Ovplyvňuje povrchová úprava odolnosť proti korózii?

Ak ste kupovali alebo špecifikovali3D tlač s kovomdielov po akokoľvek dlho, pravdepodobne ste už zažili túto skúsenosť: diely vyzerajú perfektne, keď zídu zo stroja, budú schválené pri prvej kontrole a potom o - týždne alebo mesiace neskôr - začnú vykazovať hrdzavé škvrny, jamky alebo neočakávanú degradáciu v teréne.

Sedel som oproti mnohým frustrovaným inžinierom a manažérom obstarávania, ktorí minuli slušné peniaze na SLM 3D Printing Metal, len aby sledovali, ako diely zlyhávajú pri testovaní soľným-sprejom alebo v reálnom-svetovom vystavení. Najčastejšia mylná predstava, ktorú počúvam? "Je to nehrdzavejúca oceľ - nemala by hrdzavieť."

Tu je pravda od niekoho, kto videl stovky týchto projektov: povrchová úprava je často rozdiel medzi dielom, ktorý vydrží roky a dielom, ktorý zlyhá niekoľko mesiacov. InSLM 3D tlač kovov, ako-potlačený povrch je vašou najväčšou slabinou. Dnes odhrniem presne oponu, prečo sa to deje a čo s tým môžete urobiť.

Jedinečná povrchová geografia kovu SLM 3D tlače

Na rozdiel od CNC obrábania, ktoré odstrihne materiál čisto, SLM vyrába diely vrstvu po vrstve z prášku. Každá vrstva je roztavená laserom a výsledkom je povrch plný čiastočne roztavených práškových častíc, línií vrstiev a mikroskopických údolí - klasického „efektu schodiska“.

Typické-vytlačené hodnoty Ra sa pohybujú od 8 do 25 μm, niekedy vyššie na-povrchoch smerujúcich nadol. To nie je len „drsné“ -, je to krajina drobných štrbín a uvoľnených častíc, ktoré pôsobia ako magnety na vlhkosť, chloridy a nečistoty. Tieto vlastnosti menia teoreticky koróziu-odolnú zliatinu na časť, ktorá koroduje rýchlejšie, než sa očakávalo.

Obzvlášť problematické sú čiastočne roztavené častice prášku. Vytvárajú galvanické články a zachytávajú elektrolyty, čím urýchľujú lokalizovanú koróziu. To je dôvod, prečo mnohí klienti, ktorí vynechajú správnu povrchovú úpravu, skončia s predčasným zlyhaním, dokonca aj pri použití prémiových práškov.

Ako drsnosť povrchu spúšťa koróziu

Korózia v častiach SLM sa zvyčajne prejavuje v dvoch hlavných formách:

Štrbinová korózia: Drobné medzery a úžľabiny zachytávajú stagnujúcu kvapalinu. Hladiny kyslíka vo vnútri štrbiny klesajú, zatiaľ čo okolitá oblasť zostáva okysličená, čím sa vytvára korozívna batéria, ktorá požiera kov.

Bodová korózia: Jedna hlboká úžľabina alebo vložená častica sa stáva miestom iniciácie. Akonáhle je narušená pasívna oxidová vrstva, jamka rýchlo rastie, čo často vedie k štrukturálnemu zlyhaniu dlho predtým, ako zvyšok časti vykazuje viditeľné poškodenie.

Čím je povrch hladší, tým je vrstva pasívnych oxidov rovnomernejšia a stabilnejšia (Cr₂O₃ na nehrdzavejúcej oceli, TiO₂ na titáne). Drsné povrchy narúšajú túto vrstvu a poskytujú nespočetné množstvo východiskových bodov pre útok.

Kvantitatívne údaje(skutočné-priemery testovania):

Vyšší potenciál bodovej korózie=oveľa lepšia odolnosť. Údaje neklamú - povrchová úprava môže zlepšiť koróznu výkonnosť o rád.

Nie všetky zliatiny reagujú rovnako

Nerezová oceľ 316L Najbežnejšia voľba pre veľkoobchodné služby 3D tlače kovov v korozívnom prostredí. Vo veľkej miere sa spolieha na svoju pasívnu vrstvu-bohatú na chróm. Ako je-vytlačené, 316L je obzvlášť zraniteľný, pretože rýchle topenie a ochladzovanie môže spôsobiť mikro-segregáciu a povrchové oxidy. Správne elektrolytické leštenie nielen vyhladzuje povrch, ale výrazne obohacuje obsah chrómu na povrchu, čím sa dramaticky zvyšuje výkon.

Titán (Ti-6Al-4V) Prirodzene vynikajúca odolnosť proti korózii vďaka stabilnej vrstve TiO₂. Potlačený titán však stále obsahuje puzdro alfa a voľne pripevnené častice, ktoré sa musia odstrániť. V námorných alebo chemických aplikáciách dokonca titán profituje z cielenej povrchovej úpravy.

