不锈钢表面处理工艺.docx
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1、不锈钢表面处理工艺不锈钢表面处理技术浅谈摘要:本文介绍了不锈钢品种及各种不锈钢表面处理方法,并分析各种处 理方法优缺点。从而向人们揭示了使用不锈钢加工的产品应选用何种方法,才能 达到不锈钢表面精饰之目的,才能开拓不锈钢使用前景及使用价值走向市场(一)前言大家都知道不锈钢具有它的独特的强度及耐磨性高和优越的确防腐性能不 易生锈等优良的特性。故广泛应用于化工行业,食品机械,机电行业,家用电器 行业。目前大量进入家庭装璜精饰行业,给予人们以华丽高贵的感觉。不锈钢的应用发展前景会越来越广,但不锈钢的应用发展很大程度上决定它 的表面处理技术发展程度。下面我来谈谈不锈钢表面处理技术状况,供大家讨论。(二)
2、不锈钢品种简介不锈钢一般含有露(CR),镍(NI),钼(MO),钛(TI)等优质金属元素。 常见不锈钢有露不锈钢,即含CR=12%以上。镍露不锈钢含CR=18%,含NI=12%。 从不锈钢金相组织结材分类:有奥氏体不锈钢,例如:1CR18NI9TI,1CR18NI11NB, CR18MN8NI5。马氏体不锈钢,例如:CR17,CR28等。一般称为非磁性不锈钢和 带有磁性不锈钢。(三)不锈钢表面处理品种目前对不锈钢表面进行处理品种(1)表面本色白化处理(2)表面镜石光亮处理(3)表面着色处理1、表面本色白化处理不锈钢在加工过程中,经过卷板、扎边、焊接或者经办人方温面火处理,产 生黑色氧化皮。这种
3、坚硬的灰黑色氧化皮主要是NICR2O4和NIF二钟EO4成分, 以前一般采用氢氟酸和硝酸进行强腐蚀方法去除。但这种方法成本大,污染环境, 对人体有害。腐蚀较大,逐渐被淘汰。目前对这种氧化皮处理方法有二种:(1)采用喷(丸)砂方法。(2)采用化 学法。即使用一钟无污染酸洗钝化膏和常温无毒害的带有无机添加剂的清洗液进 行浸洗。从而达到不锈钢本色的白化处理之目的。基本上看上去是一目光的色泽。 这种方法对大型、复杂产品较适用,值得推广应用。2、不锈钢表面镜面光亮处理方法根据不锈钢产品的复杂程度和用户要求情况不同可分别采用机械抛光、化学 抛光、电化学抛光等方法来达到镜石光泽。下面我分别介绍这三种方法优缺
4、点供 大家参考选用:表1项目方法优点缺适用产品备注机械抛光光整平性好,光亮劳动强度大,投资及成本较高简单工污染严重,复杂件难加工,光泽 下降,投资及成本较高简单工件, 中,小产品,复杂件无法加工。 整个产品光泽达不到一致,光泽 保持时间不长。件,中,小产品,复杂 件无法加工。化学抛光投资少,复杂件能抛,效率高, 速度快光亮度不足,抛光液要加 湿,有气体溢出,需要适风设备。复杂产品,光亮度要求 不高的产品可选用小批 量加工较合算。电化学抛 光镜面光泽,长期保持,工艺稳定, 污染少,成本低,防污染性好。一次性投资大,复杂件要装工装, 辅助电极。大量生产要降温污挡产 品,要求长时间保持镜 面光亮产品
