不銹鋼應(yīng)用及其表面處理技術(shù)分析

吳洋

（北礦機(jī)電科技有限責(zé)任公司，北京 100160）

不銹鋼應(yīng)用及其表面處理技術(shù)分析

吳洋

（北礦機(jī)電科技有限責(zé)任公司，北京 100160）

優(yōu)越的強(qiáng)度、耐磨性、防腐性、不易生銹以及易加工等都是不銹鋼特有的性能，所以其在石油化工行業(yè)、食品機(jī)械、機(jī)電行業(yè)、家電行業(yè)和家庭裝潢裝飾行業(yè)等被廣泛應(yīng)用。本文對(duì)不銹鋼的實(shí)際應(yīng)用和表面處理技術(shù)進(jìn)行了具體的分析，并且根據(jù)不銹鋼在表面處理過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題提出了有效的解決措施。

不銹鋼；實(shí)際應(yīng)用；表面處理技術(shù)

不銹鋼本身的自然色彩使周?chē)h(huán)境的顏色能夠溫和的展現(xiàn)出來(lái)。從不銹鋼所具有的特性以及其廣泛的應(yīng)用中可以看出其發(fā)展前景會(huì)越來(lái)越廣闊，不銹鋼的表面處理技術(shù)程度的高低決定了其應(yīng)用發(fā)展空間的大小，所以對(duì)其表面加工技術(shù)的改進(jìn)具有十分重要的意義。

1 不銹鋼的組織結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)以及應(yīng)用領(lǐng)域

1.1 不銹鋼的組織結(jié)構(gòu)

鉬（Mo）、鎳（Ni）、鈦（TI）、鉻（Cr）等都屬于不銹鋼中所擁有的金屬元素。常見(jiàn)的不銹鋼有鉻不銹鋼，即含大于12%的Cr以上。鎳鉻不銹鋼含大于18%的Cr，含有大于12%。的Ni。根據(jù)金相組織結(jié)構(gòu)對(duì)不銹鋼進(jìn)行分類(lèi)：可分為奧氏體不銹鋼和馬氏體不銹鋼，大多數(shù)將其稱(chēng)為非磁性不銹鋼和帶有磁性的不銹鋼。由于不銹鋼自身具有的特殊金相組織以及表面鈍化膜，使其很難被化學(xué)反應(yīng)腐蝕。但也是有特殊情況存在的，如在腐蝕介質(zhì)和誘因（劃傷、飛濺等）存在的情況下，不銹鋼與腐蝕介質(zhì)被發(fā)生的化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)所腐蝕，甚至?xí)a(chǎn)生銹蝕的情況，表現(xiàn)明顯的就是點(diǎn)蝕與縫隙腐蝕。電化學(xué)腐蝕是不銹鋼主要的腐蝕原理，所以在不銹鋼的應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)該運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆椒ǎA(yù)防銹蝕條件和誘因的產(chǎn)生。

1.2 不銹鋼的性能特點(diǎn)

所有金屬的表面都會(huì)產(chǎn)生氧化膜，這是因?yàn)榻饘俸痛髿庵械难鯕獍l(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生的。但是在普通碳鋼上產(chǎn)生的氧化鐵可以繼續(xù)氧化，進(jìn)而擴(kuò)大銹蝕面積，這就是孔洞的形成原因，針對(duì)這種情況采用的金屬最好是含有油漆或氧化性極強(qiáng)的，用電鍍的方法保護(hù)碳鋼表面，但僅僅是一種保護(hù)膜，如果這層保護(hù)膜壞掉，那么下面的鋼依然被腐蝕。鋼的組成部分中有鉻的存在，其決定了鋼的耐腐蝕性，因此就出現(xiàn)了各種不同的保護(hù)方法。鋼最大的耐腐蝕性是鉻的含量到達(dá)10.5%時(shí)，隨著鉻含量的繼續(xù)增加，其耐腐蝕性的程度并不會(huì)明顯提升，這是因?yàn)殂t對(duì)鋼進(jìn)行合金化處理過(guò)程中，表面的氧化物類(lèi)型就變成了相似于純鉻金屬上的表面氧化物，其表面會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的富鉻氧化物進(jìn)行保護(hù)，防止其進(jìn)一步氧化。透過(guò)這層氧化層依然可以看見(jiàn)鋼表面的光澤，這就使鋼形成了特有的表面。如果氧化層被破壞，露在外面的鋼表面會(huì)繼續(xù)和大氣產(chǎn)生反應(yīng)進(jìn)行自我恢復(fù)，再次形成“鈍化膜”，對(duì)其進(jìn)行繼續(xù)保護(hù)。由于不銹鋼本身具有的一系列特點(diǎn)，如高硬度及高耐磨性以及較好的機(jī)械性能，這種材料在熱處理固溶時(shí)效后進(jìn)行表面處理，因?yàn)槠湓跓崽幚砑庸み^(guò)程中固有的特殊性，即較厚的氧化皮及特殊的材料，因此可能會(huì)加大酸洗鈍化加工的難度。

