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不銹鋼因其優(yōu)良的耐腐蝕性和良好的外觀而廣泛應(yīng)用。不銹鋼在生產(chǎn)過程中,不可避免地要經(jīng)過退火、正火、淬火、焊接等加工過程,表面時(shí)常會(huì)產(chǎn)生黑色的氧化皮。氧化皮不僅影響不銹鋼的外觀質(zhì)量,也會(huì)對(duì)產(chǎn)品的后續(xù)加工產(chǎn)生不利影響,故在后續(xù)加工前必須采用酸洗、拋光等表面處理方法將其除去。不銹鋼氧化皮為NiO2、Cr2O3 、FeO·Cr2O3、FeO·Cr2O·3Fe2O3 等致密型氧化物,去除難度因不銹鋼牌號(hào)及零件規(guī)格、制造條件的差異而不同,如果表面處理不當(dāng),不僅浪費(fèi)人力,還可能造成不銹鋼點(diǎn)蝕、報(bào)廢。不銹鋼酸洗、鈍化目前在真空技術(shù)網(wǎng)看到的研究報(bào)道較少,筆者就一些在生產(chǎn)中簡(jiǎn)便可行的不銹鋼表面處理方法介紹如下。
1、不銹鋼酸洗
酸洗的主要目的是除去不銹鋼經(jīng)高溫作業(yè)(如熱處理、焊接、鍛造、鑄造等) 產(chǎn)生的氧化膜,露出不銹鋼原始表面。不銹鋼零件形狀、規(guī)格不同,有時(shí)需要采用的酸洗方法也不同,如浸洗、擦洗、酸洗膏酸洗等。
不銹鋼的酸洗、鈍化包括如下步驟: 酸洗前驗(yàn)收—除油—水洗—酸洗—水洗—除掛灰—水洗—鈍化—水洗—中和—水洗—干燥—除氫。
1.1、除油
表面油污嚴(yán)重時(shí),應(yīng)使用有機(jī)溶劑如汽油等清洗。油污較少時(shí)可以采用化學(xué)除油、電化學(xué)除油等。
(1) 化學(xué)除油:氫氧化鈉60～80g/L ,磷酸鈉20～40g/L ,碳酸鈉20～40g/L ,硅酸鈉3～10g/L ?？倝A度65～100g/L ,溫度70～90℃,時(shí)間以油除凈為止。
(2) 電化學(xué)除油:氫氧化鈉30～50g/L ,磷酸鈉20～30g/L ,碳酸鈉20～30g/L ,水玻璃3～5g/L ?？倝A度40～60g/L ,溫度60～80℃,電流密度3～10A/dm2 ,時(shí)間:陰極3～5min,陽(yáng)極1～5min,電極材料用鋼板或鍍鎳鋼板。
大規(guī)格不銹鋼產(chǎn)品,如復(fù)合板、大型壓力容器等,無法放入除油槽中除油,可以用抹布或拖布蘸常溫除油劑、洗衣粉等的水溶液,擦拭除油。批量大、尺寸小而重量輕的零件,用滾筒除油更好。將這些零件放入滾筒內(nèi)加上適當(dāng)?shù)哪チ虾统蛣┻M(jìn)行除油,效果好,成本低,操作方便。但不適用于易變形的薄片零件。
除油干凈的標(biāo)準(zhǔn)為: 除油后水洗,水膜連續(xù)30秒不裂開。
1.2、酸洗
根據(jù)不銹鋼的材質(zhì)選用酸洗液。奧氏體不銹鋼采用侵蝕性較強(qiáng)的溶液酸洗效果較好,而馬氏體不銹鋼采用侵蝕性較弱的溶液酸洗效果較好。不銹鋼零件形狀、規(guī)格不同,有時(shí)需要采用的酸洗方法也不同。
1.2.1、浸洗
較小的零件可以浸入酸洗槽中浸洗。奧氏體不銹鋼酸洗工藝見表1 。
表1 奧氏體不銹鋼酸洗工藝
注:1) 噴砂件時(shí)間為1～3min。
馬氏體不銹鋼酸洗可以使用以下工藝:
(1) 硝酸20%(φ) ,氫氟酸8 %～10%(φ) ,水余量,室溫下3～10min。
(2) 硝酸140～150g/L ,磷酸110～120g/L ,水余量,室溫下5～10min。
1.2.2、擦洗
較大規(guī)格不銹鋼工件,如復(fù)合板、大型壓力容器等,無法放入酸洗槽中酸洗,可以用耐酸布蘸表1溶液,反復(fù)多次擦拭進(jìn)行酸洗。其焊縫及熱影響區(qū),可以涂上溶液,用水砂紙擦洗。焊縫中夾雜的焊劑和焊渣可用鋼針等工具挑去。
1.2.3、酸洗膏酸洗
對(duì)于復(fù)合板、壓力容器等大規(guī)格工件,也可以涂上酸洗膏進(jìn)行酸洗。常用配方如下:
(1) 硝酸10%～15%(φ),氫氟酸15 %～20%(φ),水60%～70%(φ)。
(2) 硝酸5%(φ),硫酸10%(φ) ,鹽酸40%(φ),水45%(φ)。
兩種溶液中分別加入陶土,調(diào)成糊膏狀即可。
1.2.4、其他酸洗方法
較大的圓筒,管子內(nèi)可以在表面涂少量酸洗液,使其轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)行酸洗。有些大件的局部,如壓力容器的焊縫,可以用鋼絲輪,砂輪打磨后,再涂酸洗膏或酸洗液酸洗。
有必要特別提出的是,酸洗要注意以下幾點(diǎn):
(1) 馬氏體不銹鋼不能用腐蝕性較強(qiáng)的配方酸洗,否則會(huì)發(fā)生局部腐蝕。但奧氏體不銹鋼可以用酸洗馬氏體不銹鋼的工藝進(jìn)行酸洗。
(2) 表1的配方4中含有氯離子,酸洗速度較快,只用于厚氧化膜的初酸洗。初酸洗后再用其他酸洗工藝進(jìn)行第二次酸洗。氯離子易引起不銹鋼點(diǎn)腐蝕。配制酸洗溶液時(shí)盡量用蒸餾水,防止氯離子的混入。
(3) 擦洗、滾洗、酸洗膏酸洗時(shí),應(yīng)使酸洗表面始終保持濕潤(rùn),不能干燥,否則局部酸濃度過高,將產(chǎn)生云霧狀花紋。
(4) 在各種酸洗工藝過程中都必須注意嚴(yán)格控制酸洗溫度、時(shí)間等工藝條件,否則會(huì)酸洗不足、過酸洗,甚至發(fā)生工件腐蝕報(bào)廢。
1.3、除掛灰
不銹鋼酸洗后表面一般都?xì)埩粲幸粚訏旎摇３旎业姆椒ㄓ腥缦聝煞N: (1) 電化學(xué)除掛灰。即用電化學(xué)除油槽,進(jìn)行陽(yáng)極處理。陽(yáng)極電流密度3～5A/dm2,時(shí)間5～10min。(2) 氣/水槍沖洗掛灰。即用壓力為2～5kg/cm2 的壓縮空氣和自來水混合的高速水流沖洗工件。