5、。工艺稳定, 易操作,可广泛推广使 用3、表面着色处理不锈钢着色不仅赋于不锈钢制品各种颜色,增加产品的花色品种,而且提高 产品耐磨性和耐磨能性。不锈钢着色方法有如下几种:(1)离子沉积氧化物或氧化物(2)高温氧化法(3)化学氧化法、电化学氧化法(4)气相裂解法简述各种方法概况如下:(1)离子沉积氧化物或氧化物法,就是将不锈钢工件放在真空镀膜机中进 行真空蒸发镀:例如:镀钛金的手表壳和手表带。一般是金黄色。这种方法适用 于大批量产品加工。因为投资大,成本高,小批量产品不合算。(2)高温氧化法是在特定的熔盐中,浸入工件保持在一定的工艺范围,使 工件形成一定厚度氧化膜,而呈现出各种不同色泽。(3)化
6、学法就是在特定溶液中,通过化学氧化形成膜的颜色,一般有“因 可法”使用较多,不过要能保证一批产品色泽一致的话,必须用参比电报来控制。(4)电化学法,是在特定溶液中,通过电化学氧化形成膜的颜色,这个商 业中得到应用。(5)气相裂解法,较为复杂,在工业中应用较少。(四)说明本文简单介绍不锈钢表面处理方法,具体对产品要求和适用于选用哪一种方 法处理。要根据产品结材,材质,及对表面要求不同。选用制定出可行的工作方 案实施。由于有些工艺方法的配方是商业机密,在这里不便于祥写,请读者谅解。(五)讨论由于本人的水平有限,有很多未能说清楚,有待于请大家讨论。如各种不锈 钢材质的抛光效果是否都达到镜石光泽?在着
7、色上是否都能达到一致?有待进 一步研究实验分析,得出较完整的稳定的工艺配方供生产选择。不锈钢的表面加工工艺不锈钢所具有的多种表面加工拓宽了它的应用领域一不同的表面加工使不 锈钢表面各异,使其在应用中各具独到之处。在建筑应用领域,不锈钢的表面加工之所以重要是有许多原因的。腐蚀环境 要求光滑的表面是因为表面光滑不容易积垢。污垢的沉积会使不锈钢生锈甚至造 成腐蚀。在宽敞的大厅中,不锈钢是电梯装饰板最常用的材料,表面的手印虽然可以 擦掉,但影响美观,所以最好选用合适的表面防止留下手印。卫生条件对许多行 业是很重要的,例如,食品加工、餐饮、酿造和化工等,在这些应用领域,表面 必须便于每天清洗,而且经常要
8、用化学清洗剂。不锈钢是这方面的最佳材料,在 公共场所,不锈钢的表面经常会被胡写乱画,但是,它的一个重要特性是可以将 它们清洗掉,这是不锈钢优于铝的一个显著特点。铝的表面容易留下痕迹,往往很难去掉。清理不锈钢表面时应顺着不锈钢的 纹路清理,因为有些表面加工的纹路是单向性的。不锈钢最适用于医院或其它卫生条件至关重要的领域,如:食品加工、餐饮、 酿造和化工,这不仅是因为它便于每天清洗,有时还要使用化学清洗剂,而且还 因为它不易滋生细菌。试验表明不锈钢在这方面的性能与玻璃和陶瓷相同。1、不锈钢的自然外观不锈钢给人一种自然的坚固亮丽之感,其自然色彩柔和地反映出周围环境的 颜色。2、表面加工的基本种类可以
9、用于不锈钢的表面加工大致有五种,它们可以结合起来使用,变换出更 多的最终产品。五个种类有:轧制表面加工、机械表面加工、化学表面加工、网纹表面加工 和彩色表面加工。还有一些专用的表面加工,不过无论指定哪一种表面加工,都应遵循以下步 骤: 与制造厂家一起商定需要的表面加工,最好准备一个样品,作为今后批量 生产的标准。 大面积使用时(如复合板,必须保证所用的基底卷板或卷材采用的是同一 批次。 在许多建筑应用中,如:电梯内部,尽管手印可以擦掉,但很不美观。如 果选用布纹表面,就不那么明显了。在这些敏感的地方一定不能使用镜面不锈钢。 选择表面加工时应考虑到制作工艺,例如:为了除去焊珠,可能要对焊缝 进行
