怎么快速酸洗不锈钢(酸洗和钝化工艺)

Posted 2023-05-26

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怎么快速酸洗不锈钢(酸洗和钝化工艺)

金属合金（即由铬，镍和钼等多种元素制成的金属）的铬含量大于12％（重量）（某些文献提到铬约为10.5％）时，通常被认为是“不锈钢”。），其余为铁，合金含量更高的不锈钢具有更高的铬含量。铬通过在（合金的）干净（例如，酸洗，钢丝/旋转刷或地面）表面上形成薄的，粘附的，耐腐蚀的氧化膜，从而为这些合金提供耐蚀性。

对不锈钢的主要要求是，它们应在特定的应用或环境中具有耐腐蚀性。选择特定的“类型”和“等级”不锈钢必须首先满足耐腐蚀性要求。还可能需要考虑其他机械或物理特性，以达到整体服务性能要求。

钝化是一种化学过程，用于帮助将受污染的不锈钢恢复到原始的腐蚀规格。将零件放在篮子中，并浸入稀释的硝酸或柠檬酸溶液中一段指定的时间和温度。此过程旨在从金属表面去除游离铁或其他异物。除了使零件具有干净的外观外，该过程不会使零件变亮或改变外观。

它具有以下步骤：清洁/酸洗/钝化和其他定义-除垢。

清洗过程：

通过去除铁锈，油脂，油和其他外来沉积物来准备基材。清洁阶段将使不锈钢表面变亮。对基材进行脱脂对于适当的酸洗和钝化层的均匀形成是必不可少的。

酸洗工艺：

酸洗除不锈钢表面上的少量金属外，还去除了钝化层。酸洗后，当暴露在空气中的氧气中时，不锈钢表面会开始氧化。正是这一关键过程恢复了不锈钢的耐腐蚀性。

尽管此过程自然发生在不锈钢表面，但通常有助于加速并协助钝化层的形成。当铬与空气中的氧气氧化形成抗腐蚀钝化层时，就会发生钝化。可以加速并通过钝化产品辅助此过程，从而确保形成均匀且厚实的钝化层。

需要对不锈钢进行酸洗（化学除垢）以去除水垢，产生热色调并在表面形成自修复的氧化膜，从而使其变得更加钝化和耐腐蚀。

钝化过程：

可以对许多等级的不锈钢进行钝化处理，以去除表面上的游离铁和污染物。但是，由于铬和镍含量不足，不建议对某些等级的不锈钢进行钝化处理。对于焊接或铜焊的零件，也不建议对不锈钢进行钝化处理。热处理或焊接后，钝化不锈钢无法从去除的热色调或氧化皮中变好。

不锈钢钝化工艺

金属的钝化是许多行业为其零件指定的金属精加工工序。钝化是一种化学工艺，旨在提高不锈钢零件的耐腐蚀性。要钝化不锈钢零件，请将零件放在篮子中，然后浸入硝酸或柠檬酸浴中。零件在熔池中所花费的酸浓度，温度和时间取决于零件本身的不锈钢合金。钝化不锈钢的过程有效地去除了零件表面的游离铁和异物，使零件保持清洁且更耐腐蚀。与对不锈钢零件进行电抛光会产生明亮而有光泽的零件不同，对不锈钢零件进行钝化不会改变零件的美观性。

在钝化不锈钢不起作用的地方

由于铬和镍含量低，几种常用等级的不锈钢不能被钝化。当通过标准方法对这些不锈钢进行钝化处理时，所产生的飞边腐蚀实际上会削弱基材，并对零件造成无法修复的损坏。

通过溶解表面金属，去除深埋的污染物，减少表面积，并去除由于研磨，加工，冲压或研磨金属而产生的假层或非晶层。更少的嵌入污染物和更少的残留表面湿气意味着开始腐蚀的机会更少。

不锈钢的钝化层的化学成分与该不锈钢的基本成分特别不同：

约65％的铬+氧化铬

约35％的铁+氧化铁

钼和镍在钝化层中的百分比非常低

钝化现象的干预并不总是导致钝化条件。在不锈钢的情况下，在焊接阶段观察到的有色氧化膜或在热轧过程中形成的黑皮对金属表面上形成的氧化膜的延展性的保护作用较小。

通常，保护性氧化物层通常约为1.5-2.5 nm，并且可以通过特殊且昂贵的显微镜（TEM）轻松看到。术语钝化源自铬与氧具有很强的亲和力这一事实。当钢与富氧环境接触时，铬具有很高的反应性，并趋于形成非常稳定的氧化物和氢氧化物。这些化合物具有保护性，因为它们抑制了可能导致不锈钢腐蚀的不良反应。因此，不锈钢的耐腐蚀性源于铬的百分比等于或大于约18％的事实。因此，不锈钢有机会在表面上局部散布一些铬颗粒，以形成增强不锈钢耐腐蚀性的氧化物。

钢中铬和其他物质的含量是影响钝化层质量的参数之一。与AISI 304相比，AISI 200系列的钢将具有较低的耐腐蚀性，因为具有较低的镍浓度，例如在进行磨蚀和/或酸洗后，不能快速重新形成钝化层。

如果表面光洁度受到机械磨损（缎面光洁度）：

微观结构不均匀

它呈现出被污染的磨料，这些磨料互锁在表面上，成为点蚀的点

减少无源层的厚度

钝化层的构造还取决于热力学特性（温度，氧化环境等），这些特性允许调节钝化层，以便随时间推移获得稳定且耐用的层。

在标准操作期间，无源层的质量与以下各项无关：

清新的空气
纯净水
在5％-30％的浓硝酸中钝化

上面列出的这些因素决定了不锈钢的钝化时间：

清洁空气：大约48-96小时
纯净水：约6-15小时
在5％-30％的浓硝酸中钝化：大约30-120分钟

用硝酸基试剂适当钝化将溶解表面污染，并有助于氧化铬钝化层的最佳恢复。如果不进行钝化处理，不锈钢会由于表面无铁而生锈，并且由于氯化物也经常从大气中吸收，因此会产生一些氯化铁。长时间与氯化铁接触将最终在不锈钢表面引发点蚀和缝隙腐蚀。由于腐蚀导致的不锈钢部件失效可能达到灾难性的程度。时间，材料，纠正和生产损失的成本可能是巨大的。

最后，钝化层的质量取决于钢内部合金物质的百分比和环境的热力学条件，从而促进了致密和化学稳定的层。钝化时间取决于暴露于钢中的不同环境。