenden:
Schutz gegen Korrosion
Eisen ist das Hauptelement in nichtrostendem Stahl und bietet Vorteile, aber es korrodiert, wenn es Sauerstoff und Wasser ausgesetzt ist. In diesem Fall ermöglicht die Passivierung die Reinigung der Oberfläche und fügt eine Schutzschicht auf dem rostfreien Stahl hinzu, um seine Leistungsfähigkeit zu gewährleisten.
Beseitigung von Schadstoffen
Beim Herstellungsprozess bleiben immer Verunreinigungen zurück, auch wenn man noch so vorsichtig ist. Das Bearbeitungswerkzeug neigt sogar dazu, Verunreinigungen zu hinterlassen, was zu Oxidation und damit zu Korrosion führt.
Der Prozess der Passivierung erfolgt mit einem sehr gründlichen Reinigungsverfahren, wodurch die Verunreinigungen von der Oberfläche entfernt werden.
Verbesserte Bearbeitbarkeit
Die Passivierung von rostfreiem Stahl verändert nicht die Zusammensetzung des rostfreien Stahls und wirkt sich auch nicht auf die Bearbeitbarkeit des rostfreien Stahls aus. Vielmehr bietet sie Schutz vor Korrosion und macht ihn besser bearbeitbar.
3 Schritte für das Passivierungsverfahren von Edelstahl
Der Prozess der Passivierung von rostfreiem Stahl besteht aus drei entscheidenden Schritten, die wie folgt aussehen:
Reinigung der Oberfläche
Der erste Schritt besteht darin, Edelstahlteile von allen Arten von Verunreinigungen zu befreien. Für die Reinigung wird ein alkalischer Entfetter verwendet, der Verunreinigungen wie Schutt, Staub, Chemikalien oder Öl entfernen kann.
Passivierungsverfahren
Die zweite Stufe ist die Hauptstufe, in der Zitronensäure oder Salpetersäure zum Baden der Oberfläche des nichtrostenden Stahls verwendet wird. Sie hilft, Eisenspuren von der Oberfläche zu entfernen.
Zitronensäure ist erschwinglich und auch umweltfreundlich, neigt aber zur Schimmelbildung. Salpetersäure hingegen ist wirksamer, aber auch teuer und erzeugt giftige Dämpfe.
Prüfung von passivierten Komponenten
Sobald die Passivierung der Bauteile erfolgt ist, werden einige Tests durchgeführt, um sicherzustellen, dass der Prozess perfekt abgeschlossen wurde. Diese Tests sind wie folgt:
- Es wird ein Hochfeuchtigkeitstest durchgeführt, bei dem das passivierte Bauteil einen Tag lang der Luftfeuchtigkeit ausgesetzt wird und seine Beständigkeit gegen Feuchtigkeit geprüft wird.
- Bei einem Salzsprühtest werden die passivierten Teile zwei Stunden lang in eine Salzsprühkammer gehalten, um die Haltbarkeit und Korrosion zu bewerten.
- Die passivierten Bauteile werden außerdem einen Tag lang in destilliertes Wasser gelegt, damit die Korrosionserscheinungen überprüft werden können.
- Kupfersulfat wird auch auf die passivierten Bauteile aufgetragen, um zu prüfen, ob es aufgrund des Vorhandenseins von freiem Eisen zu einer Ablagerung kommt oder nicht.
Methoden und Techniken der Passivierung von rostfreiem Stahl
Der Prozess der Passivierung von rostfreiem Stahl umfasst die folgenden Methoden und Techniken:
Zitronensäure-Passivierung
Die Passivierung mit Zitronensäure ist umweltfreundlich und erzeugt eine sehr dünne Schicht auf dem Edelstahl. Sie entfernt Verunreinigungen und auch freies Eisen von der Oberfläche. Es handelt sich um eine äußerst kostengünstige und wirksame Methode der Passivierung, da sie die Umwelt weniger belastet.
Ein Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, dass sich darauf Schimmelpilze bilden können, weshalb es für das Passivierungsverfahren nicht sehr beliebt ist.