10、修磨,而且还要恢复原有的表面加工。花纹板很难甚至无法满足这一要求。 对于有些表面加工、修磨或抛光的纹路是有方向性的,被称为单向的。如 果使用时使这种纹路垂直而不是水平,污物就不易附着在上面,而且容易清洗。 无论采用哪种精加工都需要增加工艺步骤,因此要增加费用,所以,选择 表面加工时要慎重。因此,建筑师、设计人员和制造厂家等有关人员需要对不锈钢的表面加工有所了解。通过彼此之间的友好合作和相互交流,一定会获得所期望的效果。 根据我们的经验,我们不建议使用氧化铝作磨料,除非在使用过程中十分 小心。最好是使用碳化硅磨料。3、标准表面加工许多种表面加工一直是采用编号或其它分类方法表示、它们都被编入了有关
11、 的标准中,如:”英国标准BS1449和”美国钢铁协会不锈钢生产者委员会标准”。4、轧制表面加工板材和带材有三种基本的轧制表面加工,它们是通过板材和带村的生产工艺 表示的。No.1:经过热轧、退火、酸洗和除鳞。处理后的钢板表面是一种黯淡表面, 有点粗糙。No.2D:比N0.1表面加工好,也是黯淡表面。经过冷轧、退火、除鳞,最后 用毛面辊轻轧。No.2B:这是建筑应用中最常用的,除在退火和除鳞后用抛光辊进行最后一 道轻度冷轧外,其它工艺与2D相同,表面略有些发光,可以进行抛光处理。No.2B光亮退火:这是一种反射性表面,经过抛光辊轧制并在可控气氛中进 行最终退火。光亮退火仍保持其反射表面,而且不
12、产生氧化皮。由于光亮退火过程中不发生氧化反应,所以,不需要再进行酸洗和钝化处理。5、抛光表面加工No.3:由3A和3B表示。3A:表面经过均匀地研磨,磨料粒度为80100目。3B:毛面抛光,表面有均匀的直纹,通常是用粒度为180200目的 砂带在2A或2B板上一次抛磨而成。No.4:单向表面加工,反射性不强,这种表面加工可能在建筑应用中用途最 广。其工艺步骤是先用粗磨料抛光,最后再用粒度为180的磨料研磨。No.6:是对No.4的进一步改进,是在磨料和油介质中用坦皮科抛光刷抛光 No.4表面。”英国标准1449中没有该表面加工,但在美国标准中可以查到。No,7:被称为光亮抛光,是对已经磨得很细
13、但仍有磨痕的表面进行抛光。通常使用的是2A或2B板,用纤维或布抛光轮和相应的抛光膏。No.8:镜面抛光表面,反射率高,通常被称为镜面表面加工,因为它反射的 图像很清晰。用细磨料对不锈钢连续抛光,然后再用非常细的抛光膏打磨。在建筑应用中应该注意的是这种表面如果用在人员流动量较大或人们经常 触摸到的地方会留下手印。手印当然可以擦掉,但有时影响美观。官方标准和文献中描述的表面加工只是一般性的介绍,样本才能最直观地 表示表面加工的种类。抛光或金属精加工厂家将提供各种表面加工的样品,用户 应同他们进行讨论。6、表面粗糙度轧制表面加工和抛光表面加工的分类是说明能够达到的程度,另一个有效的 表示方法是测量表
14、面粗糙度。标准的测量方法被称为CLA (中心、线平均值),测 量仪在钢板表面横向移动,记录下峰谷的变化幅度CLA的编号越小,表面越光 滑。从下表中的表面加工和饥入编号可以看出不同等级的最终结果。表面加工CLA微米2B0.1-0.52A0.05-0.12D0.4-1.030.4-1.540.2-1.580.2EP基本值的1/2EP二电解抛光,大致可将峰谷的变化幅度减少到原表面的1/2。7、机械抛光注意事项:1)我们应该记住,研磨操作中用砂纸或砂带进行的研磨基本上属于磨光切 割操作,在钢板表面留下很细的纹路。2)我们在用氧化铝作为磨料时曾遇到过麻烦,其部分原因是压力问题。3)设备的任何研磨部件,如
