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不銹鋼工件和緊固件的表面處理是指機(jī)械、物理、化學(xué)性能不同的表面處理方法。表面處理的目的是滿足產(chǎn)品的耐腐蝕性、耐磨性、裝飾或其他特殊功能要求。通過某些方法在緊固件表面形成覆蓋層,不僅可以提高緊固件本身的耐腐蝕性,而且可以促進(jìn)緊固件的外觀美化,因此需要通過表面處理來改變不銹鋼工件的性能。
幾種常見的不銹鋼表面處理方法
不銹鋼鈍化
鈍化過程中推薦的金屬表面必須不含鐵。任何鐵、鑄鐵、低碳鋼、中碳鋼或低合金鋼表面上游離態(tài)鐵離子的存在都會(huì)導(dǎo)致其表面腐蝕或不銹鋼點(diǎn)蝕。這是一個(gè)非常嚴(yán)重的問題,因此鈍化只用于處理馬氏體不銹鋼和奧氏體不銹鋼。不銹鋼鈍化的主要目的是避免不銹鋼表面的氧化和腐蝕。
不銹鋼酸洗
酸洗處理的目的是去除不銹鋼表面的高溫焊接、熱處理或熱處理后的氧化皮。同時(shí),還可以去除鋼表面產(chǎn)生的腐蝕或顆粒污染物。需要注意的是,如果酸洗后金屬表面的酸液沒有清洗干凈,金屬表面很快就會(huì)開始腐蝕,這將降低鋼的耐腐蝕性。
不銹鋼酸洗工藝可適用于大多數(shù)型號(hào)的不銹鋼表面處理。酸洗操作在去除金屬表面雜質(zhì)的同時(shí),會(huì)導(dǎo)致金屬尺寸略有變化。因此,酸洗的結(jié)果是在一定程度上獲得啞光表面光潔度,并隨著尺寸的降低而降低。
由于真空熱處理具有良好的控制氛圍,如果選擇真空熱處理進(jìn)行光退火,則無需酸洗,一般真空光退火會(huì)使不銹鋼得到更好的光滑表面。
不銹鋼脫油脫油
任何不銹鋼表面處理工藝的預(yù)處理都必須先去除油脂、切削液、粘附化合物等潤(rùn)滑劑,然后進(jìn)行不銹鋼零件的表面處理或最終鈍化處理。
通常選擇不銹鋼清潔劑,只需在室溫下浸泡即可去除隨機(jī)油漬,操作簡(jiǎn)單,勞動(dòng)強(qiáng)度低。在其他金屬的清洗操作中,清洗率可以通過刷、噴來提高。
其他不銹鋼緊固件工藝
除上述工藝外,電鍍、陽極氧化、噴砂、涂裝、除銹等也是常見的不銹鋼表面處理技術(shù),但由于不銹鋼本身的性能已能滿足日常需要,這些工藝很少使用。
為了達(dá)到表面光潔度和美觀度,一些常見的表面處理方法主要包括表面原色白化、表面鏡面明亮、表面著色。
表面原色白化處理
不銹鋼在加工過程中,經(jīng)過卷板、邊緣、焊接或人工表面火加熱處理后,會(huì)產(chǎn)生黑色氧化皮。氫氟酸和硝酸以前通常用于去除強(qiáng)腐蝕。但該方法成本高,環(huán)境污染嚴(yán)重,對(duì)人體有害,腐蝕性大,已逐漸消除。目前,氧化皮膚主要有兩種處理方法:
■噴砂(丸)法:主要采用噴射小玻璃珠的方法,去除不銹鋼表面的黑色氧化皮。
■化學(xué)方法:用無污染的酸洗鈍化膏和含有無機(jī)添加劑的常溫?zé)o毒清洗液浸泡,達(dá)到不銹鋼原色白化處理的目的。該方法更適用于大型、復(fù)雜的商品,如加工零件。
不銹鋼表面鏡明亮處理方法
根據(jù)不銹鋼產(chǎn)品的復(fù)雜性和用戶要求,可以選擇研磨拋光、化學(xué)拋光、電化學(xué)拋光等方法來實(shí)現(xiàn)鏡面光澤。這三種方法的優(yōu)缺點(diǎn)如下:
■研磨拋光:平整度強(qiáng),顏色明亮,勞動(dòng)強(qiáng)度高,污染嚴(yán)重,復(fù)雜零件加工困難,光澤降低,投資成本高。產(chǎn)品整體光澤不一致,光澤維護(hù)時(shí)間不長(zhǎng)。
■化學(xué)拋光:投資少,可拋出復(fù)雜部件,效率高,速度快。光澤度不足,拋光液應(yīng)加濕,氣體溢出,需要通風(fēng)設(shè)備。對(duì)于復(fù)雜商品,光澤度要求低的商品可以小批量加工。
■電化學(xué)拋光:能實(shí)現(xiàn)鏡面光澤,長(zhǎng)期保持,工藝穩(wěn)定,污染少,成本低,防污染性強(qiáng)。一次性投資大,復(fù)雜部件應(yīng)安裝工具和輔助電極。工藝穩(wěn)定,操作方便,可廣泛推廣使用。
不銹鋼著色方法
不銹鋼著色不僅賦予不銹鋼產(chǎn)品各種顏色,增加產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和顏色品種,而且提高商品的耐磨性和耐腐蝕性。各種方法概述如下:
■化學(xué)氧化著色法:在特定溶液中,有重鉻酸鹽法、混合鈉鹽法、硫化法、酸氧化法和偏堿氧化法。
■電化學(xué)氧化著色法;在特定溶液中,電化學(xué)氧化成膜并控制顏色。
■離子沉積氧化物著色法:將不銹鋼工件放入真空涂層機(jī)進(jìn)行真空蒸發(fā)涂層。例如:鍍鈦表殼、表帶,一般為金黃色。該方法適用于大規(guī)模產(chǎn)品加工。由于投資大,成本高,一般不用于小批量商品。
■高溫氧化著色法:將工件滲透到特定的熔鹽中,保持一定的工藝參數(shù),使工件產(chǎn)生一定的薄氧化膜,并控制顯示不同的顏色。
■氣相裂化著色法:比較復(fù)雜,在工業(yè)上應(yīng)用較少。
選擇處理方法
根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料和對(duì)表面的不同要求,選擇哪種方法進(jìn)行不銹鋼表面處理?
