CN104294264A - 奥氏体不锈钢表面防蚀工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种奥氏体不锈钢表面防蚀工艺，通过此工艺对不锈钢表面处理以后，能够有效去除高温焊接后形成的氧化层，达到表面防锈的，包括：除油—水洗—酸洗——电解清洗—钝化—中和—机械清理—干燥—抛光。除油采用超声波清洗进行除油，溶液使用的是表面活性剂乳化液，溶液温度为80℃，时间5min。酸洗采用硝酸66g/L和HF55g/L的混合溶，温度65度，时间10min。钝化采用15%的HNO₃溶液，温度80度，在工件表面形成1.2nm的钝化保护膜。该发明流程简单，效果良好，能有效防止不锈钢的表面腐蚀。

Description

奥氏体不锈钢表面防蚀工艺

技术领域

本发明涉及奥氏体不锈钢表面防蚀工艺。

背景技术

金属腐蚀与防护科学是研究金属材料在其周围环境作用下发生损坏以及如何阻止这种破坏的一门综合性科学。金属材料因为其不仅具有优良的使用性能，而且还具有良好的工艺性能，因此在现代工农业生产中占有极其重要地位。在机械制造、交通运输、国防与科学技术等各个部门都需要大量的金属材料，但是，随着使用时问的推移，金属材料制品都有一个可使用寿命，在使用过程中，金属将受到程度不同的直接和间接的损坏。通常将常见金属损坏的形式归纳为腐蚀、断裂和磨损。其中，腐蚀是我们这次主要关注的，根据腐蚀机理的不同，通常把金属腐蚀分为化学腐蚀，电化学腐蚀和物理腐蚀，其中最常见的是金属的电化学腐蚀。金属发生电化学腐蚀时，形成腐蚀原电池。目前，防腐方法有永久性与暂时性两大类，永久性防腐多采用涂防锈油、涂料或电镀；而暂时性防锈多采用涂防锈油的方法。一般认为，防锈油的防锈机理基于两个方面：一是油膜本身对腐蚀介质的阻隔作用；二是在金属与防锈油界面上缓蚀剂吸附的阻挡作用。当金属在大气条件下，主要由于电化学作用而造成的破坏，习惯上称为锈蚀。调查结果显示，世界各国每年因为金属腐蚀而带来的经济损失约占其国民经济总产值的2％一4％。为避免锈蚀，减少损失，人们采用了各种各样的方法，选用油溶性缓蚀剂的防锈油来保护金属制品，便是目前最常见的方法之一。

腐蚀，按其作用性质分为电化学腐蚀和化学腐蚀；按腐蚀所发生的环境条件分为高温腐蚀、大气腐蚀、海水腐蚀、土壤夫斯、溶盐腐蚀、燃气腐蚀等等。按腐蚀形态则分为全面腐蚀与局部腐蚀。广义的局部腐蚀(Localized Corrosion)则包含以下几种：电偶腐蚀(Galvanic Corrosion)；由不同金属或其他电子导体构成电极的腐蚀电池作用；

孔蚀(Pitting)；产生点状的腐蚀，可从金属表面向内部扩展，形成孔穴。

缝隙腐蚀(Crevice Corrosion)：由于狭缝或间隙的存在，在狭缝内或进旁发生的

腐蚀晶间腐蚀(Intergranular Corrosion)：沿着金属的晶粒边界或其进旁发生的腐蚀

选择性腐蚀(Selective Corrosion)：合金中某一化学成分或某一组织优先腐蚀的过程

应力腐蚀破裂(Stress Corrosion Cracking)：由残余应力或外加应力导致的金属应变和腐蚀联合作用产生破裂的过程。

腐蚀疲劳(Corrosion Fatigue)；由金属的交变应变和腐蚀联合作用产生的过程氢脆(Hydrogen Embrittlement)：由于氢的吸收，导致金属韧性或延展性降低的过程。