15、:砂带和磨轮等,使用前绝不能用于其它非不 锈钢材料。因为这样会污染不锈钢表面。4)为了保证表面加工的一致性,新砂轮或砂带应先在成分相同的废料上试 用,以便同样品进行比较。8、电解抛光这是一种金属清除工艺,在此工艺中不锈钢作为电解液中的阳极,通电后金 属从表层除去。该工艺通常用于零部件的加工,因为它们的形状难以用传统方法 进行抛光,常用于冷轧钢板的表面,因为其表面比热轧钢板的表面光滑,但是电 解抛光会使表面的杂质更明显,特别是钛和铌稳化的材料会由于粒状杂质使焊缝 区出现差异。小焊疤和锐棱可以通过该工艺清除掉。该工艺着重处理表面上的突出部分, 优先对它们进行溶解。电解抛光工艺是将不锈钢浸泡在加热的
16、液体中,液体的配比涉及到许多专有 技术和专利技术。奥氏体不锈钢的电解抛光效果很好。9、网纹表面加工不锈钢可以采用的花纹种类很多,使钢板具有添加花纹或网纹表面加工的优 点如下: 减少”金属屋面材料皱缩(oilcan-ning),该词是一个用来描述光亮材料 表面的术语,这种表面从光学角度看不平。例如:大面积的装饰板,即使经过拉 伸矫直或张力拉矫也很难使表面完全平直,因而会出现金属屋面材料皱缩。 网纹图案可以减少在阳光下发出的眩光。 花纹板如果有轻微的划痕和小面积压痕都不太明显。 增大钢板的强度。 为建筑师提供了选择的余地。有专利权的图案包括布纹(用于伦敦的埃德 大厦)、镶嵌图案、珍珠状和皮革纹。还
17、可以使用波纹和线状图案。花纹表面特别适合于内部装饰,如:电梯镶板、柜台、壁板和入口处。外部应用时应考虑到使不锈钢能够通过雨水和人工冲刷清洗表面,避免有易 聚集污物和空中杂质的死角,以免造成腐蚀影响美观。10、毛面表面加工毛面表面加工是最常用的表面加工之一,它是在经过抛光或光亮退火的钢板 表面用尼龙研磨带或刷进行抛光。11、喷玻璃球或喷丸对于内部应用,如:电梯的内部,混合表面加工很受欢迎。这种混合工艺是通过喷玻璃球形成无泽表面,然后通过掩饰处理,覆上塑料 膜,成抛光表面加工,最后形成抛光和无泽的混合表面。不锈钢砂丸也可以用于类似的工艺。要使用的玻璃球或丸粒事先绝不能在其它材料上使用,尤其不能在碳
18、钢上。 因为碳钢的粉粒会嵌入到不锈钢表面,很容易造成腐蚀。陶瓷球也可以作为喷料。12、彩色不锈钢不锈钢彩色工艺是国际镍公司(INCO)70年代研制成功的,许多公司都有 使用这一工艺的许可证。前面已经解释过,不锈钢之所以不生锈是因为它表层的情性氧化铬膜,彩色 工艺就是利用这层膜形成指定的颜色。由于不锈钢利用了这层始终存在的膜,所 以既不退色,也不需要像油漆一样经常维护。彩色不锈钢还可以进行成型处理,即使在锐弯处也不会对颜色有任何不良影 响。关于对耐蚀性的影响,试验表明采用该工艺后耐蚀性有所增强。该工艺与操作时间密切相关,时间不同颜色会发生变化。颜色的变化顺序是 棕色、金色、红色、紫色和绿色。该工
19、艺的一大特点是它的最终外观可以反映出该材料原来的表面,即:镜面 或抛光面会产生很强的金属光泽,而毛面表面加工的颜色是无光泽的。工艺过程:该工艺是将不锈钢浸泡在溶液槽中,溶液中最好是每升含250克Cr2O3,每 升含490克硫酸也可以,温度范围8085笆,浸泡时间取决于所需要的颜色, 最多不超过25分钟。将钢板用干净的冷水漂洗后,再在室温条件下放到浓度为250克/1升氯酸和2.5克/1升磷酸的液体中进行阴极处理,时间大约为10分钟,电流密度为 0. 20. 4A/dm2。为了防止损坏,彩色处理后立即进行硬化处理,然后在热水中进行漂洗并且 干燥。13、混合表面加工彩色不锈钢上可以再加图案,所开发的
