Vai virsmas apstrāde ietekmē izturību pret koroziju?

Ja esat iegādājies vai precizējis3D druka ar metāludaļas jebkurā laikā, jums, iespējams, ir bijusi šāda pieredze: detaļas izskatās perfekti, kad tās nokrīt no mašīnas, tiek apstiprinātas pirmajā pārbaudē, un pēc tam - nedēļām vai mēnešiem - sāk parādīties rūsas plankumi, bedrītes vai negaidīta noārdīšanās uz lauka.

Esmu sēdējis pretī daudziem neapmierinātiem inženieriem un iepirkumu menedžeriem, kuri iztērēja daudz naudas SLM 3D Printing Metal, tikai lai skatītos, kā detaļas nedarbojas sāls-izsmidzināšanas testos vai reālajā{2}}pasaulē. Visizplatītākais nepareizs priekšstats, ko dzirdu? "Tas ir no nerūsējošā tērauda, ​​- tam nevajadzētu rūsēt."

Lūk, patiesība no kāda, kurš ir redzējis simtiem šādu projektu: virsmas apstrāde bieži vien ir atšķirība starp detaļu, kas kalpo gadiem, un to, kas nedarbojas mēnešos. InSLM 3D drukāšana no metāla, kā-apdrukātā virsma ir jūsu lielākā ievainojamība. Šodien es atvelku priekškaru, lai uzzinātu, kāpēc tas notiek un ko jūs varat darīt lietas labā.

SLM 3D drukāšanas metāla unikālā virsmas ģeogrāfija

Atšķirībā no CNC apstrādes, kas tīri nogriež materiālu, SLM slāni pa slānim veido detaļas no pulvera. Katrs slānis tiek izkausēts ar lāzeru, un rezultāts ir virsma, kas pilna ar daļēji izkusušām pulvera daļiņām, slāņu līnijām un mikroskopiskām ielejām - klasiskais "kāpņu efekts".

Raksturīgās -drukātās Ra vērtības ir robežās no 8 līdz 25 μm, dažreiz augstākas uz leju-virsmām. Tā nav tikai "raupja" -, tā ir ainava ar sīkām plaisām un irdenām daļiņām, kas darbojas kā mitruma, hlorīdu un piesārņotāju magnēti. Šīs īpašības pārvērš teorētiski pret koroziju{7}}izturīgu sakausējumu par detaļu, kas korozējas ātrāk, nekā paredzēts.

Īpaši problemātiskas ir daļēji izkusušas pulvera daļiņas. Tie rada galvaniskās šūnas un aiztur elektrolītus, paātrinot lokalizētu koroziju. Tāpēc daudzi klienti, kuri izlaiž pareizu virsmas apdari, beidzas ar priekšlaicīgu neveiksmi, pat izmantojot augstākās kvalitātes pulverus.

Kā virsmas raupjums izraisa koroziju

Korozija SLM daļās parasti izpaužas divos galvenajos veidos:

Plaisu korozija: sīkas spraugas un ielejas aiztur stagnējošu šķidrumu. Skābekļa līmenis spraugā samazinās, kamēr apkārtējā zona paliek piesātināta ar skābekli, radot korozīvu akumulatoru, kas saēd metālu.

Punktu korozija: viena dziļa ieleja vai iegulta daļiņa kļūst par iniciācijas vietu. Kad pasīvā oksīda slānis ir pārrauts, bedre strauji aug, bieži izraisot struktūras bojājumus ilgi pirms pārējā daļā ir redzami bojājumi.

Jo gludāka ir virsma, jo vienmērīgāks un stabilāks ir pasīvā oksīda slānis (Cr₂O3 uz nerūsējošā tērauda, ​​TiO₂ uz titāna). Nelīdzenas virsmas izjauc šo slāni un nodrošina neskaitāmus sākumpunktus uzbrukumam.

Kvantitatīvie dati(reālie -pasaules testēšanas vidējie rādītāji):

Lielāks potenciāls=daudz labāka pretestība. Dati nemelo - virsmas apdare var uzlabot veiktspēju pret koroziju par lielumu.

Ne visi sakausējumi reaģē vienādi

316L Stainless Steel Visizplatītākā izvēle metāla 3D drukas pakalpojumu vairumtirdzniecībai korozīvā vidē. Tas lielā mērā ir atkarīgs no hroma-bagātīgā pasīvā slāņa. Kā-drukāts, 316L ir īpaši neaizsargāts, jo strauja kušana un atdzišana var izraisīt mikro-segregāciju un virsmas oksīdus. Pareiza elektropulēšana ne tikai izlīdzina virsmu, bet arī ievērojami bagātina hroma saturu virsmā, ievērojami uzlabojot veiktspēju.

Titāns (Ti-6Al-4V) Dabiski lieliska izturība pret koroziju, pateicoties tā stabilajam TiO₂ slānim. Tomēr uz apdrukāta titāna joprojām ir alfa korpuss un brīvi piestiprinātas daļiņas, kas ir jānoņem. Kuģniecībā vai ķīmiskos lietojumos pat titānam ir izdevīga mērķtiecīga virsmas apstrāde.

Niķeļa{0}}supersakausējumi (IN718, IN625) Izmanto augstā-temperatūras un ļoti korozīvā vidē. Tie ir piedodošāki nekā nerūsējošie, taču joprojām cieš no virsmas oksīdiem un elementu segregācijas. Termiskā apstrāde + apdare nav-apspriežama, lai nodrošinātu ilgstošu-izturību.

