不锈钢的表面处理

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1、不锈钢表面处理的研究综述机械与汽车工程学院过控 09-2宋震200901041066不锈钢表面处理的研究综述不锈钢目前的应用现状：大家都知道不锈钢具有它的独特的强度及耐磨性高和优越的确防腐性能不 易生锈等优良的特性。故广泛应用于化工行业，食品机械，机电行业，家用电器 行业。目前大量进入家庭装璜精饰行业，给予人们以华丽高贵的感觉。不锈钢具有良好的耐蚀性，在石油、化工、化肥、医药、造纸、原子能、海 洋工程和装饰工程领域得到了广泛的应用，但在某些特定条件下不锈钢易发生点 蚀、缝隙腐蚀、晶闻腐蚀、应力腐蚀开裂腐蚀疲劳等局部腐蚀破坏现象许多学 者在不锈钢表面进行了各种处理和强化研究，如为了增加不锈钢的耐

2、蚀性或装饰 性，进行不锈钢抛光、电镀、着色处理；为得到生物特性，使用离子注入进行表 面改性本文就传统表面处理技术和近代表面处理技术在国内外不锈钢表面处理 上的应用的局限性和优势做以扼要论述，并展望了不锈钢表面处理技术发展的前 景。不锈钢的应用发展前景会越来越广，但不锈钢的应用发展很大程度上决定它 的表面处理技术发展程度。不锈钢目前的处理技术：抛光：为提高经过机械加工的不锈钢材料表面的粗糙度和经点焊、电焊、亚弧 焊处理和热处理的不锈钢表面的粗糙度，要对零件进行抛光处理，以获取高度光 滑和光泽的外观，满足不锈钢制品表面精饰的目的。不锈铜抛光有机械抛光、化 学抛光、电化学抛光等 不锈钢机械抛光包括松

3、膜、去膜、化学钝化等处理工序， 易造成零件过腐蚀和失铬现象不锈钢电化学抛光是特殊的阳极过程，在此阳极 过程中，挂在阳极上的金属制品表面被整平并呈现光洁的外观不锈钢电化学抛 光傲为一种表面精饰工艺广泛用于不锈钢制品表面的去毛刺，精饰 。电镀：由于不锈钢质软不耐磨、表面强度低、摩擦系数大，作为传动轴、啮合 件或动配合件时经常发生咬台或粘滞现象，为了弥补这些缺陷，常在其表面进行 电镀处理来提高表面硬度和自润滑性能 与其它基体金属电镀不同，不锈钢在电 镀前必须除去自然钝化膜，才能得到与基体结合牢固的良好镀层不锈钢经去油、 浸渍、活化、预镀和电镀等工序，可得到铬、镍、金、银等镀层。化学镀：化学镀是 l9

4、46 年由 Brenner 和 Riddell 发明的化学镀是一种沉积金 属的、可控制的、自催化的化学反应过程对形状复杂的不锈铜镀件电镀铬由于 存在边缘效应 覆盖能力差而得不到合格镀层化学镀却能在形状复杂的零件表 面沉积均匀一致的镀层，并且化学镀自润滑性比电镀好化学镀与电镀相比，有 许多优点，如均镀能力和深镀能力好；空隙少；设备简单，操作容易；镀层具有 特殊的机械、物理和化学性能等其缺点是：镀液寿命短，废水排放量大，镀覆 速度慢，成本高化学镀在不锈钢上应用主要是镀镍 镀镍前需要进行前处理， 除去不锈钢表面钝化膜，才能提高不锈钢与镀层结合力。热渗镀 ：不锈钢热渗镀技术是用加热扩散的方法把合金渗人