20、专有技术包括用刚玉砂带除去”突出” 部分,这样,最终的结果是将钢板的自然之美与彩色图案的色彩结合在一起,这 种表面不容易留下手印,特别适用于室内装饰。抛光厂家可以提供表面加工的样 品。14、蚀刻表面加工通过覆膜工艺将图案标在钢板表面,再将钢板浸在三氯化铁酸液(。级)中, 将未覆膜的部分浸蚀掉,在不锈钢的表面形成美丽的图案。不锈钢拉丝是一种金属加工工艺,是当今不锈钢和铝制品行业最流行的一种 表面处理技术.是对不锈钢及铝产品进行的拉丝效果处理。15、不锈钢拉丝不锈钢拉丝一般有几种效果:直丝纹、雪纹纹、尼龙纹。直丝纹是从上到下不间断的纹路,一般采用固定拉丝机工件前后运动即可。雪花纹是现在最为流行的一
21、种,由一点点有规规的点组成,可用虫仔砂纸达 到效果。尼龙纹是由长短不一线条组成,由于尼龙轮质地柔软所以可磨不平部位,达 到尼龙纹。不锈钢拉丝很讲究程序和工艺,一般配合拉丝机修复和还原产品刮花的位置 及焊缝,最终达到整体的拉丝艺术效果。圆柱体表面一般只能上车床或磨床,只要求表面处理,可以用特制磨具夹紧 后上车床用砂纸、布条抛光;如果对精度和表面粗糙度都有很高要求,就要上磨 床打磨。表面拉丝的话,一般只对原料板材进行处理。原板表面做NO.4 (雪花)或 HL (拉丝)后再做成品加工(冲模、深拉等)。经过一般的加工方法,成品都能 保留原板表面效果。油直:应该是指油磨直丝,油磨之后拉丝啊,油墨之后板面
22、比较油亮,然后 再做一层拉丝,也就是磨砂的一种,也属于表面处理,现在有整卷油墨拉丝的, 相比普通拉丝,油磨直丝具有拉丝纹理清晰,整齐,光泽度好,整体效果非常好 等优点,广泛用于电梯装潢和其他表面要求较高的设备,普通拉丝价格一般是2 元一个平方,油直价格一般是12元左右一个平方,油直比拉丝贵10元一个平方, 具体价格也要看订单数量规格价格会有浮动的。16、不锈钢彩色处理技术应用彩色不锈钢处理技术,从工艺角度来说有化学法和电化学法,他们在特定电解质中处理可以得到不同颜色,从而提高了不锈钢的耐磨性、防腐性和花色品种, 应用于不同场合,得到不同的经济效益。制作彩色不锈钢方法有如下几种:高温氧化法,化学
23、氧化法,电化学 氧化法,离子植入法,气相裂解法。各种处理方法概况如下:(1) 高温氧化法是在特定的熔盐中将工件浸入保持一定的工艺温度、时间后, 使工件形成一定厚度的氧化膜,而呈现出各种不同色泽。(2) 化学氧化法是在特定溶液中,通过控制温度和时间形成各种膜的颜色, 一般用“因可法”较多,不过要能保持产品色泽一致的话,必须使用参比电极来 控制。(3) 电化学法是在特定电解液中,通过控制温度、电压时间来形成一定厚度 氯化膜的色泽,这个工艺较成熟,应用较广。(4) 离子植入法是通过真空中气化离子沉积于不锈钢表面,如市面上手表壳, 表带的金黄就是采用这种工艺技术,适用于大批量生产。(5) 气相裂解法,



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