《【专题研究】不锈钢表面处理工艺.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【专题研究】不锈钢表面处理工艺.docx（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、不锈钢表面处理目前对不锈钢表面进行处理的方法:表面本色白化处理、表面镜面光亮处理、表面着色处理一、表面本色白化处理不锈钢在加工过程中，经过卷板、扎边、焊接或者经办人方温面火处理，产生黑色氧化皮。这种坚硬的灰黑色氧化皮主要是NICR204和NIF二种E04成份，以前一般采用氢氟酸和硝酸进行强腐蚀方法去除。但这种方法成本大，污染环境，对人体有害。腐蚀较大，逐渐被淘汰。目前对这种氧化皮处理方法有二种：（1）喷(丸)砂方法铸件一般会进行喷丸或喷砂处理，就是常说的shot blast and shot penningFigure 1 喷砂效果图喷丸与喷砂的对比效率表面效果表面硬化功能介质喷砂低，但灵活，
2、较精细低除锈，除氧化皮棕刚玉、白刚玉、河砂等喷丸高有死角高功能较多钢丝切丸、钢丸等喷丸不但除锈,除表面氧化皮,还提高表面粗糙度,去除零件机加工毛刺,消除零件内应力,减少热处理后零件变形,提高零件表面耐磨,受压能力等喷砂一般是手工操作来完成,其速度与抛丸相比要慢,而且假如使用的是砂石,在喷砂的过程中砂石与构件的撞击会产生一些砂石粉末,这些粉未会粘附在构件表面,而且喷砂对构件的表面粗糙度低于抛丸。抛喷丸增强了工件的表面强度，延长工件的返锈时间。喷砂只能起到表面的修饰作用。（2）化学法用一种无污染酸洗钝化膏和常温无毒害的带有无机添加剂的清洗液进行浸洗。从而达到不锈钢本色的白化处理之目的。基本上看上去
3、是一目光的色泽。这种方法对大型、复杂产品较适用，值得推广应用。酸洗钝化方式根据操作方式不同，不锈钢酸洗钝化处理主要有浸渍法、膏剂法、涂刷法、喷淋法、循环法、电化学法等6种方法。Figure 2 钝化前后效果图钝化机理：金属经氧化性介质处理后，其腐蚀速度比原来未处理前有显著下降的现象称金属的钝化。其钝化机理主要可用薄膜理论来解释，即认为钝化是由于金属与氧化性介质作用，作用时在金属表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、能坚固地附在金属表面上的钝化膜。这层膜成独立相存在，通常是氧和金属的化合物。它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质直接接触，从而使金属基本停止溶解形成钝态达
4、到防止腐蚀的效果。优点：(1)不锈钢钝化液使用简单，只需用水槽常温浸泡即可，大大减轻劳动强度，并无需特定的加工设备和严格的加条件，有效降低成本。(2)钝化液是一种稳定的药剂，不会分解，不沉淀，运输方便，保存时间长，随用随取。适用材料：适用于所有200、300系列不锈钢（201，202，301，302，303，304，316等）。主要用途：能有效提高不锈钢的抗腐蚀能力，延长工件的使用寿命。(1)可以保持工件加工后的原有色洁，不改变工件尺寸，提高表面质量。(2)提高不锈钢耐腐蚀性，钝化膜的击穿电位比未处理时间约可提高几百毫伏，并能通过国家统一规定的“蓝点法”检验，30秒不出现蓝点。(3)200系列
5、材料48200H，300系列材料721200H盐雾测试。环保性能：(1)钝化液不含有害物质，符合RoHS标准，已通过SGS、FDA等检测。(2)废水中和处理后可直接排放，对环境无影响。典型工艺：Figure 3 钝化工艺图二、表面镜面光亮处理根据不锈钢产品的复杂程度和用户要求情况不同可分别采用机械抛光、化学抛光、电化学抛光等方法来达到镜面光泽。项目方法优点缺点适用产品备注机械抛光整平性好，光亮劳动强度大，污染严重，复杂件难加工，光泽下降，投资及成本较高。简单工件，中、小产品，复杂件无法加工。整个产品光泽达不到一致，光泽保持时间不长。化学抛光投资少，复杂件能抛，效率高，速度快。光亮度不足，抛光液
