不銹鋼具有獨(dú)特的強(qiáng)度、較高的耐磨性、優(yōu)越的防腐性能及不易生銹等優(yōu)良的特性。故廣泛應(yīng)用于化工行業(yè),食品機(jī)械,機(jī)電行業(yè),環(huán)保行業(yè),家用電器行業(yè)及家庭裝潢,精飾行業(yè),給予人們以華麗高貴的感覺。
不銹鋼的應(yīng)用發(fā)展前景會越來越廣,但不銹鋼的應(yīng)用發(fā)展很大程度上決定它的表面處理技術(shù)發(fā)展程度。
1 不銹鋼常用表面處理方法
1.1 不銹鋼品種簡介
1.1.1 不銹鋼主要成分:一般含有鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、鈦(Ti)等優(yōu)質(zhì)金屬元素。
1.1.2 常見不銹鋼:有鉻不銹鋼,含Cr≥12%以上;鎳鉻不銹鋼,含Cr≥18%,含Ni≥12%。
1.1.3 從不銹鋼金相組織結(jié)構(gòu)分類:有奧氏體不銹鋼,例如:1Cr18Ni9Ti,1Cr18Ni11Nb,Cr18Mn8Ni5。馬氏體不銹鋼,例如:Cr17,Cr28等。一般稱為非磁性不銹鋼和帶有磁性不銹鋼。
1.2 常見不銹鋼表面處理方法
常用不銹鋼表面處理技術(shù)有以下幾種處理方法:①表面本色白化處理;②表面鏡面光亮處理;③表面著色處理。
1.2.1 表面本色白化處理:不銹鋼在加工過程中,經(jīng)過卷板、扎邊、焊接或者經(jīng)過人工表面火烤加溫處理,產(chǎn)生黑色氧化皮。這種堅硬的灰黑色氧化皮主要是NiCr2O4和NiF二種EO4成分,以前一般采用氫氟酸和硝酸進(jìn)行強(qiáng)腐蝕方法去除。但這種方法成本大,污染環(huán)境,對人體有害,腐蝕性較大,逐漸被淘汰。目前對氧化皮處理方法主要有二種:
⑴噴砂(丸)法:主要是采用噴微玻璃珠的方法,除去表面的黑色氧化皮。
⑵化學(xué)法:使用一種無污染的酸洗鈍化膏和常溫?zé)o毒害的帶有無機(jī)添加劑的清洗液進(jìn)行浸洗。從而達(dá)到不銹鋼本色的白化處理目的。處理好后基本上看上去是一無光的色澤。這種方法對大型、復(fù)雜產(chǎn)品較適用。
1.2.2 不銹鋼表面鏡面光亮處理方法:根據(jù)不銹鋼產(chǎn)品的復(fù)雜程度和用戶要求情況不同可分別采用機(jī)械拋光、化學(xué)拋光、電化學(xué)拋光等方法來達(dá)到鏡面光澤。這三種方法優(yōu)缺點(diǎn)如下:
1.2.3 表面著色處理:不銹鋼著色不僅賦予不銹鋼制品各種顏色,增加產(chǎn)品的花色品種,而且提高產(chǎn)品耐磨性和耐腐蝕性。
不銹鋼著色方法有如下幾種:
⑴化學(xué)氧化著色法;
⑵電化學(xué)氧化著色法;
⑶離子沉積氧化物著色法;
⑷高溫氧化著色法;
⑸氣相裂解著色法。
各種方法簡單概況如下:
⑴化學(xué)氧化著色法:就是在特定溶液中,通過化學(xué)氧化形成膜的顏色,有重鉻酸鹽法、混合鈉鹽法、硫化法、酸性氧化法和堿性氧化法。一般“茵科法”(INCO)使用較多,不過要想保證一批產(chǎn)品色澤一致的話,必須用參比電極來控制。
⑵電化學(xué)著色法:是在特定溶液中,通過電化學(xué)氧化形成膜的顏色。
⑶離子沉積氧化物著色法化學(xué)法:就是將不銹鋼工件放在真空鍍膜機(jī)中進(jìn)行真空蒸發(fā)鍍。例如:鍍鈦金的手表殼、手表帶,一般是金黃色。這種方法適用于大批量產(chǎn)品加工。因為投資大,成本高,小批量產(chǎn)品不合算。
⑷高溫氧化著色法:是在特定的熔鹽中,浸入工件保持在一定的工藝參數(shù),使工件形成一定厚度氧化膜,而呈現(xiàn)出各種不同色澤。
⑸氣相裂解著色法:較為復(fù)雜,在工業(yè)中應(yīng)用較少。
1.3 處理方法選用
