不锈钢酸洗钝化工艺研究.pdf
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1、不锈钢酸洗、 钝化工艺研究 康书文 (中国空空导弹研究院15车间,河南 洛阳471003) 摘 要 介绍了pH1525不锈钢酸洗、 钝化加工过程中的影响因素、 加工工艺配方及钝化膜质量状况。 关键词 酸洗钝化; pH1525不锈钢;工艺 中图分类号 TG178 文献标识码 B 文章编号 1001 - 1560(2003)06 - 0043 - 02 收稿日期 2002 - 12 - 28 0 前 言 pH1525不锈钢因其良好的机械性能、 高硬度和高耐磨性等优 点广泛用于军工产品零件加工。该材料表面处理在热处理固溶 时效后进行,由于热处理加工过程中造成的较厚氧化皮和材料固 有的特殊性,在进行酸
2、洗钝化加工时有很大的难度,有必要开发 新的工艺。 1 酸洗钝化工艺流程 零件 检验 有机溶剂除油 电解除油 热水洗 冷 水洗 酸洗 冷水洗 钝化 冷水洗 填充 冷水洗 干燥 检验。 从上述工艺流程上看,pH1525表面处理加工工艺流程简单。 但在实际加工过程中,酸洗钝化加工有相当大的难度,主要集中 在以下两个方面: (1) pH1525材料不能按常规的不锈钢除锈方法去除零件表 面氧化皮,如果按常规的酸洗除氧化皮工艺配方,氧化皮除不尽, 而且造成零件腐蚀。 电镀手册 、航空材料手册 、 美国 pH1525 材料简介 等介绍的酸洗除氧化皮配方也不适用该材料。 (2)该材料钝化加工工艺难度大 该材料
3、遇到硝酸会腐蚀、 并破坏零件尺寸和表面光洁度,但是在加工过程中又必须用硝酸 这样的强氧化剂来使零件表面生成一种钝化膜,以达到抗腐蚀的 目的。 2 试 验 2.1 去除热处理后的氧化皮 pH1525钢中主要有Ti ,Cr ,Ni ,Si ,V ,Mn ,Mo等元素,这些元素 在热处理加工过程中形成较厚的和较致密的氧化皮,并可由铁、 铬、 镍与氧组成具有尖晶石结构的致密氧化膜(如FeCrO4 ) , 化学 性质也很稳定。因此,酸洗时不易去除氧化膜。 2.1.1 对低温固熔时效的零件 低温固熔时效的零件氧化皮较薄,一般为淡紫色,对于这类 零件的氧化皮处理起来相对容易一些。零件电解除油后分别经 热水冷
4、水洗,直接在室温、35 min的500 ml/L盐酸溶液中进行 酸洗。 零件按上述工艺配方进行酸洗后,表面的氧化皮已基本除干 净,并且不腐蚀零件,零件表面不留挂灰,可直接进行后续钝化处 理加工。 2.1.2 对于高温固熔时效的零件 高温固熔时效的零件氧化皮较厚,一般为黑紫色,甚至为黑 色。由于零件表面生成较厚、 致密和成分复杂的氧化皮,这类零 件酸洗除氧化皮相对复杂一些。去除这类氧化皮要按松动氧化 皮 酸洗 去除挂灰的步骤进行。 (1)松动氧化皮工艺如下: 松动处理是在含有强氧化剂的浓碱溶液中进行的,溶液中含 NaOH 650 g/L和NaNO3220 g/L ,在140 温度下处理2040
5、min。 处理时氧化膜中难溶的含铬氧化物可以转为易溶的铬酸盐,其反 应式为: Cr2O3+ 2NaOH2NaCrO2+ H2O 2NaCrO2+ 2NaOH + 3NaNO32Na2CrO4+ 3NaNO2+ H2O 通过以上反应,氧化皮中难溶的铬氧化物转变为易溶的铬酸 盐,酸洗加工时可以轻松除去。 (2)酸洗操作如下: 经松动氧化皮后,零件再按2. 1. 1工艺配方进行酸洗,氧化 皮可基本除干净。但零件表面常附着一层挂灰,需去除挂灰后方 可进行钝化处理。 (3)去除挂灰的操作工序如下: 经酸洗后零件表面经常附着一层挂灰,酸洗时间越长浮灰越 多,必须在硝酸3050 g/L ,双氧水515 g/
6、L ,室温,时间2060 s的工艺配方溶液中处理,才能去除零件表面挂灰。 在操作过程中,一定要控制好除挂灰的时间和温度,否则可 能会腐蚀零件。 2.2 pH1525钝化工艺 酸洗后的零件在空气中耐蚀性较差,如暴露在空气中,零件 表面会生锈。为增强零件耐蚀性,零件表面必须生成一种致密 的、 耐蚀性好的钝化膜,以达到抗腐蚀的目的。钝化膜质量的好 坏将直接影响零件的使用寿命和产品外观,影响钝化膜质量的因 素主要有材料的成分和钝化溶液配方及工艺参数。 第36卷 第6期 2003年6月 材 料 保 护 MATERIALS PROTECTION Vol.36 No.6 Jun. 2003 43 2.2.1
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