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常見問題

不銹鋼件常用表面處理方法

  1.1 前言

  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。常用不銹鋼表面處理技術(shù)有以下幾方面。

  1.2 不銹鋼品種簡介

  1.2.1 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。

  1.2.2 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%。

  1.2.3 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。

  1.3 常見不銹鋼表面處理方法

  目前對不銹鋼表面進(jìn)行處理方法品種: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。

  1.3.1 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。

  1.3.2 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:

  項目方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用產(chǎn)品

  機(jī)械拋光整平性好,光亮勞動強(qiáng)度大,污染嚴(yán)重,復(fù)雜件難加工,光澤下降,投資及成本較高簡單工件,中、小產(chǎn)品,復(fù)雜件無法加工整個產(chǎn)品光澤達(dá)不到一致,光澤保持時間不長

  化學(xué)拋光投資少,復(fù)雜件能拋,效率高,速度快光亮度不足,拋光液要加溫,有氣體溢出,需要通風(fēng)設(shè)備復(fù)雜產(chǎn)品,光亮度要求不高的產(chǎn)品可選用小批量加工較合算

  電化學(xué)拋光達(dá)鏡面光澤,長期保持,工藝穩(wěn)定,污染少,成本低,防污染性好一次性投資大,復(fù)雜件要裝工裝,輔助電極,大量生產(chǎn)要降溫高擋中小件產(chǎn)品,要求長時間保持鏡面光亮產(chǎn)品工藝穩(wěn)定,易操作,可廣泛推廣使用

  1.3.3 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。

  1.4 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。

  3 不銹鋼產(chǎn)品采用表面處理工藝

  3.1 打磨:采用的是手工機(jī)械打磨,主要處理下料切割缺陷、焊縫缺陷、鉚焊時的鉚焊點(diǎn)及加工過程中產(chǎn)生的各種劃痕。

  3.2 焊縫酸洗:焊縫酸洗鈍化,主要處理焊縫處的黑色氧化皮。

  3.3 整體鈍化:整體酸洗鈍化,主要處理整體要求一致的產(chǎn)品,但目前這種處理方法很難達(dá)到理想的一致效果。

  3.4 拋光鈍化:手工打磨拋光后酸洗鈍化處理,主要處理表面有裝飾要求的產(chǎn)品,但目前的處理方法很難達(dá)到較好的處理效果,而且材料費(fèi)用和工時費(fèi)用都比較高。

  4 不銹鋼產(chǎn)品加工過程中存在問題

  4.1 焊縫缺陷:焊縫缺陷較嚴(yán)重,采用手工機(jī)械打磨處理方法來彌補(bǔ),產(chǎn)生的打磨痕跡,造成表面不均勻,影響美觀。

  4.2 表面不一致:只對焊縫進(jìn)行酸洗鈍化,也造成表面不均勻,影響美觀。

  4.3 劃痕難除去:整體酸洗鈍化,也不能將加工過程中產(chǎn)生的各種劃痕去掉,并且也不能去除由于劃傷、焊接飛濺而粘附在不銹鋼表面的碳鋼、飛濺等雜質(zhì),導(dǎo)致在腐蝕介質(zhì)存在的條件下發(fā)生化學(xué)腐蝕或電化學(xué)腐蝕而生銹。

  4.4 打磨拋光鈍化不均勻:手工打磨拋光后進(jìn)行酸洗鈍化處理,對面積較大的工件,很難達(dá)到均勻一致處理效果,不能得理想的均勻表面。并且工時費(fèi)用,輔料費(fèi)用也較高。

  4.5 酸洗能力有限:酸洗鈍化膏并不是萬能的,對等離子切割、火焰切割而產(chǎn)和黑色氧化皮,較難除去。

  4.6 人為因素造成的劃傷比較嚴(yán)重:在吊裝、運(yùn)輸和結(jié)構(gòu)加工過程中,磕碰、拖拉、錘擊等人為因素造成的劃傷比較嚴(yán)重,使得表面處理難度加大,而且也是處理后產(chǎn)生銹蝕的主要原因。

  4.7 設(shè)備因素:在型材、板材卷彎、折彎過程中,造成的劃傷和折痕也是處理后產(chǎn)生銹蝕的主要原因。

  4.8 其他因素:不銹鋼原材料在采購、儲存過程中,由于吊裝、運(yùn)輸過程產(chǎn)生的磕碰和劃傷也比較嚴(yán)重,也是產(chǎn)生銹蝕的原因之一。

  5 應(yīng)采取措施

  5.1 儲存、吊裝、運(yùn)輸

  5.1.1 不銹鋼件儲存:應(yīng)有專用存放架,存放架應(yīng)為木質(zhì)或表面噴漆的碳鋼支架或墊以橡膠墊,以與碳鋼等其它金屬材質(zhì)隔離。存放時,儲存位置應(yīng)便于吊運(yùn),與其它材料存放區(qū)相對隔離,應(yīng)有防護(hù)措施,以避免灰塵、油污、鐵銹對不銹鋼的污染。

  5.1.2 不銹鋼件吊裝:吊裝時,應(yīng)采用專用吊具,如吊裝帶、專用夾頭等,嚴(yán)禁使用鋼絲繩以免劃傷表面;并且在起吊和放置時,應(yīng)避免沖擊磕碰造成劃傷。