Salpetersäure-Passivierung
Die Salpetersäurepassivierung ist ein Verfahren, bei dem rostfreier Stahl in eine Salpetersäurelösung getaucht wird. Dadurch wird freies Eisen entfernt und die Korrosionsbeständigkeit erhöht. Es wird von den Herstellern aufgrund seiner Wirksamkeit bevorzugt.
Aufgrund der Beschaffenheit der Salpetersäure handelt es sich jedoch um eine gefährliche Methode. Außerdem ist sie nicht einmal für die Umwelt geeignet.
Viele Hersteller fügen auch Natriumdichromat hinzu, um die Wirksamkeit des Verfahrens zu erhöhen und eine hohe Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten. Trotzdem ist das Verfahren wegen seiner Gefährlichkeit weniger verbreitet.
Vergleich der beiden Techniken
Das Verfahren der Zitronensäurepassivierung ist im Vergleich zur Salpetersäurepassivierung sicher und mild und gewährleistet zudem eine bessere Stabilität. Es ist jedoch weniger kompatibel mit allen Arten von Edelstahllegierungen und im Vergleich zum Salpetersäureverfahren auch ein langsamer Prozess.
Andererseits ist die Passivierung mit Salpetersäure schnell, kompatibel mit verschiedenen Edelstahllegierungen und auch effektiver. Aufgrund der Sicherheitsbedenken und des gefährlichen Charakters ist es jedoch ein riskantes Verfahren.
Vorteile der Passivierung von rostfreiem Stahl
Die Passivierung von rostfreiem Stahl ist ein vorteilhaftes Verfahren, das unter anderem die folgenden Vorteile bietet:
Verbesserte Korrosionsbeständigkeit
Nichtrostender Stahl erhält durch das Passivierungsverfahren eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit. In Fällen, in denen die Chromschicht beschädigt ist, kann der nichtrostende Stahl oxidiert werden, aber der Prozess der Passivierung fügt eine neue Schicht hinzu, die ihn äußerst korrosionsbeständig macht.
Verbesserte Lebenserwartung
Das Passivierungsverfahren kann die Lebensdauer von Bauteilen aus rostfreiem Stahl verlängern. Die chemische Behandlung der Bauteile erhöht deren Festigkeit und sorgt für eine verbesserte Verschleißfestigkeit.
Es eignet sich daher für Anwendungen, die ein langlebiges Bauteil aus Edelstahl benötigen.
Verbessertes ästhetisches Finish
Die Passivierung verbessert die Oberflächenbeschaffenheit des Bauteils und macht es äußerst korrosionsbeständig. Wenn die Oberfläche Fingerabdrücke oder andere Flecken aufweist, führt die Passivierung zu einem saubereren Aussehen und macht sie ansprechend.
Faktoren, die die Wirksamkeit der Passivierung beeinflussen
Es gibt drei wichtige Faktoren, die sich auf die Wirksamkeit der Passivierung auswirken und die berücksichtigt werden müssen; diese sind
Auswirkungen der Umwelt
Die Rolle der Temperatur wirkt sich auf die Wirkung der Passivierung aus. Wenn die Temperatur in der Umgebung hoch ist, ist die Passivierung effektiver.
Auch die verwendeten Reinigungsmittel beeinflussen die Passivierung. Wenn der Chloridgehalt in der Reinigungslösung hoch ist, kann dies zu Korrosion im nichtrostenden Stahl führen.
Zusammensetzung des Materials
Die Materialzusammensetzung ist ein weiterer Faktor, der sich auf die Wirksamkeit des Passivierungsprozesses auswirkt. Einige Legierungselemente wie Nickel oder Molybdän können unterschiedlich sein, was sich auf die Festigkeit der Oxidschicht auswirkt und die Wirksamkeit der Passivierung beeinträchtigen kann.
Sekundärbehandlungen nach der Passivierung
Um eine erfolgreiche Passivierung des nichtrostenden Stahls zu erreichen, ist es wichtig, die Verweildauer des Bauteils im Säurebad zu steuern. Es sollte rechtzeitig entnommen und angemessen abgetrocknet werden, da sonst Wasserflecken oder Verunreinigungen auf der Oberfläche auftreten können.