5、不锈钢基体表面， 形成一种合金层该合金层具有优良的抗氧化性、耐蚀性 与电镀相比，热渗 镀具有成本低、效率高、设备简单和操作方便等优点该技术的突出特点是镀层 的形成主要依靠加热扩散的作用，因而结台力比电镀法形成的镀层牢固热渗镀 方法按接触介质划分有固渗、液渗和气渗曹启宏研究了不锈钢铝铬共渗，提出 热浸涂层的最佳扩散处理工艺为：770C下，恒温2h后，I15OC恒温2h，再空 冷的二步扩散处理工艺.Marcher在400510C, 696h条件下，对316L 不锈钢进行等离子氮化，获得了马氏体单一相化合物涂层着色：不锈钢着色法有化学着色法、电化学着色法高温氧化法、气相裂解法及离子沉积法等1972年

6、由英国欧洲有限公司提出的INCO着色法是酸性水溶液浸 渍法，又称酸性氧化法该法是将抛光后的不锈钢浸人8O909铬酐一硫酸混 合液中，随时间的变化，表面生成不同厚度的氧化膜，由于光的干涉而产生不同 的颜色 INCO 着色法工艺流程：前处理一水洗一着色一硬膜处理一水洗一干 燥一成品色调变化是：黑一蓝一金一红一绿目前对不锈钢表面进行处理品种（1 ）表面本色白化处理（2）表面镜石光亮处理（3）表面着色处理1、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NICR2O4和NIF二钟EO4成 分，以前一般采用氢氟酸和硝酸进行强

7、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）采用喷（丸）砂方法。（2）采用 化学法。即使用一钟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。2、不锈钢表面镜面光亮处理方法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石光泽。下面我分别介绍这三种方法优缺点供大家参考选用：表1项目方法优点缺适用产品备注机械抛光光整平性好，光亮劳动强度大，投资及成本

8、较高简单工污染严重，复杂件难加工，光泽件，中，小产品，复杂下降，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。件无法加工。化学抛光投资少，复杂件能抛，效率高，复杂产品，光亮度要求速度快光亮度不足，抛光液要加不高的产品可选用小批湿，有气体溢出，需要适风设备。量加工较合算。电化学抛镜面光泽，长期保持，工艺稳定，大量生产要降温污挡产光污染少，成本低，防污染性好。品，要求长时间保持镜次性投资大，复杂件要装工装，面光亮产品。工艺稳定，辅助电极。易操作，可广泛推广使用3、表面着色处理 不锈钢着色不仅赋于不锈钢制品各种颜色，增加产品的花色品种，而且提高

9、产品耐磨性和耐磨能性。不锈钢着色方法有如下几种：（1）离子沉积氧化物或氧化物（2）高温氧化法（3）化学氧化法、电化学氧化法（4）气相裂解法简述各种方法概况如下：（1）离子沉积氧化物或氧化物法，就是将不锈钢工件放在真空镀膜机中进 行真空蒸发镀：例如：镀钛金的手表壳和手表带。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。（2）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，而呈现出各种不同色泽。（3）化学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

10、报来控制。（4）电化学法，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。（5）气相裂解法，较为复杂，在工业中应用较少。不锈钢目前的应用：1、毛面表面加工毛面表面加工是最常用的表面加工之一，它是在经过抛光或光亮退火的钢板表面用尼龙 研磨带或刷进行抛光。2、喷玻璃球或喷丸对于内部应用，如：电梯的内部，混合表面加工很受欢迎。这种混合工艺是通过喷玻璃球形成无泽表面，然后通过掩饰处理，覆上塑料膜，成抛光表面加工，最后形成抛光和无泽的混合表面。不锈钢砂丸也可以用于类似的工艺。要使用的玻璃球或丸粒事先绝不能在其它材料上使用，尤其不能在碳钢上。因为碳钢的粉粒会嵌入到不锈钢表面，很容易造成腐