1.3 不銹鋼的應(yīng)用領(lǐng)域

因?yàn)椴讳P鋼表面加工技術(shù)有所不同，這就使其具有不同的多種表面，從而使其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。在某些領(lǐng)域，不銹鋼中注重的表面加工是由各種原因造成的。（1）在腐蝕的環(huán)境中，對(duì)表面的光滑度要求嚴(yán)格，這是因?yàn)楣饣谋砻娌粫?huì)沉積污垢，過(guò)多的沉積物會(huì)使其生銹，甚至造成腐蝕。（2）在敞亮的環(huán)境中，電梯經(jīng)常用不銹鋼作為裝飾板，雖然可以將表面的手印擦掉，但是卻對(duì)美觀造成一定程度的影響。（3）在公共場(chǎng)所，雖然不銹鋼的表面會(huì)被涂寫(xiě)，但是可以將其清洗掉，這是鋁所沒(méi)有的一大優(yōu)勢(shì)。（4）在衛(wèi)生條件嚴(yán)格的領(lǐng)域，其表面要便于每天的清洗，甚至要經(jīng)常用化學(xué)清洗劑，因此這些行業(yè)最好的選擇就是不銹鋼材料，細(xì)菌也不容易在其表面產(chǎn)生，經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，不銹鋼在這方面的性能與陶瓷是一樣的。

2 不銹鋼表面處理加工的分類(lèi)

不銹鋼的表面處理技術(shù)與不銹鋼產(chǎn)業(yè)是共同發(fā)展的。雖然不銹鋼產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，但是沒(méi)有對(duì)表面處理技術(shù)進(jìn)行變革，拉絲、鏡面和壓花依然是主要的處理方法。其中拉絲最為常見(jiàn)，它傾向于簡(jiǎn)單的風(fēng)格，當(dāng)前HL（長(zhǎng)絲）和No.4（短絲）是最常用的兩種。當(dāng)前冷軋不銹鋼是其進(jìn)行表面加工的主要材料，分為2B、BA兩種原始面。市場(chǎng)上大多是以磨平板為主的，只有少量的卷油磨設(shè)備提供給用量大和高端的客戶。羊毛氈磨頭配合氧化鐵或氧化鋁粉及硝酸是進(jìn)行鏡面磨削主要的研磨液，其是在不銹鋼的表面研磨形成的。電梯、建筑裝潢行業(yè)主要廣泛應(yīng)用8k的裝飾面。在軋制花紋的過(guò)程中，壓花加工作為一個(gè)輔助性的加工存在的。市場(chǎng)上存在的壓花加工設(shè)備都是比較簡(jiǎn)單的，大多是只有一組壓花輥組成的。不銹鋼的常用的表面加工大致上可以分為五種類(lèi)型：網(wǎng)紋表面加工、機(jī)械表面加工、化學(xué)表面加工、軋制表面加工以及彩色表面加工，在加工過(guò)程中，不論采用哪種類(lèi)型，都要按照以下的步驟進(jìn)行加工：（1）與廠家一起確定需要的表面加工，為以后的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)尋找一個(gè)樣品。（2）大量使用時(shí)，要保證基板和卷材都是同一批次的。（3）在建筑敏感的地方不要使用鏡面不銹鋼。（4）要考慮到表面加工的制作工藝。目前在不銹鋼的加工過(guò)程中，基本上采用噴砂和化學(xué)法對(duì)氧化皮進(jìn)行處理，這種處理方法實(shí)現(xiàn)不銹鋼本色的白化處理的目標(biāo)，尤其適用于復(fù)雜、大型的產(chǎn)品。

