Yüzey İşlemi Korozyon Direncini Etkiler mi?

Satın alıyorsanız veya belirtiyorsanızMetal ile 3D BaskıParçaları uzun süredir kullanıyor olsanız bile, muhtemelen şu deneyimi yaşamışsınızdır: Parçalar makineden çıktıklarında mükemmel görünür, ilk incelemede onaylanır ve ardından - hafta veya ay sonra - sahada pas lekeleri, çukurlaşma veya beklenmedik bozulmalar görülmeye başlar.

SLM 3D Printing Metal'e sadece parçaların tuz-sprey testinde başarısız olmasını veya gerçek-dünyada sergilenmesini izlemek için iyi para harcayan çok sayıda hüsrana uğramış mühendis ve satın alma yöneticisiyle aynı masada oturdum. Duyduğum en yaygın yanılgı? "Paslanmaz çeliktir -, paslanmamalıdır."

Bu projelerden yüzlercesini görmüş birinden gelen gerçek şu: Yüzey işleme genellikle yıllar süren bir parça ile aylar içinde arızalanan bir parça arasındaki farktır. İçindeSLM 3D Baskı Metal, -yazdırılan yüzey en büyük güvenlik açığınızdır. Bugün bunun tam olarak neden olduğu ve bu konuda ne yapabileceğiniz konusunda perdeyi aralıyorum.

SLM 3D Baskı Metalinin Benzersiz Yüzey Coğrafyası

Malzemeyi temiz bir şekilde kesen CNC işlemenin aksine SLM, parçaları tozdan katman katman oluşturur. Her katman bir lazerle eritilir ve sonuç, kısmen erimiş toz parçacıkları, katman çizgileri ve mikroskobik vadilerle dolu bir yüzeydir - klasik "merdiven etkisi."

Tipik-basılı Ra değerleri 8–25 μm arasında değişir, bazen aşağı-yüzeylerde daha yüksektir. Bu sadece "kaba" bir şey değil -, nem, klorür ve kirletici maddeler için mıknatıs görevi gören küçük yarıklardan ve gevşek parçacıklardan oluşan bir manzaradır. Bu özellikler, teorik olarak korozyona-dirençli bir alaşımı, beklenenden daha hızlı paslanan bir parçaya dönüştürür.

Kısmen erimiş toz parçacıkları özellikle problemlidir. Galvanik hücreler oluştururlar ve elektrolitleri hapsederek lokal korozyonu hızlandırırlar. Bu nedenle uygun yüzey bitirme işlemlerini atlayan birçok müşteri, birinci sınıf tozlar kullanırken bile erken arızayla karşı karşıya kalıyor.

Yüzey Pürüzlülüğü Korozyonu Nasıl Tetikler?

SLM parçalarındaki korozyon genellikle iki ana biçimde ortaya çıkar:

Çatlak Korozyonu: Küçük boşluklar ve vadiler durgun sıvıyı hapseder. Çatlak içindeki oksijen seviyeleri düşerken çevredeki alan oksijenli kalır ve metali yiyip bitiren aşındırıcı bir pil oluşur.

Çukurlaşma Korozyonu: Tek bir derin vadi veya gömülü parçacık, başlatma alanı haline gelir. Pasif oksit tabakası bir kez kırıldığında çukur hızla büyür ve çoğu zaman parçanın geri kalanı görünür hasar göstermeden çok önce yapısal arızaya yol açar.

Yüzey ne kadar pürüzsüz olursa, pasif oksit tabakası da o kadar düzgün ve stabil olur (paslanmaz çelikte Cr₂O₃, titanyum üzerinde TiO₂). Pürüzlü yüzeyler bu katmanı bozar ve saldırı için sayısız başlangıç ​​noktası sağlar.

Nicel Veriler(gerçek-dünya test ortalamaları):

Daha yüksek çukurlaşma potansiyeli=çok daha iyi direnç. Veriler yalan söylemez - yüzey bitirme, korozyon performansını büyük ölçüde artırabilir.

Tüm Alaşımlar Aynı Tepki Vermez

316L Paslanmaz Çelik Aşındırıcı ortamlarda toptan metal 3D baskı hizmetleri için en yaygın seçim. Büyük ölçüde krom-zengin pasif katmanına dayanır. -Basılı 316L özellikle hassastır çünkü hızlı erime ve soğuma mikro-segregasyona ve yüzey oksitlerine neden olabilir. Uygun elektro-parlatma yalnızca yüzeyi pürüzsüzleştirmekle kalmaz, aynı zamanda yüzeydeki krom içeriğini önemli ölçüde zenginleştirerek performansı önemli ölçüde artırır.

Titanyum (Ti-6Al-4V) Stabil TiO₂ katmanı sayesinde doğal olarak mükemmel korozyon direnci. Bununla birlikte, basılmış titanyum hala alfa kılıfını ve çıkarılması gereken gevşek bir şekilde bağlanmış parçacıkları taşır. Denizcilik veya kimya uygulamalarında titanyum bile hedefe yönelik yüzey işleminden yararlanır.

Nikel-bazlı Süper Alaşımlar (IN718, IN625) Yüksek-sıcaklık ve son derece aşındırıcı ortamlarda kullanılır. Paslanmazlardan daha bağışlayıcıdırlar ancak yine de yüzey oksitleri ve element ayrışmasından muzdariptirler. Uzun vadeli dayanıklılık açısından ısıl işlem + son işlem-tartışılamaz-.

