1 不銹鋼件常用表面處理方法
1.1 前言
不銹鋼具有獨(dú)特的強(qiáng)度、較高的耐磨性、優(yōu)越的防腐性能及不易生銹等優(yōu)良的特性。故廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)，食品機(jī)械，機(jī)電行業(yè)，環(huán)保行業(yè)，家用電器行業(yè)及家庭裝潢，精飾行業(yè)，給予人們以華麗高貴的感覺。
不銹鋼的應(yīng)用發(fā)展前景會越來越廣，但不銹鋼的應(yīng)用發(fā)展很大程度上決定它的表面處理技術(shù)發(fā)展程度。常用不銹鋼表面處理技術(shù)有以下幾方面。
1.2 不銹鋼品種簡介
1.2.1 不銹鋼主要成分：一般含有鉻（Cr）、鎳（Ni）、鉬（Mo）、鈦（Ti）等優(yōu)質(zhì)金屬元素。
1.2.2 常見不銹鋼：有鉻不銹鋼，含Cr≥12%以上；鎳鉻不銹鋼，含Cr≥18%，含Ni≥12%。
1.2.3 從不銹鋼金相組織結(jié)構(gòu)分類：有奧氏體不銹鋼，例如：1Cr18Ni9Ti，1Cr18Ni11Nb，Cr18Mn8Ni5。馬氏體不銹鋼，例如：Cr17，Cr28等。一般稱為非磁性不銹鋼和帶有磁性不銹鋼。
1.3 常見不銹鋼表面處理方法
目前對不銹鋼表面進(jìn)行處理方法品種：①表面本色白化處理；②表面鏡面光亮處理；③表面著色處理。
1.3.1 表面本色白化處理：不銹鋼在加工過程中，經(jīng)過卷板、扎邊、焊接或者經(jīng)過人工表面火烤加溫處理，產(chǎn)生黑色氧化皮。這種堅(jiān)硬的灰黑色氧化皮主要是NiCr2O4和NiF二種EO4成分，以前一般采用氫氟酸和硝酸進(jìn)行強(qiáng)腐蝕方法去除。但這種方法成本大，污染環(huán)境，對人體有害，腐蝕性較大，逐漸被淘汰。目前對氧化皮處理方法主要有二種：
⑴ 噴砂（丸）法：主要是采用噴微玻璃珠的方法，除去表面的黑色氧化皮。
⑵ 化學(xué)法：使用一種無污染的酸洗鈍化膏和常溫?zé)o毒害的帶有無機(jī)添加劑的清洗液進(jìn)行浸洗。從而達(dá)到不銹鋼本色的白化處理目的。處理好后基本上看上去是一無光的色澤。這種方法對大型、復(fù)雜產(chǎn)品較適用。
1.3.2 不銹鋼表面鏡面光亮處理方法：根據(jù)不銹鋼產(chǎn)品的復(fù)雜程度和用戶要求情況不同可分別采用機(jī)械拋光、化學(xué)拋光、電化學(xué)拋光等方法來達(dá)到鏡面光澤。這三種方法優(yōu)缺點(diǎn)如下：
表1
項(xiàng)目方法 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用產(chǎn)品 備注
機(jī)械拋光 整平性好，光亮 勞動(dòng)強(qiáng)度大，污染嚴(yán)重，復(fù)雜件難加工，光澤下降，投資及成本較高 簡單工件，中、小產(chǎn)品，復(fù)雜件無法加工 整個(gè)產(chǎn)品光澤達(dá)不到一致，光澤保持時(shí)間不長
化學(xué)拋光 投資少，復(fù)雜件能拋，效率高，速度快 光亮度不足，拋光液要加溫，有氣體溢出，需要通風(fēng)設(shè)備 復(fù)雜產(chǎn)品，光亮度要求不高的產(chǎn)品可選用 小批量加工較合算
電化學(xué) 拋光 達(dá)鏡面光澤，長期保持，工藝穩(wěn)定，污染少，成本低，防污染性好 一次性投資大，復(fù)雜件要裝工裝，輔助電極，大量生產(chǎn)要降溫 高擋中小件產(chǎn)品，要求長時(shí)間保持鏡面光亮產(chǎn)品 工藝穩(wěn)定，易操作，可廣泛推廣使用
