不銹鋼零件的鈍化是在其表面,用人工的方法形成一層鈍化膜以增加不(bu)銹(xiu)鋼零件的耐蝕性,并使不銹鋼零件具有足夠的清潔度。凡是沒有電鍍和其他涂層要求的不銹鋼零件,鈍化處理就是最后的處理。一般都要先進行預處理(包括噴砂、噴丸、酸洗去黑皮、拋光等),以改善不銹鋼零件的表面狀態后,才能進行鈍化處理。
一、不(bu)銹鋼鈍化的影響因素
1. 不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)所(suo)含(han)合金(jin)元素對鈍(dun)(dun)化的(de)(de)(de)影響。鉻(ge)、鎳(nie)屬于鈍(dun)(dun)化性(xing)強(qiang)的(de)(de)(de)元素,鐵的(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)化性(xing)次之。因(yin)此,鉻(ge)和鎳(nie)的(de)(de)(de)含(han)量越高(gao),不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)化性(xing)越強(qiang),而(er)且(qie)鈍(dun)(dun)化膜的(de)(de)(de)穩定性(xing)也會隨著鉻(ge)鎳(nie)含(han)量的(de)(de)(de)提高(gao)而(er)增(zeng)加(jia)。
2. 不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)金相組織對鈍(dun)化(hua)的(de)影響。奧氏體、鐵素體不(bu)(bu)銹鋼(gang)可鈍(dun)化(hua)性較好,馬氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)可鈍(dun)化(hua)性不(bu)(bu)強,因(yin)此馬氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)耐蝕(shi)性較低。
3. 經滲(shen)碳(tan)、滲(shen)氮、銅(tong)焊、釬(han)焊的(de)不銹鋼不能鈍(dun)化,否則會影響上道工序的(de)質量(liang)。
4. 不銹鋼的(de)加(jia)工狀態(tai)對鈍化(hua)(hua)的(de)影(ying)響。經各種(zhong)機械(xie)加(jia)工后的(de)不銹鋼零件表(biao)面(mian)光潔(jie),鈍化(hua)(hua)性(xing)最好;而鑄(zhu)、鍛(duan)件表(biao)面(mian)粗糙,鈍化(hua)(hua)性(xing)最差。
5. 不銹(xiu)鋼中含有錳、碳、硅、碗、硒等元素對鈍(dun)化不利。因此當表面(mian)存在這些元素時,應預先(xian)加以去除,而后才能鈍(dun)化。
二、不銹鋼鈍化工藝的分(fen)類
1. 濕法鈍(dun)化(hua) 包括化(hua)學(xue)(xue)法鈍(dun)化(hua)和電化(hua)學(xue)(xue)法鈍(dun)化(hua)。
2. 干(gan)法鈍(dun)化(hua)(hua) 有室溫法鈍(dun)化(hua)(hua)和熱處理法鈍(dun)化(hua)(hua)兩類。
三、不銹鋼零件的干法鈍化工藝
1. 常溫自然鈍化工藝
將(jiang)不銹(xiu)鋼零件(jian)(jian)經(jing)過除油(you)、去氧化(hua)(hua)(hua)皮(pi)、拋光等預處理,然(ran)后置于(yu)清潔(jie)的空(kong)氣中(zhong),如(ru)小零件(jian)(jian)可(ke)置于(yu)干燥器(qi)中(zhong)存(cun)放24h。由于(yu)不銹(xiu)鋼有自(zi)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)能力,在空(kong)氣中(zhong)具有強烈(lie)的鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)趨勢,表面會(hui)形(xing)成(cheng)自(zi)然(ran)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)膜。
