Befolyásolja-e a felületkezelés a korrózióállóságot?

Ha vásárolt vagy megad3D nyomtatás fémmelBármilyen hosszú ideig használt alkatrészeket, valószínűleg átélte már ezt: az alkatrészek tökéletesen néznek ki, amikor lekerülnek a gépről, jóváhagyást kapnak az első ellenőrzésen, majd - hét vagy hónap múlva - rozsdafoltok, lyukak vagy váratlan károsodások jelennek meg a területen.

Rengeteg frusztrált mérnökkel és beszerzési menedzserrel ültem az asztal túloldalán, akik jó pénzt költöttek az SLM 3D Printing Metal-ra, csak azért, hogy megnézzék, ahogy az alkatrészek kudarcot vallanak a só-permetezésben vagy a valós{2}}expozícióban. A leggyakoribb tévhit, amit hallok? "Rozsdamentes acél, - nem szabad rozsdásodnia."

Íme az igazság valakitől, aki több száz ilyen projektet látott: a felületkezelés gyakran a különbség az éveken át tartó és a hónapok alatt meghibásodott alkatrész között. InSLM 3D fémnyomtatás, az as{0}}nyomtatott felület jelenti a legnagyobb sebezhetőséget. Ma lerántom a rolót arról, hogy pontosan miért történik ez, és mit tehetsz ellene.

Az SLM 3D fémnyomtatás egyedi felületföldrajza

Ellentétben a CNC megmunkálással, amely tisztán nyírja le az anyagot, az SLM rétegről rétegre építi fel az alkatrészeket porból. Minden réteget lézer olvaszt meg, és az eredmény egy részlegesen megolvadt porszemcsékkel, rétegvonalakkal és mikroszkopikus völgyekkel teli felület - a klasszikus "lépcsőházhatás".

A tipikusan-nyomtatott Ra értékek 8–25 μm között mozognak, néha magasabbak a lefelé néző felületeken. Ez nem csak „durva” -, hanem apró rések és laza részecskék tája, amelyek mágnesként hatnak a nedvesség, kloridok és szennyeződések számára. Ezek a tulajdonságok az elméletileg korrózióálló{7}ötvözetet olyan alkatrészré alakítják, amely a vártnál gyorsabban korrodálódik.

A részben megolvadt porszemcsék különösen problémásak. Galvánelemeket hoznak létre és elektrolitokat csapdáznak fel, felgyorsítva a helyi korróziót. Ez az oka annak, hogy sok ügyfél, aki kihagyja a megfelelő felületkezelést, idő előtti meghibásodáshoz vezet, még prémium porok használata esetén is.

Hogyan váltja ki a felületi érdesség a korróziót

Az SLM alkatrészek korróziója általában két fő formában jelenik meg:

Réskorrózió: Az apró rések és völgyek felfogják a pangó folyadékot. Az oxigénszint a hasadékon belül csökken, miközben a környező terület oxigénnel telített marad, így korrozív elem jön létre, amely beemészti a fémet.

Gödrös korrózió: Egyetlen mély völgy vagy beágyazott részecske válik a kiindulási helyre. A passzív oxidréteg megsértése után a gödör gyorsan növekszik, ami gyakran szerkezeti tönkremenetelhez vezet, jóval azelőtt, hogy a többi alkatrész látható sérülést észlelne.

Minél simább a felület, annál egyenletesebb és stabilabb a passzív oxidréteg (Cr₂O3 a rozsdamentes acélon, TiO₂ a titánon). A durva felületek megbontják ezt a réteget, és számtalan kiindulási pontot biztosítanak a támadáshoz.

Kvantitatív adatok(valós-tesztelési átlagok):

Magasabb pitting potenciál=sokkal jobb ellenállás. Az adatok nem hazudnak - a felületkezelés nagyságrenddel javíthatja a korróziós teljesítményt.

Nem minden ötvözet reagál egyformán

316L rozsdamentes acél A leggyakoribb választás a nagykereskedelmi fém 3D nyomtatási szolgáltatásokhoz korrozív környezetben. Nagymértékben támaszkodik krómban-dús passzív rétegére. A nyomtatott 316L különösen sérülékeny, mivel a gyors olvadás és lehűlés mikro-szegregációt és felületi oxidokat okozhat. A megfelelő elektropolírozás nemcsak kisimítja a felületet, hanem jelentősen gazdagítja a felület krómtartalmát, drámai módon növelve a teljesítményt.

Titán (Ti-6Al-4V) Természetesen kiváló korrózióállóság a stabil TiO₂ rétegnek köszönhetően. A nyomtatott titán azonban továbbra is tartalmaz alfa-tokot és lazán rögzített részecskéket, amelyeket el kell távolítani. Tengerészeti vagy vegyipari alkalmazásokban még a titán számára is előnyös a célzott felületkezelés.

Nikkel{0}}alapú szuperötvözetek (IN718, IN625) Magas-hőmérsékletű és erősen korrozív környezetben használatos. Megbocsátóbbak, mint a rozsdamentes acél, de még mindig szenvednek a felületi oxidoktól és az elemi szegregációtól. A hőkezelés + kidolgozás nem-tárgyalható a hosszú-távú tartósság érdekében.