3 不銹鋼光亮退火工藝的目的、要求

光亮退火是指金屬材料或工件在保護(hù)氣氛或者真空中進(jìn)行退火工藝，預(yù)防氧化是其主要的目的，使表面的光亮度保持不變。解除加工硬化度，取得合適的金相組織，其主要是對(duì)不銹鋼的保護(hù)氣氛下產(chǎn)品的熱處理進(jìn)行保護(hù)，這些是不銹鋼光亮退火工藝的目的和要求。如果使用性能不相同，那么對(duì)光亮退火后金相組織的要求就不一樣，因此光亮熱處理的工藝也就不一樣。

4 處理不銹鋼表面中存在的問(wèn)題及解決策略

不銹鋼要準(zhǔn)備專(zhuān)門(mén)的存放架，存放架的材料要以木質(zhì)的或者表面噴漆的碳鋼支架或用橡膠墊為主，其目的主要是為了防止靠近其他的金屬材料。其存儲(chǔ)位置要方便吊運(yùn)，要和其它材料存放區(qū)隔離，要對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，防止灰塵等對(duì)其造成污染；不銹鋼件在吊裝時(shí)，要用專(zhuān)門(mén)的工具，防止表面劃傷；在放置時(shí)，放置出現(xiàn)碰撞的現(xiàn)象；在運(yùn)輸時(shí)，要運(yùn)用一定的運(yùn)輸工具，如小車(chē)、電瓶等，并對(duì)其進(jìn)行潔凈隔離。不銹鋼要有固定的加工區(qū)域，對(duì)加工平臺(tái)上鋪上橡膠墊進(jìn)行隔離，加強(qiáng)不銹鋼的定置管理與文明生產(chǎn)，防止對(duì)不銹鋼件造成污染和損壞。要應(yīng)用剪切或離子等方式對(duì)不銹鋼件的下料進(jìn)行切割。剪切時(shí)要與支架隔離；應(yīng)用離子切割后要清理干凈割渣。不銹鋼在組對(duì)的過(guò)程中，要避免強(qiáng)制組裝以及火焰烤校裝配。要應(yīng)用氬弧焊的方法進(jìn)行焊接，如果采用手工電焊弧的方式則要利用小電流和快速焊的方法，防止其移動(dòng)。在焊接過(guò)程中要采取防飛濺的措施，如刷白灰等方法。

在矯形的過(guò)程中，不要運(yùn)用火焰加熱的方法，要均勻受熱，不要對(duì)同一個(gè)地方不停加熱。矯形時(shí)要利用機(jī)械裝置，主要是為了防止不銹鋼件遭到損壞。如果不銹鋼件的表面有一定程度的損傷，要進(jìn)行清理和打磨，尤其是因?yàn)樘间摷斐傻膭潅?，一定要徹底的清理打磨干凈。要利用?zhuān)業(yè)的拋光工具進(jìn)行機(jī)械刨工。在酸洗鈍化之前，要按照一定的工藝程序做好除污工作。不銹鋼在加工完成以后，在安裝之前有兩種不銹鋼生銹問(wèn)題，一是在產(chǎn)品的焊接處和產(chǎn)品的表面加工完工焊接后，在焊接處并沒(méi)有進(jìn)行拋光處理，這就造成焊接處生銹的現(xiàn)象。二是材料表面，不銹鋼在加工過(guò)程中，把焊渣濺在了待加工材料的表面，使其保護(hù)膜遭到損壞，從而使其發(fā)生腐蝕生銹的現(xiàn)象。

5 結(jié)語(yǔ)

由此可見(jiàn)，如果不銹鋼暴露在空氣中的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，那么發(fā)生銹蝕的原因就是多種多樣的，也可能是其在自身加工過(guò)程中存在的問(wèn)題而導(dǎo)致其不能正常使用，所以，不銹鋼產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是不銹鋼的表面處理。不銹鋼的表面處理方法要根據(jù)產(chǎn)品的具體要求而選擇，同時(shí)也要根據(jù)材料的不同選擇合適的方法。通過(guò)對(duì)不銹鋼的表面進(jìn)行處理，可以加強(qiáng)不銹鋼表面的耐蝕性，使其與原表面一致，解決其存在的一系列問(wèn)題，使其符合特殊產(chǎn)品的需求，不斷提升產(chǎn)品的質(zhì)量，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命，給企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)不銹鋼產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，其產(chǎn)能和需求都在不斷增加，從而提升了不銹鋼企業(yè)的加工能力，因此，不銹鋼的表面處理技術(shù)有著巨大的發(fā)展空間，這也為不銹鋼的表面處理行業(yè)奠定了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。

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