不銹鋼商品加工過程中存在問題
■焊縫缺陷:咬邊、未焊接、氣孔密集、裂縫等焊接缺陷,不僅降低了接頭的堅(jiān)固性,而且成為間隙腐蝕的腐蝕源。固體顆粒也可能被夾在清潔操作中。這些缺陷可以通過重新焊接或重新焊接來修復(fù)。當(dāng)焊縫缺陷嚴(yán)重時(shí),可以使用手動(dòng)機(jī)械研磨來彌補(bǔ),但會(huì)產(chǎn)生研磨痕跡,導(dǎo)致表面不均勻、不美觀。
■表面不一致:只酸洗鈍化焊縫,也會(huì)導(dǎo)致表面不均勻、不美觀。
■劃痕難以去除:整體酸洗鈍化不能去除加工過程中產(chǎn)生的各種劃痕,也不能去除碳鋼、飛濺等因劃痕、焊接飛濺而粘附在不銹鋼表面的雜質(zhì),導(dǎo)致化學(xué)腐蝕或電化學(xué)反應(yīng)和腐蝕。
■拋光鈍化不均勻:手工拋光后酸洗鈍化處理,大面積工件難以達(dá)到對(duì)稱一致的處理效果,不能得到理想的對(duì)稱表面。勞動(dòng)力成本、輔助材料成本也較高。
■酸洗能力有限:酸洗鈍化膏不是萬能的,很難去除等離子體切割、火焰切割和黑色氧化皮。
■銹:不銹鋼產(chǎn)品或設(shè)備表面在生產(chǎn)前或生產(chǎn)過程中受到嚴(yán)重污染,造成銹蝕;此外,在任何表面,粉塵、表面粘附粉絲或游離鐵都會(huì)生銹,導(dǎo)致不銹鋼腐蝕,必須清除。附著在表面的粉絲通??梢杂没覊m一起去除。必須完全清理一些附件。
■油和油:油等有機(jī)物,油甚至指紋都會(huì)成為局部腐蝕的腐蝕源。由于這些物質(zhì)可以打開屏障,影響化學(xué)和電化學(xué)的清潔效果,因此必須完全去除。
■人為因素造成的嚴(yán)重劃痕:在吊裝、運(yùn)輸、結(jié)構(gòu)加工過程中,由磕碰、拖拉、打擊等人為因素造成的嚴(yán)重劃痕增加了表面處理的難度,也是處理后銹蝕的主要原因。
■設(shè)備因素:在型材、板材卷曲、彎曲過程中,劃痕和皺紋也是銹蝕的主要原因。
■其他因素:不銹鋼原材料在采購(gòu)、儲(chǔ)存過程中,由于吊裝、運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的磕碰和劃痕也比較嚴(yán)重,也是產(chǎn)生銹蝕的原因之一。
不銹鋼商品加工過程中采取的預(yù)防措施
儲(chǔ)存、吊裝、運(yùn)輸
■不銹鋼零件的儲(chǔ)存:應(yīng)有專用的儲(chǔ)存架。儲(chǔ)存架應(yīng)為木制或表面噴涂的碳鋼支架或橡膠墊,以達(dá)到與碳鋼等金屬材料隔離的目的。儲(chǔ)存時(shí),儲(chǔ)存位置應(yīng)便于吊裝,與其他材料儲(chǔ)存區(qū)相對(duì)隔離。應(yīng)采取保護(hù)措施,防止灰塵、油漬和銹蝕污染不銹鋼。
■不銹鋼零件吊裝:吊裝時(shí),應(yīng)使用特殊吊具,如吊裝帶、特殊筒夾等,禁止使用鋼絲繩,防止表面劃傷;吊裝和放置時(shí),應(yīng)避免撞擊和碰撞造成劃傷。
■不銹鋼零件運(yùn)輸:運(yùn)輸時(shí)使用運(yùn)輸工具