冲刷腐蚀(又称腐蚀磨蚀，Erosion—Corrosion)：由于腐蚀和冲刷联合作用而产生的过程。

狭义的局部腐蚀则专指孔蚀和缝隙腐蚀。

社会上使用最多的防腐途径不外乎以下四种：

(1)正确选用耐腐蚀的金属或非金属材料以及合理的设计金属结构；

(2)采用耐腐蚀的各种涂镀层或转化层等表面工程防腐蚀法；

(3)设法减弱或消除介质环境的腐蚀性，其中主要是采用各种缓蚀剂；

(4)施行阴极保护或阳极保护等电化学保护方法等。

为了正确选用有效的防腐蚀方法，从根本上说，一方面要了解具体腐蚀过程的控制因素，另一方面要了解各种防腐蚀方法按其控制腐蚀的作用性质的分类，以便针对腐蚀过程的控制因素选用那些能进一步增强此种控制程度的防腐蚀方法。就是说，要使该防腐蚀方法控制腐蚀的作用性质同腐蚀过程的控制因素相一致才会取得最好的防腐蚀效果。

(1)对于由热力学稳定性控制的腐蚀过程：可采用贵金属或半贵金属，或往合金中加入合金元素以提高合金的热力学稳定性，也可以采用完全抑制腐蚀反应(阴、阳极反应都抑制)的一切措施，包括用涂层完全隔绝金属与环境介质的接触，也包括从溶液中完全去除H+、溶氧等去极化剂，因为后二者也属于提高体系得热力学稳定性的方法之列。

(2)对于阳极控制的腐蚀过程：可以选用那些更容易钝化的合金或往合金中加入阴极性合金元素(例如Pd)以促进阳极钝化，使之实现更稳定的钝化。此外，也可以往介质中添加阳极性缓蚀剂，或施加阳极保护，以进一步增强腐蚀过程的阳极控制程度，减轻腐蚀。

(3)对于阴极控制的腐蚀过程：应该采取进一步增强阴极控制的措施，主要是使用阴极性缓蚀剂或施加阴极保护，也可以采用纯化金属与合金的办法以减少合金中的阴极性杂质或夹杂物，或者使用含析氢过电位高的合金元素的合金以控制析氢腐蚀。

介质氧化还原性的影响

介质的氧化还原能力对金属腐蚀有重要影响。首先，介质的氧化性愈强，意味着介质参与腐蚀过程的阴极反应的电位愈高，，即电位愈正。这样，与同一金属构成的腐蚀体系的混合电位(即金属在该介质中的白腐蚀电位)愈高，使腐蚀条件处于电位pH图中的较高位置。其具体影响可由电位pH图看出。其次，介质的氧化性愈强，使有钝性(有可能钝化)的金属或合金愈容易实现钝化。若介质的强氧化性果然使金属或合金到达钝化状态，将使腐蚀速率急速降低，降至可以认为几乎不腐蚀的程度。但若在介质的氧化性尚未能使金属或合金钝化的限度内，或者介质的氧化性过强已使合金过钝化，则介质氧化性的加强都会使金属或合金加速服饰。

介质PH值和溶氧浓度的影响

电解质水溶液中发生的腐蚀或多或少都有H+或OH与反应，因而都受PH值得影响。就腐蚀热力学而言，PH值不同可使金属处于电位．PH图中不同区域，即处于腐蚀、钝化或免蚀的不同状态。就腐蚀动力学而言，酸性溶液中的腐蚀速率受H+浓度影响很大。H+离子浓度愈高，则氢去极化作用愈强，腐蚀速率愈大。溶液中溶氧浓度对吸氧腐蚀速率有很大影响。淡水、工业水、海水和许多中性的水溶液中的腐蚀都是吸氧腐蚀。除溶氧浓度之增加造成阳极钝化的情况以外，溶氧增加都会加速阴极氧化极化作用，从而加速腐蚀。

