不锈钢表面处理
不锈钢表面处理
目前对不锈钢表面进行处理的方法:表面本色白化处理、表面镜面光亮处理、表面着色处理
一、表面本色白化处理
不锈钢在加工过程中，经过卷板、扎边、焊接或者经办人方温面火处理，产生黑色氧化皮。这种坚硬的灰黑色氧化皮主要是NICR204和NIF二种E04成份，以前一般采用氢氟酸和硝酸进行强腐蚀方法去除。但这种方法成本大，污染环境，对人体有害。腐蚀较大，逐渐被淘汰。
目前对这种氧化皮处理方法有二种：
（1）喷(丸)砂方法
铸件一般会进行喷丸或喷砂处理，就是常说的shot blast and shot penning
Figure 1 喷砂效果图
喷丸与喷砂的对比
&
效率表面效果表面硬化功能介质
喷砂低，但
灵活，较精细低^
除锈，除氧化皮
棕刚玉、白刚玉、河砂
等
喷丸高有死角高功能较多钢丝切丸、钢丸等
喷丸不但除锈,除表面氧化皮,还提高表面粗糙度,去除零件机加工毛刺,消除零件内应力,减少热处理后零件变形,提高零件表面耐磨,受压能力等
喷砂一般是手工操作来完成,其速度与抛丸相比要慢,而且假如使用的是砂石,在喷砂的过程中砂石与构件的撞击会产生一些砂石粉末,这些粉未会粘附在构件表面,而且喷砂对构件的表面粗糙度低于抛丸。
，
抛喷丸增强了工件的表面强度，延长工件的返锈时间。喷砂只能起到表面的修饰作用。
（2）化学法
用一种无污染酸洗钝化膏和常温无毒害的带有无机添加剂的清洗液进行浸洗。从而达到不锈钢本色的白化处理之目的。基本上看上去是一目光的色泽。这种方法对大型、复杂产品较适用，值得推广应用。
酸洗钝化方式根据操作方式不同，不锈钢酸洗钝化处理主要有浸渍法、膏剂法、涂刷法、喷淋法、循环法、电化学法等6种方法。
Figure 2 钝化前后效果图
钝化机理：
金属经氧化性介质处理后，其腐蚀速度比原来未处理前有显著下降的现象称金属的钝化。其钝化机理主要可用薄膜理论来解释，即认为钝化是由于金属与氧化性介质作用，作用时在金属表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、能坚固地附在金属表面上的钝化膜。这层膜成独立相存在，通常是氧和金属的化合物。它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质直接接触，从而使金属基本停止溶解形成钝态达到防止腐蚀的效果。
优点：
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(1)不锈钢钝化液使用简单，只需用水槽常温浸泡即可，大大减轻劳动强度，并无需特定的加工设备和严格的加条件，有效降低成本。
(2)钝化液是一种稳定的药剂，不会分解，不沉淀，运输方便，保存时间长，随用随取。
适用材料：
适用于所有200、300系列不锈钢（201，202，301，302，303，304，316等）。
主要用途：
能有效提高不锈钢的抗腐蚀能力，延长工件的使用寿命。
(1)可以保持工件加工后的原有色洁，不改变工件尺寸，提高表面质量。
(2)提高不锈钢耐腐蚀性，钝化膜的击穿电位比未处理时间约可提高几百毫伏，并能通过国家统一规定的“蓝点法”检验，30秒不出现蓝点。
(3)200系列材料48～200H，300系列材料72～1200H盐雾测试。
环保性能：
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(1)钝化液不含有害物质，符合RoHS标准，已通过SGS、FDA等检测。
(2)废水中和处理后可直接排放，对环境无影响。
典型工艺：
Figure 3 钝化工艺图
二、表面镜面光亮处理
根据不锈钢产品的复杂程度和用户要求情况不同可分别采用机械抛光、化学抛光、电化学抛光等方法来达到镜面光泽。
项目方法优点>
缺点
适用产品备注
机械抛光整平性好，
光亮劳动强度大，污染严
重，复杂件难加工，光
泽下降，投资及成本较
高。
简单工件，
中、小产品，
复杂件无法加
工。
整个产品光泽
达不到一致，
光泽保持时间
不长。
化学抛光投资少，复
杂件能抛，
效率高，速
度快。^
光亮度不足，抛光液要
加湿，有气体溢出，需
要适风设备。
复杂产品，光
亮度要求不高
的产品可选
用。
小批量加工较
合算。
电化学抛光达镜面光
泽，长期保
持，工艺稳
定，污染
少，成本
低，防污染
性好。
一次性投资大，复杂件
要装工装，辅助电极，
大量生产要降温。
高档产品，要
求长时间保持
镜面光亮的产
品。
工艺稳定，易
操作，可广泛
推广迫不及待
使用。
Figure 4 电解抛光效果图
￥
三、表面着色处理
不锈钢着色不仅赋予不锈钢制品各种颜色，增加产品的花色品种，而且提高产品耐磨性和耐磨能力。
不锈钢着色方法有如下几种：⑴离子沉积氧化物或氧化物⑵高温氧化法⑶化学氧化法⑷电化学氧化法⑸气相裂解法。