Niklové-superzliatiny (IN718, IN625) Používajú sa vo vysoko-teplotných a vysoko korozívnych prostrediach. Sú zhovievavejšie ako nehrdzavejúce, ale stále trpia povrchovými oxidmi a segregáciou prvkov. Tepelné spracovanie + konečná úprava nie je -dohodou pre dlhodobú-trvanlivosť.

Dobrý poskytovateľ služieb 3D tlače SLM chápe tieto rozdiely a podľa toho prispôsobuje parametre tlače aj následné{1}}spracovanie.

Základné povrchové úpravy na zastavenie korózie

Tu je to, čo v praxi skutočne funguje:

Mechanické leštenie a pieskovanie Dobrý prvý krok na odstránenie uvoľneného prášku a zníženie hrubej drsnosti. Samostatne nestačí na drsné prostredie.

Elektroleštenie Zlatý štandard pre zložité diely SLM. Odstraňuje špičky, odhrotuje a súčasne zlepšuje pasívnu vrstvu. Vynikajúce pre interné kanály, kam sa iné metódy nedostanú.

Chemická pasivácia Ďalej posilňuje ochranný oxidový film po vyhladení.

Tepelné spracovanie Často prehliadané ako nástroj korózie, ale žíhanie na zmiernenie napätia znižuje mikro-galvanické články spôsobené zvyškovým napätím.

Najlepšia továreň na priemyselnú 3D tlač na kovy integruje tieto kroky do overeného toku procesu namiesto toho, aby ich považovala za doplnky-.

Skutočné{0}}svetové scenáre

Kryty a ventily snímačov pre námorný priemysel vytlačené v 316L. Keďže-vytlačené časti neprešli testovaním soľným-postrekom za menej ako 100 hodín. Po elektrolytickom leštení + pasivácii rovnaký dizajn presiahol 1 000 hodín s minimálnou jamkovou koróziou.

Lekárske implantáty Drsné povrchy sa zámerne používajú v kostných-kontaktných zónach na kostnú integráciu, ale všetky ostatné povrchy musia byť hladké. Zlá konečná úprava tu vedie k uvoľňovaniu iónov a zápalu.

Rozvody na manipuláciu s kyselinami- na chemické spracovanie. Hladké vnútorné povrchy sú nevyhnutné - aj malé jamky môžu viesť k netesnostiam a katastrofickým poruchám.

Porovnanie nákladov: po{0}}spracovaní vs. výmena dielu

Dokončenie môže pridať 20 – 40 % k cene dielu, ale jeho preskočenie často stojí 5 – 10× viac, keď zohľadníte zlyhania testovania, výmeny v teréne, prestoje a potenciálnu zodpovednosť. Klient v námornom sektore znížil svoju ročnú mieru výmeny o 65 % po implementácii správnych povrchových protokolov.

Často kladené otázky

Môžem použiť 3D tlačené kovové diely v morskej vode bez leštenia?

Vo všeobecnosti nie. Dokonca aj titán profituje zo správnej povrchovej úpravy pri-dlhodobom vystavení moru.

Zlepší alebo poškodí pieskovanie odolnosť proti korózii?

Pomáha to ako pred{0}}krok odstránením uvoľnených častíc, ale samotné to zvyčajne nestačí. Po ňom musí nasledovať leštenie alebo pasivácia.

Aká je ideálna hodnota Ra pre súčiastku 316L odolnú proti korózii-?

Ra 0,2–0,4 μm pre väčšinu agresívnych prostredí. Pod 0,8 μm je všeobecné minimum pre dobrý výkon.

Prečo majú moje 3D tlačené časti „hrdzavé škvrny“, aj keď sú vyrobené z titánu?

Zvyčajne v dôsledku povrchovej kontaminácie, vloženého prášku alebo puzdra alfa. Správne čistenie a leptanie to vyrieši.

Povrchová úprava v SLM 3D Printing Metal nie je kozmetický doplnok -, je to jeden z najdôležitejších faktorov určujúcich skutočnú-trvanlivosť. Rozdiel medzi dielom, ktorý spoľahlivo funguje roky a dielom, ktorý predčasne zlyhá, často spočíva v tom, ako dobre je povrch pripravený.

Ak získavate veľkoobchodné služby 3D tlače kovov alebo pracujete s továrňou na priemyselnú 3D tlač, urobte povrchovú úpravu súčasťou rozhovoru od prvého dňa. Opýtajte sa ich na tok procesov, overovacie údaje a skúsenosti s vaším špecifickým prostredím.

Správny výrobca kovovej 3D tlače vaše súčiastky len nevytlačí -, ale dodá vám súčiastky, ktoré skutočne prežijú podmienky, ktoré na nich postavíte.

Potrebujete pomôcť s hodnotením vášho súčasného dodávateľa alebo s optimalizáciou povrchovej úpravy pre váš ďalší projekt? Pokojne sa ozvite. Po prezretí stoviek týchto prípadov dokážem zvyčajne pomerne rýchlo rozpoznať skryté riziká - a čo je dôležitejšie, ukážem vám, ako ich opraviť skôr, než sa stanú drahými problémami.