11、蚀。陶瓷球也可以作为喷料。3、彩色不锈钢不锈钢彩色工艺是国际镍公司（INCO ） 70年代研制成功的，许多公司都有使用这一工艺的许可证。前面已经解释过，不锈钢之所以不生锈是因为它表层的情性氧化铬膜，彩色 工艺就是利用这层膜形成指定的颜色。由于不锈钢利用了这层始终存在的膜，所 以既不退色，也不需要像油漆一样经常维护。彩色不锈钢还可以进行成型处理，即使在锐弯处也不会对颜色有任何不良影 响。关于对耐蚀性的影响，试验表明采用该工艺后耐蚀性有所增强。该工艺与操作时间密切相关，时间不同颜色会发生变化。颜色的变化顺序是 棕色、金色、红色、紫色和绿色。该工艺的一大特点是它的最终外观可以反映出该材料原来的表面，

12、即：镜面 或抛光面会产生很强的金属光泽，而毛面表面加工的颜色是无光泽的。工艺过程：该工艺是将不锈钢浸泡在溶液槽中，溶液中最好是每升含250克Cr2O3 , 每升含490克硫酸也可以，温度范围8085C,浸泡时间取决于所需要的颜色， 最多不超过25分钟。将钢板用干净的冷水漂洗后，再在室温条件下放到浓度为250克/1升氯酸 和 2.5 克/1 升磷酸的液体中进行阴极处理，时间大约为 10 分钟，电流密度为 02 04A/dm2。为了防止损坏，彩色处理后立即进行硬化处理，然后在热水中进行漂洗并且干燥。4、混合表面加工彩色不锈钢上可以再加图案，所开发的专有技术包括用刚玉砂带除去突出部分，这样， 最终的

13、结果是将钢板的自然之美与彩色图案的色彩结合在一起，这种表面不容易留下手印， 特别适用于室内装饰。抛光厂家可以提供表面加工的样品。5 蚀刻表面加工通过覆膜工艺将图案标在钢板表面，再将钢板浸在三氯化铁酸液（0级）中，将未覆膜的部分浸蚀掉，在不锈钢的表面形成美丽的图案。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.是对不锈钢及铝产品进行的拉丝效果处理。6 不锈钢拉丝不锈钢拉丝一般有几种效果:直丝纹、雪纹纹、尼龙纹。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

14、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。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。圆柱体表面一般只能上车床或磨床，只要求表面处理，可以用特制磨具夹紧 后上车床用砂纸、布条抛光；如果对精度和表面粗糙度都有很高要求，就要上磨 床打磨。表面拉丝的话，一般只对原料板材进行处理。原板表面做N0.4 （雪花）或HL （拉丝）后再做成品加工（冲模、深拉等）。经过一般的加工方法，成品都能保留原板表面效果。油直:应该是指油磨直丝，油磨之后拉丝啊，油墨之后板面比较油亮，然后再做一层拉 丝，也就是磨砂的一种，也属于表面处理，现在

15、有整卷油墨拉丝的，相比普通拉丝，油磨 直丝具有拉丝纹理清晰，整齐，光泽度好，整体效果非常好等优点，广泛用于电梯装潢和其 他表面要求较高的设备，普通拉丝价格一般是 2 元一个平方，油直价格一般是 12 元左右一 个平方，油直比拉丝贵 10 元一个平方，具体价格也要看订单数量规格价格会有浮动的。6 不锈钢彩色处理技术应用彩色不锈钢处理技术，从工艺角度来说有化学法和电化学法，他们在特定电 解质中处理可以得到不同颜色，从而提高了不锈钢的耐磨性、防腐性和花色品种， 应用于不同场合，得到不同的经济效益。制作彩色不锈钢方法有如下几种：高温氧化法，化学氧化法，电化学 氧化法，离子植入法，气相裂解法。各种处理方法概况如下：(1) 高温氧化法是在特定的熔盐中将工件浸入保持一定的工艺温度、时间后， 使工件形成一定厚度的氧化膜，而呈现出各种不同色泽。(2) 化学氧化法是在特定溶液中，通过控制温度和时间形成各种膜的颜色， 一般用“因可法”较多，不过要能保持产品色泽一致的话，必须使用参比电极来控 制。(3) 电化学法是在特定电解液中，通过控制温度、电压时间来形成一定厚度 氯化膜的色泽，这个工艺较