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不锈钢钝化工艺的要点
1.除油清洗建议使用采用超声波清洗机来清洗。
2.漂洗时可以选择自来水或纯水,不可以选择井水或其它水源;如果选择自来水漂洗时,在最后一道漂洗工序中一定要用氯离子含量小于25PPM的水(纯净水或过滤的水)浸泡漂洗3-5min。
3.在建浴前请将槽体彻底清洗干净;钝化槽在清洁槽体后需擦干槽体内残留的水份;防止药液不纯,保持原液使用,不参与任何其他物质。
4.被处理工件需全部浸泡在钝化液槽体中。
5.保证足够的处理时间是保证钝化品质的重要因素。
6.烘干使用温度为80~100℃左右,不宜太高;
维护
1.尽量不要把水带入到钝化槽中,以保持钝化液的使用寿命;消耗1.消耗量中大部分为带出损耗。
2.每L钝化液约钝化不锈钢产品50~60㎡。
3.消耗量的考虑有以下3个方面:
-粗糙表面工件的带出量大大高于平滑表面工件;
-粗糙表面工件的实际有效表面积远远大于根据工件外观尺寸所算理论结果,因此化学反应消耗量也会更大;
-碱性杂质的带入会导致沉淀产生,对药剂产生额外损耗。测试1.在把工件放入中性盐雾实验箱以检测其耐腐蚀性能前,工件须在室温下放置不少于24H。
不锈钢酸洗钝化原理
不锈钢的抗腐蚀陛能主要是由于表面覆盖着一层极薄的(约1nm)致密的钝化膜,这层膜1n腐蚀介质隔离,是不锈钢防护的基本屏障。不锈钢钝化具有动态特征,不应看作腐蚀完全停止,而是形成扩散的阻挡层,使阳极反应速度大大降低。通常在有还原剂(如氯离子)情况下倾向于破坏膜,而在氧化剂(如空气)存在时能保持或修复膜。
不锈钢工件放置于空气中会形成氧化膜,但这种膜的保护性不够完善。通常先要进行彻底清洗,包括碱洗与酸洗,再用氧化剂钝化,才能保证钝化膜的完整性与稳定性。酸洗的目的之一是为钝化处理创造有利条件,保证形成优质的钝化膜。因为通过酸洗使不锈钢表面平均有10μm厚一层表面被腐蚀掉,酸液的化学活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其它部位高,因此酸洗可使整个表面趋于均匀平衡,一些原来容易造成腐蚀的隐患被清除掉了。但更重要的是,通过酸洗钝化,使铁与铁的氧化物比铬与铬的氧化物优先溶解,去掉了贫铬层,造成铬在不锈钢表面富集,这种富铬钝化膜的电位可达+1.0V(SCE),接近贵金属的电位,提高了抗腐蚀的稳定性。不同的钝化处理也会影响膜的成分与结构,从而影响不锈性,如通过电化学改性处理,可使钝化膜具有多层结构,在阻挡层形成CrO3或Cr2O3,或形成玻璃态的氧化膜,使不锈钢能发挥最大的耐蚀性。
国内外学者对不锈钢钝化膜的生成进行了大量研究。以近几年北京科大对316L钢钝化膜光电子能谱 (xps)研究为例作简述。不锈钢钝化是表面层由于某种原因溶解与水分子的吸附,在氧化剂的催化作用下,形成氧化物与氢氧化物,并与组成不锈钢的cr、 Ni、Mo元素发生转换反应,最终形成稳定的成相膜,阻止了膜的破坏与腐蚀的发生。其反应历程为:
Fe•H20+O*≈[FeOH•O*]ad+H++e
[FeOH•O*]ad≈[FeO•O*]ad+H++e
[FeO•O*]ad+H2O≈FeOOH+O*十H++e
[FeO•O*]ad≈FeO+O*
FeOOH+Cr+H2O≈CrOOH+Fe•H20
2FeOOH≈Fe203+H20
2CrOOH≈Cr203+H20
MO+3FeO+3H2O≈MOO3+3Fe•H2O
Ni+FeO+2H20≈NiO+Fe•H20
(其中Os表示钝化过程中的催化剂,且在钝化迪陧中浓度不变,ad表示吸附中间体。) 可见,316L钝化膜最表层存在Fe2O3、Fe(OH)3、或γ -FeOOH、Cr203、CrOOH或Cr(OH)3、MO以MOO形式存在,钝化膜主要成分为CrO3、FeO与NiO。

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