不銹鋼應用及其表面處理技術分析

吳洋

（北礦機電科技有限責任公司，北京 100160）

不銹鋼應用及其表面處理技術分析

吳洋

（北礦機電科技有限責任公司，北京 100160）

優越的強度、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、食品機械、機電行業、家電行業和家庭裝潢裝飾行業等被廣泛應用。本文對不銹鋼的實際應用和表面處理技術進行了具體的分析，并且根據不銹鋼在表面處理過程中出現的問題提出了有效的解決措施。

不銹鋼；實際應用；表面處理技術

不銹鋼本身的自然色彩使周圍環境的顏色能夠溫和的展現出來。從不銹鋼所具有的特性以及其廣泛的應用中可以看出其發展前景會越來越廣闊，不銹鋼的表面處理技術程度的高低決定了其應用發展空間的大小，所以對其表面加工技術的改進具有十分重要的意義。

1 不銹鋼的組織結構、性能特點以及應用領域

1.1 不銹鋼的組織結構

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。根據金相組織結構對不銹鋼進行分類：可分為奧氏體不銹鋼和馬氏體不銹鋼，大多數將其稱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，使其很難被化學反應腐蝕。但也是有特殊情況存在的，如在腐蝕介質和誘因（劃傷、飛濺等）存在的情況下，不銹鋼與腐蝕介質被發生的化學和電化學反應所腐蝕，甚至會產生銹蝕的情況，表現明顯的就是點蝕與縫隙腐蝕。電化學腐蝕是不銹鋼主要的腐蝕原理，所以在不銹鋼的應用過程中應該運用適當的方法，預防銹蝕條件和誘因的產生。

1.2 不銹鋼的性能特點

所有金屬的表面都會產生氧化膜，這是因為金屬和大氣中的氧氣發生反應而產生的。但是在普通碳鋼上產生的氧化鐵可以繼續氧化，進而擴大銹蝕面積，這就是孔洞的形成原因，針對這種情況采用的金屬最好是含有油漆或氧化性極強的，用電鍍的方法保護碳鋼表面，但僅僅是一種保護膜，如果這層保護膜壞掉，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，因此就出現了各種不同的保護方法。鋼最大的耐腐蝕性是鉻的含量到達10.5%時，隨著鉻含量的繼續增加，其耐腐蝕性的程度并不會明顯提升，這是因為鉻對鋼進行合金化處理過程中，表面的氧化物類型就變成了相似于純鉻金屬上的表面氧化物，其表面會產生相應的富鉻氧化物進行保護，防止其進一步氧化。透過這層氧化層依然可以看見鋼表面的光澤，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繼續和大氣產生反應進行自我恢復，再次形成“鈍化膜”，對其進行繼續保護。由于不銹鋼本身具有的一系列特點，如高硬度及高耐磨性以及較好的機械性能，這種材料在熱處理固溶時效后進行表面處理，因為其在熱處理加工過程中固有的特殊性，即較厚的氧化皮及特殊的材料，因此可能會加大酸洗鈍化加工的難度。

1.3 不銹鋼的應用領域

因為不銹鋼表面加工技術有所不同，這就使其具有不同的多種表面，從而使其應用領域不斷擴大。在某些領域，不銹鋼中注重的表面加工是由各種原因造成的。（1）在腐蝕的環境中，對表面的光滑度要求嚴格，這是因為光滑的表面不會沉積污垢，過多的沉積物會使其生銹，甚至造成腐蝕。（2）在敞亮的環境中，電梯經常用不銹鋼作為裝飾板，雖然可以將表面的手印擦掉，但是卻對美觀造成一定程度的影響。（3）在公共場所，雖然不銹鋼的表面會被涂寫，但是可以將其清洗掉，這是鋁所沒有的一大優勢。（4）在衛生條件嚴格的領域，其表面要便于每天的清洗，甚至要經常用化學清洗劑，因此這些行業最好的選擇就是不銹鋼材料，細菌也不容易在其表面產生，經過實踐證明，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

不銹鋼的表面處理技術與不銹鋼產業是共同發展的。雖然不銹鋼產業快速發展，但是沒有對表面處理技術進行變革，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，它傾向于簡單的風格，當前HL（長絲）和No.4（短絲）是最常用的兩種。當前冷軋不銹鋼是其進行表面加工的主要材料，分為2B、BA兩種原始面。市場上大多是以磨平板為主的，只有少量的卷油磨設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、建筑裝潢行業主要廣泛應用8k的裝飾面。在軋制花紋的過程中，壓花加工作為一個輔助性的加工存在的。市場上存在的壓花加工設備都是比較簡單的，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型：網紋表面加工、機械表面加工、化學表面加工、軋制表面加工以及彩色表面加工，在加工過程中，不論采用哪種類型，都要按照以下的步驟進行加工：（1）與廠家一起確定需要的表面加工，為以后的生產標準尋找一個樣品。（2）大量使用時，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程中，基本上采用噴砂和化學法對氧化皮進行處理，這種處理方法實現不銹鋼本色的白化處理的目標，尤其適用于復雜、大型的產品。

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氣氛或者真空中進行退火工藝，預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，其主要是對不銹鋼的保護氣氛下產品的熱處理進行保護，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題及解決策略

不銹鋼要準備專門的存放架，存放架的材料要以木質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。其存儲位置要方便吊運，要和其它材料存放區隔離，要對其進行保護，防止灰塵等對其造成污染；不銹鋼件在吊裝時，要用專門的工具，防止表面劃傷；在放置時，放置出現碰撞的現象；在運輸時，要運用一定的運輸工具，如小車、電瓶等，并對其進行潔凈隔離。不銹鋼要有固定的加工區域，對加工平臺上鋪上橡膠墊進行隔離，加強不銹鋼的定置管理與文明生產，防止對不銹鋼件造成污染和損壞。要應用剪切或離子等方式對不銹鋼件的下料進行切割。剪切時要與支架隔離；應用離子切割后要清理干凈割渣。不銹鋼在組對的過程中，要避免強制組裝以及火焰烤校裝配。要應用氬弧焊的方法進行焊接，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。在焊接過程中要采取防飛濺的措施，如刷白灰等方法。

在矯形的過程中，不要運用火焰加熱的方法，要均勻受熱，不要對同一個地方不停加熱。矯形時要利用機械裝置，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，要進行清理和打磨，尤其是因為碳鋼件造成的劃傷，一定要徹底的清理打磨干凈。要利用專業的拋光工具進行機械刨工。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題，一是在產品的焊接處和產品的表面加工完工焊接后，在焊接處并沒有進行拋光處理，這就造成焊接處生銹的現象。二是材料表面，不銹鋼在加工過程中，把焊渣濺在了待加工材料的表面，使其保護膜遭到損壞，從而使其發生腐蝕生銹的現象。

5 結語

由此可見，如果不銹鋼暴露在空氣中的時間過長，那么發生銹蝕的原因就是多種多樣的，也可能是其在自身加工過程中存在的問題而導致其不能正常使用，所以，不銹鋼產品在生產過程中的關鍵環節就是不銹鋼的表面處理。不銹鋼的表面處理方法要根據產品的具體要求而選擇，同時也要根據材料的不同選擇合適的方法。通過對不銹鋼的表面進行處理，可以加強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題，使其符合特殊產品的需求，不斷提升產品的質量，延長產品的使用壽命，給企業帶來經濟效益。我國不銹鋼產業經過多年的發展，其產能和需求都在不斷增加，從而提升了不銹鋼企業的加工能力，因此，不銹鋼的表面處理技術有著巨大的發展空間，這也為不銹鋼的表面處理行業奠定了良好的發展基礎。

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