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、不銹鋼鈍化機理及影(ying)響因素
不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)鈍(dun)(dun)化(hua)理(li)論(lun)有薄膜(mo)理(li)論(lun)和吸(xi)(xi)附(fu)理(li)論(lun)。薄膜(mo)理(li)論(lun)認(ren)為是(shi)(shi)金(jin)(jin)屬與介質作(zuo)用,生成很薄的(de)(de)(de)保護膜(mo);吸(xi)(xi)附(fu)理(li)論(lun)認(ren)為是(shi)(shi)離子吸(xi)(xi)附(fu)所(suo)引起的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬表面化(hua)學活潑性(xing)減少。薄膜(mo)或吸(xi)(xi)附(fu)層的(de)(de)(de)存在(zai)(zai),阻礙了腐蝕過程(cheng)的(de)(de)(de)進行,提(ti)高了金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)化(hua)學穩定(ding)性(xing)。在(zai)(zai)合金(jin)(jin)元素中,鉻(ge)、鎳(nie)都是(shi)(shi)可鈍(dun)(dun)化(hua)性(xing)強(qiang)的(de)(de)(de)元素,所(suo)以,不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),特別是(shi)(shi)鉻(ge)含(han)量、鎳(nie)含(han)量越(yue)高的(de)(de)(de)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)可鈍(dun)(dun)化(hua)性(xing)越(yue)強(qiang)。具(ju)有單相組(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和鐵(tie)素體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),因(yin)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)單一且均勻,可鈍(dun)(dun)化(hua)性(xing)強(qiang)。馬氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)熱(re)處理(li)強(qiang)化(hua)后具(ju)有多相組(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi),可鈍(dun)(dun)化(hua)性(xing)差(cha)。
二、不銹鋼常見(jian)鈍(dun)化方法(fa)及化學(xue)法(fa)鈍(dun)化工藝
不銹鋼鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)方(fang)法(fa)很(hen)多,有(you)化(hua)(hua)(hua)學法(fa)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)和電(dian)化(hua)(hua)(hua)學法(fa)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)方(fang)法(fa),還有(you)比(bi)較簡單的(de)(de)常溫自然鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)法(fa)、高溫鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)法(fa)等。化(hua)(hua)(hua)學法(fa)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)又依采用鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)不同,分(fen)為硝酸型介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)法(fa)、硫酸型介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)法(fa)、雙氧水型介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)法(fa)及(ji)堿液型介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)法(fa)等。
1. 硝酸(suan)型介質(zhi)鈍化
目前,企(qi)業較普遍(bian)采用(yong)的(de)(de)是(shi)硝(xiao)酸型(xing)化學鈍化法。采用(yong)硝(xiao)酸溶(rong)液的(de)(de)原因(yin)是(shi)因(yin)為硝(xiao)酸是(shi)強氧化性(xing)酸,與不銹(xiu)鋼反應后,可形成質量優良的(de)(de)含鉻元素(su)的(de)(de)氧化膜(mo)。
不同國(guo)家(jia)、不同企業(ye)選用的硝酸溶液濃(nong)度(du)和(he)鈍化時間、溫度(du)等條件略有(you)區別。下(xia)面介紹其中兩種。
①. 硝酸型介質鈍(dun)化(hua)
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(bi)較(jiao)通用(yong)的(de)鈍化(hua)方法(fa),特別(bie)適用(yong)于(yu)含鉻量≥17%的(de)不銹鋼。
②. 硝酸(suan)(suan)-重鉻酸(suan)(suan)鹽型介質鈍化
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(wen)度:20~50℃
浸泡時間:10~30min
在硝(xiao)酸(suan)溶液中加人重鉻酸(suan)鹽可增強(qiang)鈍(dun)化(hua)能力,適用于含鉻量<17%的各種不(bu)銹鋼,但不(bu)適用于易(yi)切削的高(gao)硫、高(gao)硒不(bu)銹鋼。易(yi)切削不(bu)銹鋼鈍(dun)化(hua)時,上述配方中的硝(xiao)酸(suan)比例(li)應提(ti)高(gao)至40%(按容積)。
2. 堿性溶液鈍化
Cr13型(xing)的馬氏體不銹(xiu)鋼耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)較差(cha),用酸性(xing)鈍化液難以取得(de)好的效果,可以用堿性(xing)溶液鈍化。
氫(qing)氧化(hua)鈉(NaOH):14%(重量比)
磷酸鈉(Na3PO4·12H2O):3%(重量比)
亞硝酸鈉(NaNO2):2g/L
水(H2O):其余
使用溫度:100~110℃
浸(jin)泡時間:20~30min
三(san)、不銹鋼鈍化應注意的問題
1. 為(wei)保(bao)證不銹鋼的鈍化效(xiao)果,在鈍化前應對工件表面(mian)進行清理、除油、酸洗(xi),甚至是拋(pao)光,使(shi)工件顯露出新鮮的金(jin)屬基(ji)體。
2. 鈍化后的工件最好再(zai)進行一次(ci)補充后處理。
①. 奧氏體不銹(xiu)鋼在酸性介(jie)質鈍化后,最好在1%的氫氧化鈉溶液中(zhong)(zhong)進行短時間的中(zhong)(zhong)和處理。
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. 不銹鋼鈍化后,應注意(yi)清(qing)理表面(mian),保(bao)證表面(mian)潔(jie)凈。
4. 不銹鋼的鈍化(hua)效(xiao)果、質量與鋼種、成(cheng)分、選用配(pei)方(fang)、溫度、時(shi)間等因素有關,大批量首(shou)次采用鈍化(hua)處(chu)理時(shi),應試驗后(hou)進行(xing)。
5. 不(bu)銹鋼的(de)酸性(xing)或堿性(xing)鈍化液均具有一(yi)定(ding)的(de)腐蝕性(xing),在配制和使用時應注意操作安全和防護(hu)。