1.3.3 表面著色處理：不銹鋼著色不僅賦予不銹鋼制品各種顏色，增加產(chǎn)品的花色品種，而且提高產(chǎn)品耐磨性和耐腐蝕性。
不銹鋼著色方法有如下幾種： ⑴化學(xué)氧化著色法；⑵電化學(xué)氧化著色法； ⑶離子沉積氧化物著色法；⑷高溫氧化著色法；⑸氣相裂解著色法。各種方法簡單概況如下：
⑴化學(xué)氧化著色法：就是在特定溶液中，通過化學(xué)氧化形成膜的顏色，有重鉻酸鹽法、混合鈉鹽法、硫化法、酸性氧化法和堿性氧化法。一般“茵科法”（INCO）使用較多，不過要想保證一批產(chǎn)品色澤一致的話，必須用參比電極來控制。
⑵電化學(xué)著色法：是在特定溶液中，通過電化學(xué)氧化形成膜的顏色。
⑶ 離子沉積氧化物著色法化學(xué)法：就是將不銹鋼工件放在真空鍍膜機(jī)中進(jìn)行真空蒸發(fā)鍍。例如：鍍鈦金的手表殼、手表帶，一般是金黃色。這種方法適用于大批量產(chǎn)品加工。因?yàn)橥顿Y大，成本高，小批量產(chǎn)品不合算。
⑷高溫氧化著色法：是在特定的熔鹽中，浸入工件保持在一定的工藝參數(shù)，使工件形成一定厚度氧化膜，而呈現(xiàn)出各種不同色澤。
⑸ 氣相裂解著色法：較為復(fù)雜，在工業(yè)中應(yīng)用較少。
1.4 處理方法選用
不銹鋼表面處理選用哪種方法，要根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、及對表面不同要求，選用合適的方法進(jìn)行處理。
2 不銹鋼件產(chǎn)生銹蝕的常見原因
2.1 化學(xué)腐蝕
2.1.1 表面污染：附著在工件表面的油污、灰塵及酸、堿、鹽等在一定條件轉(zhuǎn)化為腐蝕介質(zhì)，與不銹鋼件中的某些成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生化學(xué)腐蝕而生銹。
2.1.2 表面劃傷：各種劃傷對鈍化膜的破壞，使不銹鋼保護(hù)能力降低，易與化學(xué)介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生化學(xué)腐蝕而生銹。
2.1.3 清洗：酸洗鈍化后清洗不干凈造成殘液存留，直接腐蝕不銹鋼件（化學(xué)腐蝕）。
2.2??電化學(xué)腐蝕
2.2.1 碳鋼污染：與碳鋼件接觸造成的劃傷與腐蝕介質(zhì)形成原電池而產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。
2.2.2 切割：割渣、飛濺等易生銹物質(zhì)的附著與腐蝕介質(zhì)形成原電池而產(chǎn)生電化學(xué)腐。
2.2.3 烤校：火焰加熱區(qū)域的成份與金相組織發(fā)生變化而不均勻，與腐蝕介質(zhì)形成原電池而產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。
2.2.4 焊接：焊接區(qū)域的物理缺陷（咬邊、氣孔、裂紋、未熔合、未焊透等）和化學(xué)缺陷（晶粒粗大、晶界貧鉻、偏析等）與腐蝕介質(zhì)形成原電池而產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。
2.2.5 材質(zhì)：不銹鋼材質(zhì)的化學(xué)缺陷（成份不均勻、S、P雜質(zhì)等）和表面物理缺陷（疏松、砂眼、裂紋等）有利于與腐蝕介質(zhì)形成原電池而產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。
2.2.6 鈍化：酸洗鈍化效果不好造成不銹鋼表面鈍化膜不均勻或較薄，易于形成電化學(xué)腐蝕。