6、要加湿，有气体溢出，需要适风设备。复杂产品，光亮度要求不高的产品可选用。小批量加工较合算。电化学抛光达镜面光泽，长期保持，工艺稳定，污染少，成本低，防污染性好。一次性投资大，复杂件要装工装，辅助电极，大量生产要降温。高档产品，要求长时间保持镜面光亮的产品。工艺稳定，易操作，可广泛推广迫不及待使用。Figure 4 电解抛光效果图三、表面着色处理不锈钢着色不仅赋予不锈钢制品各种颜色，增加产品的花色品种，而且提高产品耐磨性和耐磨能力。不锈钢着色方法有如下几种：离子沉积氧化物或氧化物 高温氧化法 化学氧化法 电化学氧化法 气相裂解法。简述各种方法概况如下：离子沉积氧化物或氧化物法：就是将不锈钢工件放
7、在真空镀腊机中进行真空蒸发镀：如镀钛金表壳和手表带。一般是金黄色。这种方法适用于大批量产品加工。因为投资大，成本高，小批量产品不合算。高温氧化法：是在特定的熔盐中，浸入工件保持在一定的工艺范围，使工件形成一定厚度氧化膜，而呈现出各种不同的色泽。化学氧化法：就是在特定溶液中，通过化学氧化形成膜的颜色，一般有“因可法”使用较多，不过要能保证一批产品色泽一致的话，必须用参比电报来控制。电化学氧化法：是在特定溶液中，通过电化学氧化形成膜的颜色，这个商业中得到应用。气相裂解法：较为复杂，在工业中应用较少。不锈钢拉丝不锈钢拉丝是一种金属加工工艺，是当今不锈钢和铝制品行业最流行的一种表面处理技术. 是对不锈
8、钢及铝产品进行的拉丝效果处理不锈钢拉。丝一般有几种效果:直丝纹、雪纹纹、尼龙纹。 Figure 5 不锈钢拉丝直丝纹是从上到下不间断的纹路，一般采用固定拉丝机工件前后运动即可。 雪花纹是现在最为流行的一种，由一点点有规规的点组成，可用虫仔砂纸达到效果。 尼龙纹是由长短不一线条组成，由于尼龙轮质地柔软所以可磨不平部位，达到尼龙纹。 Figure 6 拉丝效果图不锈钢拉丝很讲究程序和工艺，一般配合拉丝机修复和还原产品刮花的位置及焊缝，最终达到整体的拉丝艺术效果。喷涂工艺一、喷砂前处理先用喷砂机通过气泵的压缩空气用硬质磨料加速后喷射到基体表面，去除基体表面的氧化皮、锈斑、旧漆层及其它污染物，使基体表
9、面清洁和粗化。钢材在喷砂除锈之后应尽快涂装，喷砂除锈过的表面在生锈之前必须尽快进行电弧喷涂或底漆涂装，否则就失去喷砂除锈的意义。在适中的大气条件下最好在除锈以后24小时内进行涂装CSSPC表面处理规范，在雨天潮湿，盐雾或含硫的气候环境下应在2小时内涂装。二、喷涂用喷涂枪，火焰喷涂(单根金属丝)或电弧喷涂(双根金属丝)经过加热熔融、雾化，高速喷射至喷砂除锈后的工件表面，形成与基体紧密结合的堆积状喷涂层，获得理想的涂层，能起长效防腐、隔热、恢复尺寸、改变导电性能等作用。 三、电弧喷涂锌或铝涂层加封闭和面漆的复合涂层系统至少可以保护钢铁50年以上免维护。不锈钢牌号分组 200 系列铬-镍-锰 奥氏体
10、不锈钢 300 系列铬-镍 奥氏体不锈钢 型号 301延展性好，用于成型产品。也可通过机械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。 型号 302耐腐蚀性同304，由于含碳相对要高因而强度更好。 型号 303通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。 型号 304通用型号；即18/8不锈钢。GB牌号为0Cr18Ni9。 型号 309较之304有更好的耐温性。 型号 316继304之后，第二个得到最广泛应用的钢种，主要用于食品工业和外科手术器材，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。SS316则通常用于