简述各种方法概况如下：
⑴离子沉积氧化物或氧化物法：就是将不锈钢工件放在真空镀腊机中进行真空蒸发镀：如镀钛金表壳和手表带。一般是金黄色。这种方法适用于大批量产品加工。因为投资大，成本高，小批量产品不合算。
⑵高温氧化法：是在特定的熔盐中，浸入工件保持在一定的工艺范围，使工件形成一定厚度氧化膜，而呈现出各种不同的色泽。
⑶化学氧化法：就是在特定溶液中，通过化学氧化形成膜的颜色，一般有“因可法”使用较多，不过要能保证一批产品色泽一致的话，必须用参比电报来控制。
⑷电化学氧化法：是在特定溶液中，通过电化学氧化形成膜的颜色，这个商业中得到应用。
⑸气相裂解法：较为复杂，在工业中应用较少。
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不锈钢拉丝
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不锈钢拉丝是一种金属加工工艺，是当今不锈钢和铝制品行业最流行的一种表面处理技术. 是对不锈钢及铝产品进行的拉丝效果处理不锈钢拉。丝一般有几种效果:直丝纹、雪纹纹、尼龙纹。
Figure 5 不锈钢拉丝
直丝纹是从上到下不间断的纹路，一般采用固定拉丝机工件前后运动即可。
雪花纹是现在最为流行的一种，由一点点有规规的点组成，可用虫仔砂纸达到效果。
尼龙纹是由长短不一线条组成，由于尼龙轮质地柔软所以可磨不平部位，达到尼龙纹。
Figure 6 拉丝效果图
不锈钢拉丝很讲究程序和工艺，一般配合拉丝机修复和还原产品刮花的位置及焊缝，最终达到整体的拉丝艺术效果。
喷涂工艺
一、喷砂前处理——先用喷砂机通过气泵的压缩空气用硬质磨料加速后喷射到基体表面，去除基体表面的氧化皮、锈斑、旧漆层及其它污染物，使基体表面清洁和粗化。钢材在喷砂除锈之后应尽快涂装，喷砂除锈过的表面在生锈之前必须尽快进行电弧喷涂或底漆涂装，否则就失去喷砂除锈的意义。在适中的大气条件下最好在除锈以后24小时内进行涂装CSSPC表面处理规范，在雨天潮湿，盐雾或含硫的气候环境下应在2小时内涂装。
二、喷涂——用喷涂枪，火焰喷涂(单根金属丝)或电弧喷涂(双根金属丝)经过加热熔融、雾化，高速喷射至喷砂除锈后的工件表面，形成与基体紧密结合的堆积状喷涂层，获得理想的涂层，能起长效防腐、隔热、恢复尺寸、改变导电性能等作用。
三、电弧喷涂锌或铝涂层加封闭和面漆的复合涂层系统至少可以保护钢铁50年以上免维护。
不锈钢牌号分组
200 系列—铬-镍-锰奥氏体不锈钢
300 系列—铬-镍奥氏体不锈钢
型号 301—延展性好，用于成型产品。也可通过机械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。
型号 302—耐腐蚀性同304，由于含碳相对要高因而强度更好。
型号 303—通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。
型号 304—通用型号；即18/8不锈钢。GB牌号为0Cr18Ni9。
型号 309—较之304有更好的耐温性。
型号 316—继304之后，第二个得到最广泛应用的钢种，主要用于食品工业和外科手术器材，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。SS316则通常用于核燃料回收装置。18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。[1]
型号 321—除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外其他性能类似304。
400 系列—铁素体和马氏体不锈钢
型号 408—耐热性好，弱抗腐蚀性，11%的Cr，8%的Ni。
型号 409—最廉价的型号（英美），通常用作汽车排气管，属铁素体不锈钢（铬钢）。
型号 410—马氏体（高强度铬钢），耐磨性好，抗腐蚀性较差。
型号 416—添加了硫改善了材料的加工性能。
型号 420—“刃具级”马氏体钢，类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。也用于外科手术刀具，可以做的非常光亮。
型号 430—铁素体不锈钢，装饰用，例如用于汽车饰品。良好的成型性，但耐温性和抗腐蚀性要差。
型号 440—高强度刃具钢，含碳稍高，经过适当的热处理后可以获得较高屈服强度，硬度可以达到58HRC，属于最硬的不锈钢之列。最常见的应用例子就是“剃须刀片”。常用型号有三种：440A、440B、440C，另外还有440F（易加工型）。
500 系列—耐热铬合金钢。
600 系列—马氏体沉淀硬化不锈钢。
型号 630—最常用的沉淀硬化不锈钢型号，通常也叫17-4；17%Cr，4%Ni。