2.2.7 清洗：存留的酸洗鈍化殘液與不銹鋼發(fā)生化學(xué)腐蝕的生成物與不銹鋼件形成電化學(xué)腐蝕。
2.3??應(yīng)力集中易于造成應(yīng)力腐蝕。
總之，不銹鋼由于其特殊的金相組織和表面鈍化膜，使得它在一般情況下較難與介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被腐蝕，但并不是在任何條件下都不能被腐蝕。在腐蝕介質(zhì)和誘因（如劃傷、飛濺、割渣等）存在的條件下，不銹鋼也能與腐蝕介質(zhì)發(fā)生緩慢的化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)被腐蝕，而且在一定條件下的腐蝕速度相當(dāng)快而產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象，尤其是點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕。不銹鋼件的腐蝕機(jī)理主要為電化學(xué)腐蝕。
因此，在不銹鋼產(chǎn)品在加工作業(yè)過程中應(yīng)采取一切有效措施，盡量避免銹蝕條件和誘因的產(chǎn)生。實(shí)際上，許多銹蝕條件和誘因（如劃傷、飛濺、割渣等）對于產(chǎn)品的外觀質(zhì)量也有顯著的不利的影響，也應(yīng)該和必須加以克服。
3 目前我公司不銹鋼產(chǎn)品采用表面處理工藝 3.1??打磨：采用的是手工機(jī)械打磨，主要處理下料切割缺陷、焊縫缺陷、鉚焊時(shí)的鉚焊點(diǎn)及加工過程中產(chǎn)生的各種劃痕。
3.2??焊縫酸洗：焊縫酸洗鈍化，主要處理焊縫處的黑色氧化皮。
3.3??整體鈍化：整體酸洗鈍化，主要處理整體要求一致的產(chǎn)品，但目前這種處理方法很難達(dá)到理想的一致效果。
3.4??拋光鈍化：手工打磨拋光后酸洗鈍化處理，主要處理表面有裝飾要求的產(chǎn)品，但目前的處理方法很難達(dá)到較好的處理效果，而且材料費(fèi)用和工時(shí)費(fèi)用都比較高。
4 目前我公司不銹鋼產(chǎn)品加工過程中存在問題
4.1??焊縫缺陷：焊縫缺陷較嚴(yán)重，采用手工機(jī)械打磨處理方法來彌補(bǔ)，產(chǎn)生的打磨痕跡，造成表面不均勻，影響美觀。
4.2??表面不一致：只對焊縫進(jìn)行酸洗鈍化，也造成表面不均勻，影響美觀。
4.3??劃痕難除去：整體酸洗鈍化，也不能將加工過程中產(chǎn)生的各種劃痕去掉，并且也不能去除由于劃傷、焊接飛濺而粘附在不銹鋼表面的碳鋼、飛濺等雜質(zhì)，導(dǎo)致在腐蝕介質(zhì)存在的條件下發(fā)生化學(xué)腐蝕或電化學(xué)腐蝕而生銹。
4.4??打磨拋光鈍化不均勻：手工打磨拋光后進(jìn)行酸洗鈍化處理，對面積較大的工件，很難達(dá)到均勻一致處理效果，不能得理想的均勻表面。并且工時(shí)費(fèi)用，輔料費(fèi)用也較高。
4.5??酸洗能力有限：酸洗鈍化膏并不是萬能的，對等離子切割、火焰切割而產(chǎn)和黑色氧化皮，較難除去。
4.6??人為因素造成的劃傷比較嚴(yán)重：在吊裝、運(yùn)輸和結(jié)構(gòu)加工過程中，磕碰、拖拉、錘擊等人為因素造成的劃傷比較嚴(yán)重，使得表面處理難度加大，而且也是處理后產(chǎn)生銹蝕的主要原因。
4.7??設(shè)備因素：在型材、板材卷彎、折彎過程中，造成的劃傷和折痕也是處理后產(chǎn)生銹蝕的主要原因。
4.8 其他因素：不銹鋼原材料在采購、儲存過程中，由于吊裝、運(yùn)輸過程產(chǎn)生的磕碰和劃傷也比較嚴(yán)重，也是產(chǎn)生銹蝕的原因之一。