常溫自然(ran)鈍(dun)化法(fa)適用于奧氏體不銹鋼(gang) Cr18Ni9Ti等(deng),是在(zai)使用條件(jian)的腐蝕很(hen)輕微的情況下(xia)采用。
2. 熱處理(li)法鈍化
將(jiang)不(bu)銹鋼零件(jian)表面仔(zi)細(xi)清(qing)理干凈(jing),放(fang)于熱處理爐中處理,可得到鈍(dun)化(hua)膜(mo)。在(zai)較高溫(wen)度下,通過(guo)變化(hua)溫(wen)度和時間來獲得無色的(de)(de)鈍(dun)化(hua)膜(mo)。當鈍(dun)化(hua)膜(mo)超過(guo)一(yi)定(ding)的(de)(de)厚度,會出(chu)現有色彩的(de)(de)鈍(dun)化(hua)膜(mo)層。
四、不(bu)銹(xiu)鋼零(ling)件的硝酸鈍化(hua)工藝(yi)
不(bu)銹鋼(gang)(gang)零(ling)(ling)件在硝(xiao)酸溶(rong)液中處(chu)(chu)于(yu)鈍(dun)態,其表(biao)面生成一層極薄(bo)的鈍(dun)化膜層,處(chu)(chu)理(li)后(hou)(hou)(hou)不(bu)銹鋼(gang)(gang)零(ling)(ling)件表(biao)面的色澤前后(hou)(hou)(hou)無變(bian)化,即重現性良好,因此本工(gong)藝(yi)受(shou)到了廣泛采用。另外,不(bu)銹鋼(gang)(gang)零(ling)(ling)件硝(xiao)酸鈍(dun)化后(hou)(hou)(hou)不(bu)需進行(xing)封(feng)閉處(chu)(chu)理(li),其鈍(dun)化膜層極其致密(mi)。而其他(ta)鈍(dun)化工(gong)藝(yi)之后(hou)(hou)(hou)需要封(feng)閉處(chu)(chu)理(li)。
1. 不(bu)銹鋼硝酸鈍(dun)化工藝配(pei)方 見(jian)表(biao)10-9。
2. 鈍化(hua)工藝步驟(zou)(zou) 步驟(zou)(zou)如下:
a. 前處理
采取(qu)預(yu)處(chu)理清除不銹鋼(gang)零(ling)件(jian)表面(mian)的(de)油脂、氧(yang)化物等,接著拋光,并(bing)充分活化。
b. 鈍化(hua)處理
選擇(ze)適宜的鈍(dun)化液(見表10-8),鈍(dun)化時間(jian)參考(kao)表10-8,一般濃(nong)度(du)高,時間(jian)稍短(duan);鈍(dun)化溫度(du),低濃(nong)度(du)硝(xiao)酸液取較高溫度(du),高濃(nong)度(du)硝(xiao)酸溶液,一般采用室溫。
c. 補充處理
可進(jin)一步(bu)改善膜層的穩定性,并中和硝酸(suan)(suan)的殘留量(liang)。鐵(tie)素體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)鈍化后應在(zai)(zai)4%~6%(質量(liang)分(fen)(fen)數)重(zhong)鉻酸(suan)(suan)鈉(na)(NazCrzO)溶(rong)液中補充(chong)處(chu)理,溫度為60~70℃,時(shi)間30min。奧氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)不需補充(chong)處(chu)理,但最好在(zai)(zai)1%(質量(liang)分(fen)(fen)數)的氫氧化鈉(na)溶(rong)液中進(jin)行短(duan)時(shi)間的室溫中和處(chu)理。馬氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)鈍化后應在(zai)(zai)5%(質量(liang)分(fen)(fen)數)重(zhong)鉻酸(suan)(suan)鈉(na)(Na CryO)溶(rong)液中補充(chong)處(chu)理,或在(zai)(zai)氫氧化鈉(na)(5%~10%,質量(liang)分(fen)(fen)數),溶(rong)液中短(duan)時(shi)間常(chang)溫補充(chong)處(chu)理更好。