11、核燃料回收装置。18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。1 型号 321除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外其他性能类似304。 400 系列铁素体和马氏体不锈钢 型号 408耐热性好，弱抗腐蚀性，11%的Cr，8%的Ni。 型号 409最廉价的型号（英美），通常用作汽车排气管，属铁素体不锈钢（铬钢）。 型号 410马氏体（高强度铬钢），耐磨性好，抗腐蚀性较差。 型号 416添加了硫改善了材料的加工性能。 型号 420“刃具级”马氏体钢，类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。也用于外科手术刀具，可以做的非常光亮。 型号 430铁素体不锈钢，装饰用，例如用于汽车饰品。良好的成型性，但耐温
12、性和抗腐蚀性要差。 型号 440高强度刃具钢，含碳稍高，经过适当的热处理后可以获得较高屈服强度，硬度可以达到58HRC，属于最硬的不锈钢之列。最常见的应用例子就是“剃须刀片”。常用型号有三种：440A、440B、440C，另外还有440F（易加工型）。 500 系列耐热铬合金钢。 600 系列马氏体沉淀硬化不锈钢。 型号 630最常用的沉淀硬化不锈钢型号，通常也叫17-4；17%Cr，4%Ni。不锈钢表面处理技术应用摘要：本文主要介绍不锈钢的几种表面处理工艺，介绍了其特性、优缺点以及如何应用这些工艺技术对不锈钢产品进行表面精饰，指出了不锈钢产品更广泛的用途及市场前景。关键词：不锈钢；表面处理技
13、术；亚光处理；光亮处理；彩色处理 1、前言不锈钢表面精饰处理技术分为亚光处理技术、镜面光亮处理技术、表面彩色处理技术。目前这些工艺技术应用于不同产品和不同领域都得到极好效果。2、不锈钢亚光处理技术应用不锈钢亚光处理技术是指加工成型的产品达到均匀的银白色，与不锈钢本身色泽一致，并具有金属光泽。这一般指制作大型不锈钢产品而言，因为大型不锈钢件经过卷板、冲压、折边和焊接加工过程，加工成型的工件表面有焊缝及油污、铁锈、黄斑等，既不美观，又易锈蚀，降低了其不锈钢产品的质量和价值。要使不锈钢产品出厂达到美观，受到客户的欢迎，就必须对不锈钢产品进行表面精饰处理加工。于大型不锈钢件产品一般采用成型后进行亚光处
14、理，不过在处理前也可先作部件预处理，复合后再作最后处理。经过这个处理既能达到外表美观，又能提高其防腐性和防变色性能。也可先作喷砂处理然后再进行酸洗钝化处理来达到亚光目的。 经过上述方法处理后，不锈钢产品的防腐性可提高23倍。因为不锈钢之所以不会生锈主要由于有铬、镍成分存在，再经过亚光处理，不但能消除不锈钢基体夹杂的杂质和表面富铁层，而且能使铬、镍富集在表面，形成完整纯化膜，起到较好的防腐作用。3、不锈钢镜面光亮处理技术应用根据不锈钢产品的复杂程度和用户要求情况不同，可分别采用机械抛光、化学抛光、电化学抛光等方法来达到镜面光泽。 下面笔者分别介绍这三种工艺方法的优缺点，供大家参考选用，见表1。表
15、1 三种抛光工艺的优缺点项目 方法优点缺点适用产品备注机械抛光整平性好，光亮劳动强度大，污染严重，复杂无法加工，光泽下降，易生锈，投资及成本较高简单件，中、小产品光泽不能一致，光泽保持时间不长，发闷、生锈化学抛光投资少，复杂件能抛，速度快，效率高，防腐性好光亮度差，有气体溢出，需要通风设备，加温困难复杂件及小零件光亮度要求不高的产品小批量产品加工较合算电化学抛光镜面光泽保持长，工艺稳定，污染少，成本低，防腐性好，防污染性高一次性投资大，复杂件要工装、辅助电极，大量生产要降温设施高档产品，出口产品，有公差产品工艺稳定，大批量生产，易操作控制，值得推广使用下面笔者重点介绍镜面光亮的电化学抛光工艺特性。不锈钢借助直流电流通过特定电解质、传递到对极的导体，从而使阳极上的不锈钢件表面去除一层金属，使凹凸不平表面达到整平，光亮的表面，称为不锈钢电化处理技术电化学抛光。不锈钢电化光亮的处理过程是金属阳极溶解，阳极形成氧化膜
