不銹鋼及其制品在生產、加工、熱處理及包裝運輸過程中,有可能破壞表面的鈍化膜,從而降低不銹鋼的耐點腐蝕、晶間腐蝕、磨耗腐蝕的能力。特別是用在極其重要設備上的不銹鋼件,要嚴格保持表面的純凈度,防止污染。這些問題都可以用能化來解決。鈍化的目的是在不銹鋼及其零件表面形成均勻的、密的鈍化膜。
一(yi)、不銹鋼鈍化機理及影響因素
不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)鈍(dun)化理(li)論(lun)有(you)薄膜理(li)論(lun)和吸(xi)(xi)附(fu)理(li)論(lun)。薄膜理(li)論(lun)認(ren)為(wei)是金屬(shu)(shu)與介質作用(yong),生成很薄的(de)保護膜;吸(xi)(xi)附(fu)理(li)論(lun)認(ren)為(wei)是離子吸(xi)(xi)附(fu)所引起的(de)金屬(shu)(shu)表(biao)面化學(xue)活潑性減少。薄膜或吸(xi)(xi)附(fu)層的(de)存在,阻(zu)礙了(le)(le)腐蝕過(guo)程的(de)進行,提(ti)高了(le)(le)金屬(shu)(shu)的(de)化學(xue)穩(wen)定性。在合金元素(su)中(zhong),鉻(ge)(ge)、鎳都(dou)是可(ke)鈍(dun)化性強(qiang)(qiang)的(de)元素(su),所以,不銹(xiu)(xiu)鋼(gang),特別是鉻(ge)(ge)含量、鎳含量越(yue)高的(de)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)可(ke)鈍(dun)化性越(yue)強(qiang)(qiang)。具(ju)有(you)單(dan)相組織(zhi)的(de)奧氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和鐵(tie)素(su)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang),因(yin)組織(zhi)單(dan)一且均勻,可(ke)鈍(dun)化性強(qiang)(qiang)。馬氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)熱處理(li)強(qiang)(qiang)化后具(ju)有(you)多相組織(zhi),可(ke)鈍(dun)化性差。
二(er)、不(bu)銹鋼常(chang)見鈍(dun)(dun)化方(fang)法及化學法鈍(dun)(dun)化工藝
不(bu)銹鋼鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)方法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)很多(duo),有化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)和(he)電化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)方法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa),還有比較簡單的(de)(de)常溫(wen)自然(ran)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、高(gao)溫(wen)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)等。化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)又依采(cai)用鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)介質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)不(bu)同,分為硝(xiao)酸型(xing)介質(zhi)(zhi)(zhi)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、硫酸型(xing)介質(zhi)(zhi)(zhi)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、雙氧水型(xing)介質(zhi)(zhi)(zhi)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)及堿(jian)液型(xing)介質(zhi)(zhi)(zhi)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)等。
1. 硝酸型介質(zhi)鈍(dun)化
目(mu)前,企業(ye)較普遍采(cai)(cai)用(yong)的(de)(de)是硝(xiao)酸型化學鈍化法(fa)。采(cai)(cai)用(yong)硝(xiao)酸溶液的(de)(de)原因是因為硝(xiao)酸是強氧化性(xing)酸,與不銹(xiu)鋼反應(ying)后,可(ke)形(xing)成質量(liang)優良的(de)(de)含鉻元素的(de)(de)氧化膜。
不同國家、不同企業選(xuan)用的(de)硝酸溶(rong)液濃度和鈍化時間、溫度等條件略有區別。下(xia)面(mian)介紹其中兩種。
①. 硝酸型(xing)介質鈍化
硝酸(HNO3,濃度70%):10%~20%(按容積)
水(H2O):其余
使用溫度:20~50℃
浸泡時間:10~30min
這是比較(jiao)通用的鈍化方法,特別適用于(yu)含鉻量≥17%的不銹鋼。
②. 硝酸(suan)-重(zhong)鉻酸(suan)鹽型(xing)介質鈍化
硝酸(HNO3,濃度70%):20%~30%(按容積)
重鉻酸鈉(Na2Cr2O7·2H2O):2%(按重量)
水(H2O):其余
使用溫度(du):20~50℃
浸泡時(shi)間:10~30min
在硝酸(suan)溶(rong)液中(zhong)(zhong)加人重(zhong)鉻(ge)(ge)酸(suan)鹽可增強鈍化能力(li),適(shi)用于含鉻(ge)(ge)量(liang)<17%的各種不(bu)銹鋼,但不(bu)適(shi)用于易切削的高硫、高硒不(bu)銹鋼。易切削不(bu)銹鋼鈍化時,上(shang)述配方中(zhong)(zhong)的硝酸(suan)比例應提高至40%(按(an)容積)。
2. 堿性溶液鈍(dun)化(hua)
Cr13型的馬氏體(ti)不銹鋼耐腐蝕性(xing)較差,用酸性(xing)鈍化液難以取得(de)好的效果,可(ke)以用堿性(xing)溶液鈍化。
氫氧化鈉(NaOH):14%(重量(liang)比(bi))
磷酸鈉(Na3PO4·12H2O):3%(重量比)
亞硝酸鈉(NaNO2):2g/L
水(H2O):其余
使用(yong)溫度:100~110℃
浸泡時(shi)間:20~30min
三(san)、不銹鋼鈍化應注意的問(wen)題(ti)
1. 為(wei)保證不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)鈍化(hua)效果,在鈍化(hua)前應(ying)對工件表面進行清理(li)、除油、酸洗,甚至是拋光,使(shi)工件顯(xian)露出新鮮的(de)金屬基體。
2. 鈍化后(hou)的(de)工(gong)件最好再(zai)進行(xing)一(yi)次(ci)補充后(hou)處理(li)。
①. 奧(ao)氏體不銹鋼在(zai)酸(suan)性介(jie)質鈍化后(hou),最好在(zai)1%的氫氧(yang)化鈉(na)溶液(ye)中進行短(duan)時(shi)間(jian)的中和處理(li)。
②. 鐵素體不銹鋼鈍化后,應在5%(重量比)的重鉻酸鉀(K2Cr2O7)中浸泡處理。
③. 馬氏體不銹鋼鈍化后,可在5%(重量比)的重鉻酸鈉(K2Cr2O7)溶液中補充處理,也可在稀氫氧化鈉(NaOH)溶液中進行短時浸泡處理。
3. 不(bu)銹(xiu)鋼(gang)鈍化后(hou),應(ying)注(zhu)意清理表面(mian)(mian),保證表面(mian)(mian)潔凈。
4. 不銹(xiu)鋼(gang)的鈍(dun)化(hua)效果、質量(liang)與(yu)鋼(gang)種、成分、選(xuan)用配(pei)方(fang)、溫(wen)度(du)、時(shi)間(jian)等因素有關,大批量(liang)首次采用鈍(dun)化(hua)處理時(shi),應(ying)試(shi)驗(yan)后進行(xing)。
5. 不銹(xiu)鋼(gang)的酸性(xing)(xing)或(huo)堿性(xing)(xing)鈍化液均具(ju)有一(yi)定的腐蝕性(xing)(xing),在配(pei)制和使用時應注意(yi)操(cao)作安全和防護。