Herausforderungen und Bedenken bei der Passivierung von rostfreiem Stahl
Die Passivierung von rostfreiem Stahl bringt einige Herausforderungen mit sich, die im Folgenden aufgeführt sind:
- Es ist sehr wichtig, den rostfreien Stahl angemessen zu reinigen, um Eiseneinschlüsse zu vermeiden. Bleiben Eisenrückstände auf der Oberfläche, kann der gesamte Prozess vergeblich sein und zu Korrosionserscheinungen führen.
- Das gesamte Bauteil sollte gleichmäßig behandelt werden. Bei Ungleichmäßigkeiten im Prozess kann es zu Korrosion am Bauteil kommen.
Gemeinsame Industrienormen für die Passivierung von rostfreiem Stahl
ASTM
ASTM ist ein internationales Gremium, das Normen für die Passivierung von rostfreiem Stahl festgelegt hat, von denen die folgenden für das Verfahren relevant sind:
ASTM A967: Es enthält eine klare Definition der Passivierungsbehandlungen für die Bauteile aus nichtrostendem Stahl, einschließlich Prüfverfahren, Reinigung, Entzunderung usw.
ASTM A380: Diese Norm bietet geeignete Empfehlungen für die Passivierung von Teilen aus nichtrostendem Stahl mit verschiedenen Verfahren wie Wasserstrahlen und Säurebeizen.
ASTM F86: Sie legt die Bedeutung der Oberflächenvorbereitung zur Vermeidung von Korrosion dar.
AMS
AMS steht für Aerospace Material Specifications (Materialspezifikationen für die Luft- und Raumfahrt), die sich auch mit den Materialien und Normen befassen, die für Luft- und Raumfahrt. Die für nichtrostenden Stahl relevanten Normen sind die folgenden:
AMS 2700: Sie bestimmt die Temperatur, die Eintauchzeit und die Konzentration für den Passivierungsprozess.
AMS-QQ-P-35: Diese Norm deckt auch die Reinigung, Passivierung und Entzunderung von korrosionsbeständigen Bauteilen ab, z. B. in der Luft- und Raumfahrt und in der Medizintechnik.
AMS-STD-753: Diese Norm legt Prüfverfahren zur Bewertung der Passivierung von Bauteilen aus nichtrostendem Stahl fest.
Best Practices für passivierte Edelstahlteile
Der Prozess der Passivierung erfordert einige bewährte Praktiken, damit er effektiv durchgeführt werden kann, und einige davon sind wie folgt:
- Stellen Sie sicher, dass das Bauteil sauber ist, bevor Sie mit dem Passivierungsprozess beginnen.
- Achten Sie darauf, entchlortes Wasser zu verwenden, wenn Sie die Komponenten abspülen müssen.
- Versuchen Sie, die Arbeitsgänge zu trennen, um die Kontamination zu minimieren.
- Die Ausrüstung, die Sie für die Passivierung von rostfreiem Stahl verwenden, sollte nur für dieses Verfahren bestimmt sein und darf nicht für andere Verfahren verwendet werden.
- Verwenden Sie ein geeignetes Regallagersystem, damit der Kontakt von Metall zu Metall vermieden wird.
Schlussfolgerung
Die Passivierung von rostfreiem Stahl verbessert die Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit von Bauteilen aus rostfreiem Stahl, und da diese Bauteile so häufig verwendet werden, ist das Verfahren von großer Bedeutung.
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FAQs
Wie kann ich rostfreien Stahl sicher und wirtschaftlich passivieren?
Die Passivierung mit Zitronensäure ist die sicherste und wirtschaftlichste Passivierungsmethode. Achten Sie darauf, das Edelstahlteil zu reinigen, wenn Sie den Prozess beginnen.
Wie viel Material wird durch Passivierung entfernt?
Dabei wird eine vernachlässigbare Menge an Material von der Oberfläche entfernt.
Wie lange hält die Passivierung bei rostfreiem Stahl?
Die Dauer der Passivierung hängt von der Anwendung und der Umgebung ab, der sie ausgesetzt ist, aber die Bauteile können bei Bedarf erneut passiviert werden.
Ist Leidenschaft dasselbe wie Plattieren?
Nein, beim Plattieren wird eine Schicht eines Metalls auf ein anderes aufgebracht, während beim Passivieren nur eine Oxidschicht entsteht.