Labs pielāgots SLM 3D drukas pakalpojumu sniedzējs saprot šīs atšķirības un attiecīgi pielāgo gan drukāšanas parametrus, gan pēcapstrādi.

Galvenās virsmas apstrādes metodes korozijas apturēšanai

Lūk, kas faktiski darbojas praksē:

Mehāniskā pulēšana un apstrāde ar smilšstrūklu. Labs pirmais solis, lai noņemtu birstošo pulveri un samazinātu rupjo raupjumu. Nepietiek tikai skarbā vidē.

Elektropulēšana Sarežģītu SLM detaļu zelta standarts. Tas vienlaikus noņem virsotnes, atslāņošanos un uzlabo pasīvo slāni. Lieliski piemērots iekšējiem kanāliem, kurus nevar sasniegt ar citām metodēm.

Ķīmiskā pasivācija Vēl vairāk nostiprina aizsargājošo oksīda plēvi pēc izlīdzināšanas.

Termiskā apstrāde Bieži tiek ignorēta kā līdzeklis pret koroziju, taču spriedzes samazināšanas rūdīšana samazina mikro-galvaniskās šūnas, ko izraisa atlikušie spriegumi.

Labākā rūpnieciskā metāla 3D drukas rūpnīca integrē šīs darbības apstiprinātā procesa plūsmā, nevis uzskata tās par papildinājumiem.

Reālas pasaules-scenāriji

Marine Industry Offshore sensoru korpusi un vārsti iespiesti 316L. Tā kā-apdrukātajām daļām neizdevās sāls-izsmidzināšanas tests mazāk nekā 100 stundu laikā. Pēc elektropulēšanas + pasivēšanas tas pats dizains pārsniedza 1000 stundas ar minimālu bedrīšu veidošanos.

Medicīniskie implanti Kaulu{0}}kontakta zonās osteointegrācijai tiek izmantotas raupjas virsmas, taču visām pārējām virsmām jābūt gludām. Slikta apdare šeit izraisa jonu izdalīšanos un iekaisumu.

Ķīmiskās apstrādes skābju{0}}pārkraušanas kolektori. Gludas iekšējās virsmas ir būtiskas - pat nelielas bedres var izraisīt noplūdes un katastrofālus bojājumus.

Izmaksu salīdzināšana: pēc-apstrāde un detaļu nomaiņa

Apdare var palielināt daļas cenu par 20–40%, taču tās izlaišana bieži maksā 5–10 reizes vairāk, ja ņem vērā testēšanas kļūmes, lauka nomaiņu, dīkstāves un iespējamo atbildību. Kāds klients jūras nozarē samazināja savu ikgadējo aizstāšanas līmeni par 65% pēc atbilstošu virszemes protokolu ieviešanas.

Bieži uzdotie jautājumi

Vai es varu izmantot 3D drukātas metāla daļas jūras ūdenī bez pulēšanas?

Vispār nē. Pat titāns gūst labumu no pareizas apdares-ilgtermiņā jūras ekspozīcijā.

Vai smilšu strūkla uzlabo vai samazina izturību pret koroziju?

Tas palīdz kā iepriekš{0}}darbs, noņemot vaļīgās daļiņas, taču parasti ar to vien nepietiek. Tam jāseko pulēšanai vai pasivēšanai.

Kāda ir ideālā Ra vērtība -korozijizturīgai 316 L daļai?

Ra 0,2–0,4 μm vairumam agresīvu vidi. Zem 0,8 μm ir vispārējais labas veiktspējas minimums.

Kāpēc manām 3D drukātajām daļām ir "rūsas plankumi" pat tad, ja tās ir izgatavotas no titāna?

Parasti virsmas piesārņojuma, iegultā pulvera vai alfa korpusa dēļ. Pareiza tīrīšana un kodināšana to atrisina.

Virsmas apstrāde SLM 3D drukāšanā Metāls nav kosmētiska ekstra -, tas ir viens no svarīgākajiem faktoriem, kas nosaka reālo-izturību. Atšķirība starp detaļu, kas uzticami darbojas gadiem ilgi, un detaļu, kas sabojājas priekšlaicīgi, bieži vien ir atkarīga no virsmas sagatavošanas.

Ja iegādājaties vairumtirdzniecības metāla 3D drukas pakalpojumus vai strādājat ar rūpniecisko metāla 3D drukas rūpnīcu, jau no pirmās dienas pievērsiet uzmanību virsmas apdarei. Jautājiet par viņu procesa plūsmu, validācijas datiem un pieredzi jūsu konkrētajā vidē.

Pareizais metāla 3D drukāšanas ražotājs ne tikai izdrukās jūsu detaļas -, bet arī piegādās detaļas, kas patiešām izturēs apstākļus, kādus jūs tiem pakļaujat.

Vai nepieciešama palīdzība, novērtējot pašreizējo piegādātāju vai optimizējot virsmas apstrādi nākamajam projektam? Jūtieties brīvi sazināties. Kad esmu redzējis simtiem šādu gadījumu, es parasti diezgan ātri varu pamanīt slēptos riskus - un, kas ir vēl svarīgāk, parādīt, kā tos novērst, pirms tie kļūst par dārgām problēmām.