01
不锈钢工件和紧固件的表面处理是指机械、物理、化学性能不同的表面处理方法。表面处理的目的是满足产品的耐腐蚀性、耐磨性、装饰或其他特殊功能要求。通过某些方法在紧固件表面形成覆盖层,不仅可以提高紧固件本身的耐腐蚀性,而且可以促进紧固件的外观美化,因此需要通过表面处理来改变不锈钢工件的性能。
几种常见的不锈钢表面处理方法
不锈钢钝化
钝化过程中推荐的金属表面必须不含铁。任何铁、铸铁、低碳钢、中碳钢或低合金钢表面上游离态铁离子的存在都会导致其表面腐蚀或不锈钢点蚀。这是一个非常严重的问题,因此钝化只用于处理马氏体不锈钢和奥氏体不锈钢。不锈钢钝化的主要目的是避免不锈钢表面的氧化和腐蚀。
不锈钢酸洗
酸洗处理的目的是去除不锈钢表面的高温焊接、热处理或热处理后的氧化皮。同时,还可以去除钢表面产生的腐蚀或颗粒污染物。需要注意的是,如果酸洗后金属表面的酸液没有清洗干净,金属表面很快就会开始腐蚀,这将降低钢的耐腐蚀性。
不锈钢酸洗工艺可适用于大多数型号的不锈钢表面处理。酸洗操作在去除金属表面杂质的同时,会导致金属尺寸略有变化。因此,酸洗的结果是在一定程度上获得哑光表面光洁度,并随着尺寸的降低而降低。
由于真空热处理具有良好的控制氛围,如果选择真空热处理进行光退火,则无需酸洗,一般真空光退火会使不锈钢得到更好的光滑表面。
不锈钢脱油脱油
任何不锈钢表面处理工艺的预处理都必须先去除油脂、切削液、粘附化合物等润滑剂,然后进行不锈钢零件的表面处理或最终钝化处理。
通常选择不锈钢清洁剂,只需在室温下浸泡即可去除随机油渍,操作简单,劳动强度低。在其他金属的清洗操作中,清洗率可以通过刷、喷来提高。
其他不锈钢紧固件工艺
除上述工艺外,电镀、阳极氧化、喷砂、涂装、除锈等也是常见的不锈钢表面处理技术,但由于不锈钢本身的性能已能满足日常需要,这些工艺很少使用。
为了达到表面光洁度和美观度,一些常见的表面处理方法主要包括表面原色白化、表面镜面明亮、表面着色。
表面原色白化处理
不锈钢在加工过程中,经过卷板、边缘、焊接或人工表面火加热处理后,会产生黑色氧化皮。氢氟酸和硝酸以前通常用于去除强腐蚀。但该方法成本高,环境污染严重,对人体有害,腐蚀性大,已逐渐消除。目前,氧化皮肤主要有两种处理方法:
■喷砂(丸)法:主要采用喷射小玻璃珠的方法,去除不锈钢表面的黑色氧化皮。
■化学方法:用无污染的酸洗钝化膏和含有无机添加剂的常温无毒清洗液浸泡,达到不锈钢原色白化处理的目的。该方法更适用于大型、复杂的商品,如加工零件。
不锈钢表面镜明亮处理方法
根据不锈钢产品的复杂性和用户要求,可以选择研磨抛光、化学抛光、电化学抛光等方法来实现镜面光泽。这三种方法的优缺点如下:
■研磨抛光:平整度强,颜色明亮,劳动强度高,污染严重,复杂零件加工困难,光泽降低,投资成本高。产品整体光泽不一致,光泽维护时间不长。
■化学抛光:投资少,可抛出复杂部件,效率高,速度快。光泽度不足,抛光液应加湿,气体溢出,需要通风设备。对于复杂商品,光泽度要求低的商品可以小批量加工。
■电化学抛光:能实现镜面光泽,长期保持,工艺稳定,污染少,成本低,防污染性强。一次性投资大,复杂部件应安装工具和辅助电极。工艺稳定,操作方便,可广泛推广使用。
不锈钢着色方法
不锈钢着色不仅赋予不锈钢产品各种颜色,增加产品的设计和颜色品种,而且提高商品的耐磨性和耐腐蚀性。各种方法概述如下:
■化学氧化着色法:在特定溶液中,有重铬酸盐法、混合钠盐法、硫化法、酸氧化法和偏碱氧化法。
■电化学氧化着色法;在特定溶液中,电化学氧化成膜并控制颜色。
■离子沉积氧化物着色法:将不锈钢工件放入真空涂层机进行真空蒸发涂层。例如:镀钛表壳、表带,一般为金黄色。该方法适用于大规模产品加工。由于投资大,成本高,一般不用于小批量商品。
■高温氧化着色法:将工件渗透到特定的熔盐中,保持一定的工艺参数,使工件产生一定的薄氧化膜,并控制显示不同的颜色。
■气相裂化着色法:比较复杂,在工业上应用较少。
选择处理方法
根据产品结构、材料和对表面的不同要求,选择哪种方法进行不锈钢表面处理?