介质流速的影响

在只含有空气中的氧、不含大量活性离子(例如Cl)的稀溶液中，随溶液运动速度增加，腐蚀速度也增加。这是因为溶液运动速度之增加起了搅拌作用，是到达金属表面微阴极的氧量增加，加速了阴极去极化作用。当流速继续增加时如果随氧供给增加能造成阳极钝化，则可出现腐蚀速率下降的情况。当流速特别大时，则可能因表面保护膜甚至金属表面本身受冲刷损伤而出现腐蚀失重急剧增加的情况(此即冲刷腐蚀或空蚀。

发明内容

本发明的目的在于提出一种奥氏体不锈钢表面防蚀工艺。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种奥氏体不锈钢表面防蚀工艺，通过此工艺对不锈钢表面处理以后，能够有效去除高温焊接后形成的氧化层，达到表面防锈的，包括：

除油——水洗——酸洗——电解清洗——钝化——中和——机械清理——干燥——抛光。

2、除油采用超声波清洗进行除油，溶液使用的是表面活性剂乳化液，溶液温度为80℃，时间5min。

3、酸洗采用硝酸和HF的混合溶液。

4、钝化采用15%的HNO₃溶液，温度80度，在工件表面形成1.2nm的钝化保护膜。

具体实施方式

实施例1

一种奥氏体不锈钢表面防蚀工艺，通过此工艺对不锈钢表面处理以后，能够有效去除高温焊接后形成的氧化层，达到表面防锈的，包括：

除油——水洗——酸洗——电解清洗——钝化——中和——机械清理——干燥——抛光。

2、除油采用超声波清洗进行除油，溶液使用的是表面活性剂乳化液，溶液温度为80℃，时间5min。

3、酸洗采用硝酸66g/L和HF55g/L的混合溶，温度65度，时间10min。

4、钝化采用15%的HNO₃溶液，温度80度，在工件表面形成1.2nm的钝化保护膜。

实施例2

一种奥氏体不锈钢表面防蚀工艺，通过此工艺对不锈钢表面处理以后，能够有效去除高温焊接后形成的氧化层，达到表面防锈的，包括：

除油——水洗——酸洗——电解清洗——钝化——中和——机械清理——干燥——抛光。

2、除油采用超声波清洗进行除油，溶液使用的是表面活性剂乳化液，溶液温度为80℃，时间5min。

3、酸洗采用硝酸66g/L和HF55g/L的混合溶，温度65度，时间10min。

4、钝化采用15%的HNO₃溶液，温度80度，在工件表面形成1.2nm的钝化保护膜。

实施例2

一种奥氏体不锈钢表面防蚀工艺，通过此工艺对不锈钢表面处理以后，能够有效去除高温焊接后形成的氧化层，达到表面防锈的，包括：

除油——水洗——酸洗——电解清洗——钝化——中和——机械清理——干燥——抛光。

2、除油采用超声波清洗进行除油，溶液使用的是表面活性剂乳化液，溶液温度为80℃，时间5min。

3、酸洗采用HNO₃、H₂SO₄和HCL的混合溶液。

4、钝化采用55%的HNO₃溶液，温度45度，在工件表面形成0.8nm的钝化保护膜。

Claims (4)

1.一种奥氏体不锈钢表面防蚀工艺，其特征在于通过此工艺对不锈钢表面处理以后，能够有效去除高温焊接后形成的氧化层，达到表面防锈的，包括：

除油——水洗——酸洗——电解清洗——钝化——中和——机械清理——干燥——抛光。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的除油采用超声波清洗进行除油，溶液使用的是表面活性剂乳化液，溶液温度为80℃，时间5min。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的酸洗采用硝酸66g/L和HF55g/L的混合溶，温度65度，时间10min。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的钝化采用15%的HNO₃溶液，温度80度，在工件表面形成1.2nm的钝化保护膜。