  5.1.3 不銹鋼件運(yùn)輸:運(yùn)輸時,應(yīng)用運(yùn)輸工具(如小車、電瓶車等),并應(yīng)潔凈有隔離防護(hù)措施,以防灰塵、油污、鐵銹污染不銹鋼。嚴(yán)禁拖拉,避免磕碰、劃傷。

  5.2 加工

  5.2.1 加工區(qū):不銹鋼件的加工區(qū)域應(yīng)相對固定。不銹鋼件加工區(qū)的平臺應(yīng)采取隔離措施,如鋪上橡膠墊等。不銹鋼件加工區(qū)的定置管理、文明生產(chǎn)應(yīng)加強(qiáng),以避免對不銹鋼件的損傷與污染。

  5.2.2 下料:不銹鋼件的下料采用剪切或等離子切割、鋸切等。

  ⑴剪切:剪切時,應(yīng)與送進(jìn)支架隔離,落料斗也應(yīng)鋪以橡膠墊,避免劃傷。

  ⑵等離子切割:等離子切割后,割渣應(yīng)清理干凈。批量切割時,對于已完成的零件應(yīng)及時清理出現(xiàn)場,以避免割渣對工件的玷污。

  ⑶鋸切下料:鋸切下料時,夾緊應(yīng)加以膠皮保護(hù),鋸切后應(yīng)清理工件上的油污、殘渣等。

  5.2.3 機(jī)械加工:不銹鋼件在車、銑等機(jī)械加工時也應(yīng)注意防護(hù),作業(yè)完成應(yīng)清理干凈工件表面的油污、鐵屑等雜物。

  5.2.4 成型加工:在卷板、折彎過程中,應(yīng)采取有效措施避免造成不銹鋼件表面劃傷和折痕。

  5.2.5 鉚焊:不銹鋼件在組對時,應(yīng)避免強(qiáng)制組裝,尤其避免火焰烤校裝配。組對或制作過程如有臨時采用等離子切割時,應(yīng)采取隔離措施以避免割渣對其它不銹鋼件的污染。切割后,工件上的割渣應(yīng)清理干凈。

  5.2.6 焊接:不銹鋼件焊接前必須認(rèn)真清除油污、銹跡、灰塵等雜物。焊接時盡量采用氬弧焊接,采用手工電弧焊時應(yīng)采用小電流、快速焊,避免擺動。嚴(yán)禁在非焊接區(qū)域引弧,地線位置適當(dāng)、連接牢固,以避免電弧擦傷。焊接時應(yīng)采取防飛濺措施(如刷白灰等方法)。焊后應(yīng)用不銹鋼(不得采用碳鋼)扁鏟徹底清理熔渣和飛濺。

  5.2.7 多層焊:多層焊時,層間熔渣必須清除干凈。多層焊時,應(yīng)控制層間溫度,一般不得超過60℃。

  5.2.8 焊縫:焊縫接頭應(yīng)修磨,焊縫表面不得有熔渣、氣孔、咬邊、飛濺、裂紋、未熔合、未焊透等缺陷,焊縫與母材應(yīng)圓滑過渡,不得低于母材。

  5.2.9 矯形:不銹鋼件的矯形,應(yīng)避免采用火焰加熱方法,尤其不允許反復(fù)加熱同一區(qū)域。矯形時,盡量采用機(jī)械裝置,或用木錘(橡皮錘)或墊橡皮墊錘擊,禁止用鐵錘錘擊,以避免損傷不銹鋼件。

  5.2.10 搬運(yùn):不銹鋼件在加工過程中進(jìn)行搬運(yùn)時,應(yīng)用運(yùn)輸工具(如小車、電瓶車或天車等),并應(yīng)潔凈有隔離防護(hù)措施,以防灰塵、油污、鐵銹污染不銹鋼。嚴(yán)禁在平臺或地面直接拖拉,嚴(yán)禁磕碰和劃傷。

  5.3 表面處理

  5.3.1 清理打磨:如有損傷應(yīng)打磨,尤其與碳鋼件接觸造成的劃傷和飛濺、割渣造成的損傷必須認(rèn)真徹底地清理打磨干凈。

  5.3.2 除油除塵:不銹鋼件在進(jìn)行酸洗鈍化前,必須按工藝清除油污、氧化皮、灰塵等雜物。

  5.3.3 酸洗鈍化:不銹鋼件的酸洗鈍化必須嚴(yán)格按工藝要求進(jìn)行,鈍化膏涂層應(yīng)均勻,鈍化時間應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行工藝要求。

  5.3.4 清洗干燥:酸洗鈍化后,應(yīng)嚴(yán)格按工藝進(jìn)行擦拭、沖洗、干燥,徹底清除酸洗鈍化膏和酸液。

  5.3.5 保護(hù):不銹鋼件表面處理完成后,應(yīng)做好防護(hù),避免人員撫摸和油污、灰塵等雜物的污染。

  5.3.6 避免再加工:不銹鋼件表面處理完成后,應(yīng)避免對該零部件或產(chǎn)品的再加工。


作者: 來源: 發(fā)布時間:2015/10/29 19:15:43 人氣:132
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