不鏽鋼是一種固有的抗腐蝕材料,但是當對不鏽鋼進行機械加工,成型或加工時,可以將游離鐵引入到基材表面上。用諸如硝酸或檸檬酸之類的氧化性酸對不鏽鋼進行適當的鈍化處理會除去這種游離鐵,並促進薄而緻密的保護性氧化層的生長,從而使不鏽鋼的耐腐蝕性最大化。
對於不鏽鋼的類型和最終應用,某些鈍化工藝可能會比其他鈍化工藝表現更好。就讓我們傑昌電鍍來說說吧,我們將比較硝酸和檸檬酸的鈍化作用,這是ASTM A967主要2種化學方法。
硝酸鈍化
在比較硝酸鈍化與檸檬酸鈍化時,整個行業中最常用的方法是硝酸鈍化。硝酸鈍化工藝是QQ-P-35中規定的原始鈍化工藝,這是第一個涉及鈍化的軍事規範。硝酸鈍化提供了多種選項,可自定義酸的氧化電位,以適合特定等級的不鏽鋼。硝酸鈍化的各種方法和類型包括幾種加熱選項以及包括重鉻酸鈉的選項。
硝酸濃度越高,硝酸溫度越高,鈍化化學物質的氧化電位越高。也可以將重鉻酸鈉添加到硝酸中,以提高鍍液的氧化能力,使其更適合用於耐蝕性較低的不鏽鋼,例如沉澱硬化,馬氏體和鐵素體等級的不鏽鋼。這些等級的不鏽鋼中的鎳和鉻含量較低,這使其更易於被腐蝕。化學物質的氧化電位越高,在表面上形成鈍化氧化物阻擋層的速度越快,效果越好,從而降低了腐蝕電位。
以下是根據ASTM A967進行的各種硝酸鈍化方法的濃度和時間:
檸檬酸鈍化
檸檬酸鈍化是由Adolf Coors釀酒公司開發的,用於啤酒桶內部的鈍化。它提供了一種硝酸鈍化的有效替代方法,減少了操作麻煩,並且被認為是FDA的GRAS(公認安全)列表上的環保產品,非常適合食品和飲料應用。
在比較硝酸鈍化與檸檬酸鈍化時,與任何一種硝酸鈍化溶液相比,檸檬酸溶液都能有效地鈍化範圍更廣的不鏽鋼合金,從而可以鈍化幾種不鏽鋼合金的組件。
鈍化化學物質可以清除表面的游離鐵,但也可以從不鏽鋼中除去一些鎳和鉻。去除鎳和鉻會降低表面的耐腐蝕材料,從而留下較薄的氧化層。檸檬酸鈍化選擇性去除鎳和鉻上的鐵,比硝酸鈍化留下更厚的耐腐蝕氧化物層。
檸檬酸的其他優點之一是可以調整鍍液配方,以減少與硝酸相比的循環時間,從而與硝酸相比,可以提高生產率並降低鈍化成本。對於某些檸檬酸鈍化配方,浸入時間可能低至4分鐘。
下面提供了ASTM A967中各種檸檬酸鈍化濃度和時間:
鈍化預處理
比較硝酸鈍化與檸檬酸鈍化時的普遍要求是零件必須經過適當的預處理。對於經過熱處理的不鏽鋼的馬氏體等級和沉澱硬化等級,硬化過程後零件上可能會結垢,對於機加工零件,有切削液和其他油,對於裝配體,有焊垢和熱痕。殘留在零件上的這些水垢或油中的任何一種都會降低材料的防腐性能,並且在鈍化過程中會抑制其有效性並損壞零件。鈍化之前,應清除水垢和油脂。油可以簡單地清洗或蒸汽脫脂零件。水垢需要使用除垢的無機酸(例如鹽酸)或無機脫氧劑(例如高錳酸鉀)或研磨方法(例如介質噴砂或振動拋光)去除。對於那些需要非常均勻表面的零件,特別是對於具有熱影響區的零件(例如焊件),建議使用機械除垢方法。
結論
不鏽鋼鈍化是不鏽鋼組件製造中的關鍵組成部分,以確保充分優化的耐腐蝕性。選擇檸檬酸和硝酸鈍化方法時有許多不同的因素。
鈍化化學物的汙染會導致表面的點蝕,從而產生嚴重腐蝕或變暗的表面。導致點蝕的常見物質是氯化物,其來源多種多樣,包括拖入酸中或在水中使用氯化物。此外,鈍化槽中的有機物堆積,例如未正確清潔的零件所產生的機加工油的引入,都可能導致不鏽鋼腐蝕。因此,需要定期進行分析並維護鈍化化學物質。某些鈍化方法也比其他方法更能抵抗點蝕。用於硝酸鈍化氧化電位增加的鍍液也更能抵抗點蝕。與檸檬酸相比,硝酸還具有更強的抗點腐蝕性。
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