五、不銹鋼的(de)硝酸-重鉻酸鹽鈍化工(gong)藝
鈍化溶(rong)液的組成(cheng)以硝酸(suan)為主,添加少(shao)量重鉻(ge)酸(suan)鉀,以增(zeng)強溶(rong)液的鈍化能力,該(gai)型溶(rong)液在(zai)國(guo)外應用較廣泛。硝酸(suan)-重鉻(ge)鹽型鈍化配方及工藝(yi)條(tiao)件(jian)見表10-10。
六(liu)、不銹(xiu)鋼的硝酸-氫氟酸型(xing)鈍化工藝
該型(xing)溶液(ye)是兼有浸蝕和(he)鈍化作(zuo)用的(de)綜合型(xing)配方(fang)。可(ke)在鈍化之初,同時消除掉熱加工(gong)氧(yang)化皮和(he)表面極薄的(de)貧鉻(ge)層金屬(shu)。當氧(yang)化皮除去(qu)后,整(zheng)個(ge)反應轉(zhuan)變為以鈍化為主的(de)過程。典型(xing)工(gong)藝(yi)為:硝(xiao)酸10%(質量(liang)分數),氫氟(fu)酸(HF)1%(質量(liang)分數);溫(wen)度 76℃,時間3min。
七、不銹鋼的堿性溶液鈍化(hua)
堿性(xing)溶液鈍化(hua)適用(yong)于30Cr13、40Cr13 等馬氏體不銹鋼。因為(wei)馬氏體不銹鋼耐蝕性(xing)較差,用(yong)酸性(xing)鈍化(hua)液難(nan)以(yi)取得滿意的(de)效果。其(qi)典(dian)型(xing)工藝為(wei):
配方: 氫氧化鈉溶液14%(質(zhi)量分數),亞(ya)硝酸(suan)鈉2g/L,磷酸(suan)鈉3%(質(zhi)量分數)。
加熱溫(wen)度 100~110℃,鈍化時間一般為20~30min,色(se)澤未(wei)出(chu)現彩(cai)色(se)變化之前取出(chu)。
鈍(dun)化(hua)預處理(li):零(ling)件鈍(dun)化(hua)前需在(zai)稀硫(liu)酸溶(rong)液 22mL/L 中浸蝕 30s。
鈍化后零件表面的堿性應(ying)充分(fen)洗凈、干燥(zao)。
八、不銹鋼的電(dian)解鈍化
不銹(xiu)鋼(gang)的電解鈍(dun)化是1995年諸震鳴提出的電解鈍(dun)化工(gong)藝的一種(zhong)。
奧(ao)氏(shi)體不銹鋼鈍化工藝(yi):先氧化后鈍化。
磷酸電解氧(yang)化
配(pei)方: 磷酸(suan) 15%(質(zhi)量(liang)分(fen)數),六偏磷酸(suan)鈉1%~2%(質(zhi)量(liang)分(fen)數),鉬(mu)酸(suan)鈉2%(質(zhi)量(liang)分(fen)數)。工(gong)藝:電壓(ya)5V、電流密度3~6A/dm2,溫度25~35℃,時(shi)間(jian)5~8min。
硫(liu)酸(suan)過(guo)電位區(qu)鈍(dun)化
配方: 硫酸10%(質量(liang)分數);工藝:陽極電(dian)位1V,陽極電(dian)流密度:0.015~0.025A/dm2,時(shi)間為5~10min。
九、不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的載波鈍(dun)化(hua)
在(zai)直(zhi)流電位的基礎上,疊加一定頻率(lv)和幅值(zhi)的對稱方波對不(bu)銹鋼進行鈍(dun)化(hua)(hua),獲(huo)得載波鈍(dun)化(hua)(hua)膜。載波鈍(dun)化(hua)(hua)膜的穩定性(xing)和耐蝕性(xing)遠優于直(zhi)流鈍(dun)化(hua)(hua)膜。目前(qian)該工(gong)藝在(zai)工(gong)廠應用較少,本書不(bu)作詳細(xi)介紹(shao)。