不锈钢商品加工过程中存在问题
■焊缝缺陷:咬边、未焊接、气孔密集、裂缝等焊接缺陷,不仅降低了接头的坚固性,而且成为间隙腐蚀的腐蚀源。固体颗粒也可能被夹在清洁操作中。这些缺陷可以通过重新焊接或重新焊接来修复。当焊缝缺陷严重时,可以使用手动机械研磨来弥补,但会产生研磨痕迹,导致表面不均匀、不美观。
■表面不一致:只酸洗钝化焊缝,也会导致表面不均匀、不美观。
■划痕难以去除:整体酸洗钝化不能去除加工过程中产生的各种划痕,也不能去除碳钢、飞溅等因划痕、焊接飞溅而粘附在不锈钢表面的杂质,导致化学腐蚀或电化学反应和腐蚀。
■抛光钝化不均匀:手工抛光后酸洗钝化处理,大面积工件难以达到对称一致的处理效果,不能得到理想的对称表面。劳动力成本、辅助材料成本也较高。
■酸洗能力有限:酸洗钝化膏不是万能的,很难去除等离子体切割、火焰切割和黑色氧化皮。
■锈:不锈钢产品或设备表面在生产前或生产过程中受到严重污染,造成锈蚀;此外,在任何表面,粉尘、表面粘附粉丝或游离铁都会生锈,导致不锈钢腐蚀,必须清除。附着在表面的粉丝通常可以用灰尘一起去除。必须完全清理一些附件。
■油和油:油等有机物,油甚至指纹都会成为局部腐蚀的腐蚀源。由于这些物质可以打开屏障,影响化学和电化学的清洁效果,因此必须完全去除。
■人为因素造成的严重划痕:在吊装、运输、结构加工过程中,由磕碰、拖拉、打击等人为因素造成的严重划痕增加了表面处理的难度,也是处理后锈蚀的主要原因。
■设备因素:在型材、板材卷曲、弯曲过程中,划痕和皱纹也是锈蚀的主要原因。
■其他因素:不锈钢原材料在采购、储存过程中,由于吊装、运输过程中产生的磕碰和划痕也比较严重,也是产生锈蚀的原因之一。
不锈钢商品加工过程中采取的预防措施
储存、吊装、运输
■不锈钢零件的储存:应有专用的储存架。储存架应为木制或表面喷涂的碳钢支架或橡胶垫,以达到与碳钢等金属材料隔离的目的。储存时,储存位置应便于吊装,与其他材料储存区相对隔离。应采取保护措施,防止灰尘、油渍和锈蚀污染不锈钢。
■不锈钢零件吊装:吊装时,应使用特殊吊具,如吊装带、特殊筒夹等,禁止使用钢丝绳,防止表面划伤;吊装和放置时,应避免撞击和碰撞造成划伤。
■不锈钢零件运输:运输时使用运输工具