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銹鋼零件的耐蝕性,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(jìn)行預(yù)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(tài)后,才能進(jìn)行鈍化處理。
一、不銹鋼鈍化的影響因素
1. 不銹鋼所含合金元素對鈍化的影響。鉻、鎳屬于鈍化性強(qiáng)的元素,鐵的鈍化性次之。因此,鉻和鎳的含量越高,不銹鋼的鈍化性越強(qiáng),而且鈍化膜的穩(wěn)定性也會隨著鉻鎳含量的提高而增加。
2. 不銹鋼的金相組織對鈍化的影響。奧氏體、鐵素體不銹鋼可鈍化性較好,馬氏體不銹鋼的可鈍化性不強(qiáng),因此馬氏體不銹鋼的耐蝕性較低。
3. 經(jīng)滲碳、滲氮、銅焊、釬焊的不銹鋼不能鈍化,否則會影響上道工序的質(zhì)量。
4. 不銹鋼的加工狀態(tài)對鈍化的影響。經(jīng)各種機(jī)械加工后的不銹鋼零件表面光潔,鈍化性最好;而鑄、鍛件表面粗糙,鈍化性最差。
5. 不銹鋼中含有錳、碳、硅、碗、硒等元素對鈍化不利。因此當(dāng)表面存在這些元素時,應(yīng)預(yù)先加以去除,而后才能鈍化。
二、不銹鋼鈍化工藝的分類
1. 濕法鈍化 包括化學(xué)法鈍化和電化學(xué)法鈍化。
2. 干法鈍化 有室溫法鈍化和熱處理法鈍化兩類。
三、不銹鋼零件的干法鈍化工藝
1. 常溫自然鈍化工藝
將不銹鋼零件經(jīng)過除油、去氧化皮、拋光等預(yù)處理,然后置于清潔的空氣中,如小零件可置于干燥器中存放24h。由于不銹鋼有自鈍化能力,在空氣中具有強(qiáng)烈的鈍化趨勢,表面會形成自然鈍化膜。
常溫自然鈍化法適用于奧氏體不銹鋼 Cr18Ni9Ti等,是在使用條件的腐蝕很輕微的情況下采用。
2. 熱處理法鈍化
將不銹鋼零件表面仔細(xì)清理干凈,放于熱處理爐中處理,可得到鈍化膜。在較高溫度下,通過變化溫度和時間來獲得無色的鈍化膜。當(dāng)鈍化膜超過一定的厚度,會出現(xiàn)有色彩的鈍化膜層。
四、不銹鋼零件的硝酸鈍化工藝
不銹鋼零件在硝酸溶液中處于鈍態(tài),其表面生成一層極薄的鈍化膜層,處理后不銹鋼零件表面的色澤前后無變化,即重現(xiàn)性良好,因此本工藝受到了廣泛采用。另外,不銹鋼零件硝酸鈍化后不需進(jìn)行封閉處理,其鈍化膜層極其致密。而其他鈍化工藝之后需要封閉處理。
1. 不銹鋼硝酸鈍化工藝配方 見表10-9。
2. 鈍化工藝步驟 步驟如下:
a. 前處理
采取預(yù)處理清除不銹鋼零件表面的油脂、氧化物等,接著拋光,并充分活化。
b. 鈍化處理
選擇適宜的鈍化液(見表10-8),鈍化時間參考表10-8,一般濃度高,時間稍短;鈍化溫度,低濃度硝酸液取較高溫度,高濃度硝酸溶液,一般采用室溫。
c. 補(bǔ)充處理
可進(jìn)一步改善膜層的穩(wěn)定性,并中和硝酸的殘留量。鐵素體不銹鋼鈍化后應(yīng)在4%~6%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))重鉻酸鈉(NazCrzO)溶液中補(bǔ)充處理,溫度為60~70℃,時間30min。奧氏體不銹鋼不需補(bǔ)充處理,但最好在1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的氫氧化鈉溶液中進(jìn)行短時間的室溫中和處理。馬氏體不銹鋼鈍化后應(yīng)在5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))重鉻酸鈉(Na CryO)溶液中補(bǔ)充處理,或在氫氧化鈉(5%~10%,質(zhì)量分?jǐn)?shù)),溶液中短時間常溫補(bǔ)充處理更好。
五、不銹鋼的硝酸-重鉻酸鹽鈍化工藝
鈍化溶液的組成以硝酸為主,添加少量重鉻酸鉀,以增強(qiáng)溶液的鈍化能力,該型溶液在國外應(yīng)用較廣泛。硝酸-重鉻鹽型鈍化配方及工藝條件見表10-10。
六、不銹鋼的硝酸-氫氟酸型鈍化工藝
該型溶液是兼有浸蝕和鈍化作用的綜合型配方。可在鈍化之初,同時消除掉熱加工氧化皮和表面極薄的貧鉻層金屬。當(dāng)氧化皮除去后,整個反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐遭g化為主的過程。典型工藝為:硝酸10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),氫氟酸(HF)1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù));溫度 76℃,時間3min。
七、不銹鋼的堿性溶液鈍化
堿性溶液鈍化適用于30Cr13、40Cr13 等馬氏體不銹鋼。因為馬氏體不銹鋼耐蝕性較差,用酸性鈍化液難以取得滿意的效果。其典型工藝為:
配方: 氫氧化鈉溶液14%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),亞硝酸鈉2g/L,磷酸鈉3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
加熱溫度 100~110℃,鈍化時間一般為20~30min,色澤未出現(xiàn)彩色變化之前取出。
鈍化預(yù)處理:零件鈍化前需在稀硫酸溶液 22mL/L 中浸蝕 30s。
鈍化后零件表面的堿性應(yīng)充分洗凈、干燥。
八、不銹鋼的電解鈍化
不銹鋼的電解鈍化是1995年諸震鳴提出的電解鈍化工藝的一種。
奧氏體不銹鋼鈍化工藝:先氧化后鈍化。
磷酸電解氧化
配方: 磷酸 15%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),六偏磷酸鈉1%~2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),鉬酸鈉2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。工藝:電壓5V、電流密度3~6A/dm2,溫度25~35℃,時間5~8min。
硫酸過電位區(qū)鈍化
配方: 硫酸10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù));工藝:陽極電位1V,陽極電流密度:0.015~0.025A/dm2,時間為5~10min。
九、不銹鋼的載波鈍化
在直流電位的基礎(chǔ)上,疊加一定頻率和幅值的對稱方波對不銹鋼進(jìn)行鈍化,獲得載波鈍化膜。載波鈍化膜的穩(wěn)定性和耐蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于直流鈍化膜。目前該工藝在工廠應(yīng)用較少,本書不作詳細(xì)介紹。