不銹鋼表面處理選用哪種方法,要根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、及對表面不同要求,選用合適的方法進(jìn)行處理。
2 不銹鋼件產(chǎn)生銹蝕的常見原因
2.1 化 學(xué)腐蝕
2.1.1 表面污染:附著在工件表面的油污、灰塵及酸、堿、鹽等在一定條件轉(zhuǎn)化為腐蝕介質(zhì),與不銹鋼件中的某些成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生化學(xué)腐蝕而生銹。
2.1.2 表面劃傷:各種劃傷對鈍化膜的破壞,使不銹鋼保護(hù)能力降低,易與化學(xué)介質(zhì)發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生化學(xué)腐蝕而生銹。
2.1.3 清洗:酸洗鈍化后清洗不干凈造成殘液存留,直接腐蝕不銹鋼件(化學(xué)腐蝕)。
2.2 電化學(xué)腐蝕
2.2.1 碳鋼污染:與碳鋼件接觸造成的劃傷與腐蝕介質(zhì)形成原電池而產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。
2.2.2 切割:割渣、飛濺等易生銹物質(zhì)的附著與腐蝕介質(zhì)形成原電池而產(chǎn)生電化學(xué)腐。
2.2.3 烤校:火焰加熱區(qū)域的成份與金相組織發(fā)生變化而不均勻,與腐蝕介質(zhì)形成原電池而產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。
2.2.4 焊接:焊接區(qū)域的物理缺陷(咬邊、氣孔、裂紋、未熔合、未焊透等)和化學(xué)缺陷(晶粒粗大、晶界貧鉻、偏析等)與腐蝕介質(zhì)形成原電池而產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。
2.2.5 材質(zhì):不銹鋼材質(zhì)的化學(xué)缺陷(成份不均勻、S、P雜質(zhì)等)和表面物理缺陷(疏松、砂眼、裂紋等)有利于與腐蝕介質(zhì)形成原電池而產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。
2.2.6 鈍化:酸洗鈍化效果不好造成不銹鋼表面鈍化膜不均勻或較薄,易于形成電化學(xué)腐蝕。
2.2.7 清洗:存留的酸洗鈍化殘液與不銹鋼發(fā)生化學(xué)腐蝕的生成物與不銹鋼件形成電化學(xué)腐蝕。
2.3 應(yīng)力集中易于造成應(yīng)力腐蝕
總之,不銹鋼由于其特殊的金相組織和表面鈍化膜,使得它在一般情況下較難與介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被腐蝕,但并不是在任何條件下都不能被腐蝕。在腐蝕介質(zhì)和誘因(如劃傷、飛濺、割渣等)存在的條件下,不銹鋼也能與腐蝕介質(zhì)發(fā)生緩慢的化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)被腐蝕,而且在一定條件下的腐蝕速度相當(dāng)快而產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象,尤其是點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕。不銹鋼件的腐蝕機(jī)理主要為電化學(xué)腐蝕。
因此,在不銹鋼產(chǎn)品在加工作業(yè)過程中應(yīng)采取一切有效措施,盡量避免銹蝕條件和誘因的產(chǎn)生。實際上,許多銹蝕條件和誘因(如劃傷、飛濺、割渣等)對于產(chǎn)品的外觀質(zhì)量也有顯著的不利的影響,也應(yīng)該和必須加以克服。
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