Egy jó egyéni SLM 3D nyomtatási szolgáltató megérti ezeket a különbségeket, és ezekhez igazítja a nyomtatási paramétereket és az utófeldolgozást{1}.

Alapvető felületkezelések a korrózió megállításához

Íme, mi működik valójában a gyakorlatban:

Mechanikai polírozás és homokfúvás Az első lépés a laza por eltávolítása és a durva érdesség csökkentése. Önmagában nem elegendő zord körülményekhez.

Elektropolírozás Az összetett SLM alkatrészek aranystandardja. Egyszerre távolítja el a csúcsokat, sorjázást és fokozza a passzív réteget. Kiváló belső csatornákhoz, ahol más módszerekkel nem lehet elérni.

Kémiai passziválás Tovább erősíti a védő oxidfilmet a simítás után.

Hőkezelés Gyakran figyelmen kívül hagyják korróziós eszközként, de a feszültségcsökkentő izzítás csökkenti a maradék feszültségek által okozott mikro{0}}galvanikus cellákat.

A legjobb ipari fém 3D-nyomtatógyár ezeket a lépéseket egy jóváhagyott folyamatfolyamatba integrálja, nem pedig kiegészítőként kezeli őket.

Valós-forgatókönyvek

Tengeri ipar Offshore érzékelőházak és szelepek 316 literes nyomtatással. Mivel a-nyomtatott részek 100 órán belül meghiúsultak a só-permetezési teszten. Elektropolírozás + passziválás után ugyanaz a konstrukció meghaladta az 1000 órát minimális lyukképződés mellett.

Orvosi implantátumok Szándékosan durva felületeket használnak a csont{0}}érintkezési zónákban az osszeointegrációhoz, de minden más felületnek simának kell lennie. A rossz befejezés itt ionfelszabaduláshoz és gyulladáshoz vezet.

Vegyi feldolgozási sav{0}}kezelési elosztók. A sima belső felületek elengedhetetlenek - még a kis gödrök is szivárgáshoz és katasztrofális meghibásodáshoz vezethetnek.

Költségek összehasonlítása: utólagos-feldolgozás és alkatrészcsere

A kidolgozás 20–40%-kal növelheti az alkatrész árát, de ennek kihagyása gyakran 5–10-szer többe kerül, ha figyelembe vesszük a tesztelési hibákat, a helyszíni cseréket, az állásidőt és a lehetséges felelősséget. Egy tengerészeti ágazatban dolgozó ügyfél 65%-kal csökkentette éves cserearányát a megfelelő felszíni protokollok végrehajtása után.

Gyakran Ismételt Kérdések

Használhatok 3D nyomtatott fém alkatrészeket tengervízben polírozás nélkül?

Általában nem. Még a titánnak is jót tesz a megfelelő kidolgozás-hosszú távú tengeri expozíció esetén.

A homokfúvás javítja vagy rontja a korrózióállóságot?

Előzetes lépésként-segít a laza részecskék eltávolításával, de önmagában általában nem elég. Ezt polírozásnak vagy passziválásnak kell követnie.

Mi az ideális Ra-érték egy -korrózióálló 316L-es alkatrészhez?

Ra 0,2–0,4 μm a legtöbb agresszív környezetben. 0,8 μm alatti az általános minimum a jó teljesítményhez.

Miért vannak "rozsdafoltok" a 3D nyomtatott alkatrészeimen még akkor is, ha titánból készültek?

Általában felületi szennyeződés, beágyazott por vagy alfa tok miatt. A megfelelő tisztítás és maratás megoldja ezt.

A felületkezelés az SLM 3D nyomtatásban A fém nem kozmetikai extra -, hanem az egyik legfontosabb tényező, amely meghatározza a valós-tartósságot. Az évekig megbízhatóan működő alkatrész és az idő előtt meghibásodott alkatrész közötti különbség gyakran a felület előkészítettségén múlik.

Ha nagykereskedelmi fém 3D-nyomtatási szolgáltatásokat vásárol, vagy egy ipari fém 3D-nyomtató gyárral dolgozik, a felületkezelést már az első naptól a beszélgetés részévé kell tenni. Kérdezze meg a folyamatfolyamatukat, az érvényesítési adatokat és a saját környezetével kapcsolatos tapasztalataikat.

A megfelelő fém 3D-nyomtatási gyártó nem csak az alkatrészeket nyomtatja ki, - hanem olyan alkatrészeket szállít, amelyek valóban túlélik az Ön által rájuk szabott körülményeket.

Segítségre van szüksége jelenlegi beszállítója értékeléséhez vagy a felületkezelés optimalizálásához a következő projekthez? Keress bátran. Miután több száz ilyen esetet láttam, általában elég gyorsan észreveszem a rejtett kockázatokat -, és ami még fontosabb, megmutatom, hogyan javíthatja ki őket, mielőtt költséges problémákká válnának.