İyi bir özel SLM 3D baskı hizmet sağlayıcısı bu farklılıkları anlar ve hem yazdırma parametrelerini hem de-sonraki işlemleri buna göre uyarlar.

Korozyonu Durdurmak İçin Temel Yüzey İşlemleri

İşte pratikte gerçekten işe yarayan şey:

Mekanik Parlatma ve Kumlama Gevşek tozu gidermek ve kaba pürüzlülüğü azaltmak için iyi bir ilk adım. Zorlu ortamlar için tek başına yeterli değildir.

Elektro-parlatma Karmaşık SLM parçaları için altın standart. Aynı anda tepe noktalarını, çapakları giderir ve pasif katmanı geliştirir. Diğer yöntemlerin ulaşamadığı dahili kanallar için mükemmeldir.

Kimyasal Pasivasyon Pürüzsüzleştirmeden sonra koruyucu oksit filmi daha da güçlendirir.

Isıl İşlem Genellikle bir korozyon aracı olarak göz ardı edilir, ancak gerilim giderme tavlaması, artık gerilimlerin neden olduğu mikro-galvanik hücreleri azaltır.

En iyi endüstriyel metal 3D baskı fabrikası, bu adımları eklenti olarak görmek yerine,-doğrulanmış bir süreç akışına entegre eder.

Gerçek-Dünya Senaryoları

Denizcilik Endüstrisi Açık deniz sensör muhafazaları ve valfleri 316L olarak basılmıştır. Çünkü-basılı parçalar tuz-püskürtme testinde 100 saatten kısa sürede başarısız oldu. Elektro-parlatma + pasifleştirmeden sonra aynı tasarım minimum düzeyde çukurlaşmayla 1.000 saati aştı.

Tıbbi İmplantlar Osseointegrasyon için kemik{0}}temas bölgelerinde kasıtlı olarak pürüzlü yüzeyler kullanılır, ancak diğer tüm yüzeylerin pürüzsüz olması gerekir. Buradaki kötü bitirme iyon salınımına ve iltihaplanmaya yol açar.

Kimyasal İşleme Asit-taşıma manifoldları. Pürüzsüz iç yüzeyler önemlidir - küçük çukurlar bile sızıntılara ve ciddi arızalara neden olabilir.

Maliyetleri Karşılaştırma:-Son İşleme ve Parça Değiştirme Karşılaştırması

Bitirme, parça fiyatına %20-40 oranında katkıda bulunabilir, ancak bunu atlamak, test hatalarını, saha değiştirmeleri, arıza sürelerini ve potansiyel sorumluluğu hesaba kattığınızda genellikle 5-10 kat daha fazla maliyete neden olur. Denizcilik sektöründeki bir müşteri, uygun yüzey protokollerini uyguladıktan sonra yıllık yenileme oranını %65 oranında azalttı.

Sıkça Sorulan Sorular

3D baskılı metal parçaları deniz suyunda cilalamadan kullanabilir miyim?

Genellikle hayır. Uzun süreli deniz koşullarında-titanyum bile uygun son işlemden yararlanır.

Kumlama korozyon direncini artırır mı yoksa zarar verir mi?

Gevşek parçacıkları ortadan kaldırarak bir ön-adım olarak yardımcı olur, ancak tek başına genellikle yeterli değildir. Bunu cilalama veya pasifleştirme takip etmelidir.

Korozyona-dirençli bir 316L parçası için ideal Ra değeri nedir?

Çoğu agresif ortam için Ra 0,2–0,4 μm. İyi performans için genel minimum değer 0,8 μm'nin altındadır.

3D yazdırılan parçalarımda neden Titanyumdan yapılmış olsalar bile "pas lekeleri" var?

Genellikle yüzey kirliliği, gömülü toz veya alfa durumu nedeniyle. Uygun temizlik ve dağlama bu sorunu çözer.

SLM 3D Printing Metal'deki yüzey işlemi kozmetik bir ekstra değildir -, gerçek-dünya dayanıklılığını belirleyen en önemli faktörlerden biridir. Yıllarca güvenilir bir şekilde performans gösteren bir parça ile zamanından önce arızalanan bir parça arasındaki fark genellikle yüzeyin ne kadar iyi hazırlandığına bağlıdır.

Toptan metal 3D baskı hizmetleri alıyorsanız veya endüstriyel metal 3D baskı fabrikasında çalışıyorsanız, ilk günden itibaren yüzey bitirmeyi görüşmenin bir parçası haline getirin. Süreç akışlarını, doğrulama verilerini ve özel ortamınızdaki deneyimlerini sorun.

Doğru metal 3D baskı üreticisi yalnızca parçalarınızı basmakla kalmayacak -, karşınıza çıkan koşullara gerçekten dayanabilen parçalar da sunacaktır.

Mevcut tedarikçinizi değerlendirmede veya bir sonraki projeniz için yüzey işlemini optimize etmede yardıma mı ihtiyacınız var? Bize ulaşmaktan çekinmeyin. Bu vakalardan yüzlercesini gördükten sonra, genellikle gizli riskleri oldukça hızlı bir şekilde tespit edebiliyorum - ve daha da önemlisi, pahalı sorunlara dönüşmeden bunları nasıl düzeltebileceğinizi size gösterebiliyorum.