CN112538623A - 一种不锈钢表面钝化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不锈钢表面钝化工艺，包括以下步骤：S1、表面处理：S2、打磨处理：将表面处理后的不锈钢放置在具有改性铈基抛光粉内，通过外部驱动设备带动不锈钢高速转动，进行抛光处理，处理后进行二次清洗，清洗方法与S1中清洗方法相同；S3、钝化处理：采用配制的钝化液进行钝化处理，钝化处理后在自然环境中静置24h，使工件表面形成的钝化层完全固化；S4、后处理：所述改性铈基抛光粉，按照总重量份为100％计，包括以下重量份的原料，次氮基三亚甲基膦酸1～9％、焦磷酸钠1～9％、六偏酸磷钠1～9％，余量为改性二氧化铈。本发明提高了抛光精度，钝化形成的保护膜覆盖均匀，产品质量高，抛光粉可以重复利用。
Description
技术领域
本发明涉及不锈钢钝化技术领域，尤其涉及一种不锈钢表面钝化工艺。
背景技术
不锈钢产品经过机械加工、焊接等工序后，表面会产生大量划痕、抛光痕，而且不锈钢部件在成形、组装、焊接、焊缝检查及施工标记等过程中会带来油污、铁锈、非金属脏物、油漆、焊渣和飞溅物等，而且表面粘附大量其他金属元素的打磨粉尘或异类金属颗粒，这些物质都会影响不锈钢部件表面质量，降低不锈钢的抗腐蚀性能(包括点蚀、缝隙腐蚀)，甚至会导致应力腐蚀破裂，零件表面质量差。因此,一般要采用酸洗钝化以去除不锈钢表面的划痕和抛光痕，同时去除不锈钢表面粘附的各种异物，达到提高不锈钢耐腐蚀和装饰性的日的。
钝化是指金属经强氧化剂或电化学方法氧化处理，使表面变为不活泼态即钝化的过程，是使金属表面转化为不易被氧化的状态，而延缓金属的腐蚀速度的方法。另外，一种活性金属或合金，其中化学活性大大降低，而成为贵金属状态的现象，也叫钝化。
目前的不锈钢表面钝化需要对不锈钢表面进行打磨抛光处理，而打磨抛光的质量直接影响了钝化的效果，而目前且目前用传统的抛光粉使得抛光效果差，且传统的抛光粉易板结成块，不利与重复使用，为此，本发明提出一种不锈钢表面钝化工艺来解决上述问题。
发明内容
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种不锈钢表面钝化工艺，提高了抛光精度，钝化形成的保护膜覆盖均匀，产品质量高，抛光粉可以重复利用。
(二)技术方案
本发明提供了一种不锈钢表面钝化工艺,包括以下步骤：
S1、表面处理：对需要进行钝化的不锈钢产品，放置在工作台上，先对粘在不锈钢产品表面的碎屑、毛刺以及焊瘤进行清理，清理完毕后用水冲刷干净，冲刷干净后，通过无水乙醇清洗除油，再利用TB-21ND不锈钢焊缝清洗液清洗后干燥至恒重；
S2、打磨处理：将表面处理后的不锈钢放置在具有改性铈基抛光粉内，通过外部驱动设备带动不锈钢高速转动，进行抛光处理，处理后进行二次清洗，清洗方法与S1中清洗方法相同；
S3、钝化处理：采用配制的钝化液进行钝化处理，钝化处理后在自然环境中静置24h，使工件表面形成的钝化层完全固化；
S4、后处理：将钝化后的不锈钢进行第三次清洗，清洗方法与S1中除利用TB-21ND不锈钢焊缝清洗液清洗以外相同，最后自然晾干。
其中，所述改性铈基抛光粉，按照总重量份为100％计，包括以下重量份的原料，次氮基三亚甲基膦酸1～9％、焦磷酸钠1～9％、六偏酸磷钠1～9％、磷酸氢二钠3～5％、磷酸二氢钠1～9％、柠檬酸1～9％、二氧化硅1～9％，余量为改性二氧化铈。
优选的，所述改性铈基抛光粉，按照总重量份为100％计，包括以下重量份的原料，次氮基三亚甲基膦酸2～9％、焦磷酸钠2～9％、六偏酸磷钠2～9％、磷酸氢二钠3.5～5％、磷酸二氢钠1.5～9％、柠檬酸1.5～9％、二氧化硅3～9％，余量为改性二氧化铈。
优选的，所述钝化液，按照总重量份为100％计，包括以下重量份的原料，硝酸3～6％、重铬酸钾1～3％、余量为水；
或者采用硝酸18～22％；氢氟酸8～12％、余量为水。
优选的，所述改性二氧化铈采用质量分数为6％的硬脂酸作为改性剂,pH为8,改性温度为70℃,改性时间为1.5h即可得到改性二氧化铈。
优选的，所述改性铈基抛光粉，其制备步骤为；将次氮基三亚甲基膦酸、焦磷酸钠研磨粒度为10～12nm，将二氧化硅研磨至粒度为20～30nm，然后将次氮基三亚甲基膦酸、焦磷酸钠、六偏酸磷钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、柠檬酸、二氧化硅、二氧化铈在混合器以转速300～500r/min混合均匀即可。
优选的，所述磷酸二氢钠、柠檬酸、二氧化硅、次氮基三亚甲基膦酸作为添加剂加入，在改性铈基抛光粉的制备过程中加入15～25g的有机膦酸作为抗板结剂。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
采用本发明的钝化工艺，不锈钢产品表面抛光均匀，不改变产品的精度，光泽度也得到了显著提高，同时还大幅降低了零件的表面粗糙度，且使得钝化时形成的保护膜更加均匀，同时改性铈基抛光粉可以重复利用，采用普通钝化工艺方法加工的不锈钢零件光洁度低，钝化效果差，且抛光粉不能重复利用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
S1、表面处理：对需要进行钝化的不锈钢产品，放置在工作台上，先对粘在不锈钢产品表面的碎屑、毛刺以及焊瘤进行清理，清理完毕后用水冲刷干净，冲刷干净后，通过无水乙醇清洗除油，再利用TB-21ND不锈钢焊缝清洗液清洗后干燥至恒重；
S2、打磨处理：将表面处理后的不锈钢放置在具有改性铈基抛光粉内，通过外部驱动设备带动不锈钢高速转动，进行抛光处理，处理后进行二次清洗，清洗方法与S1中清洗方法相同；
S3、钝化处理：采用配制的钝化液进行钝化处理，钝化处理后在自然环境中静置24h，使工件表面形成的钝化层完全固化；
S4、后处理：将钝化后的不锈钢进行第三次清洗，清洗方法与S1中除利用TB-21ND不锈钢焊缝清洗液清洗以外相同，最后自然晾干。
改性铈基抛光粉，按照总重量份为100％计，包括以下重量份的原料，次氮基三亚甲基膦酸2％、焦磷酸钠2％、六偏酸磷钠2％、磷酸氢二钠3.5％、磷酸二氢钠1.5％、柠檬酸1.5％、二氧化硅3％，余量为改性二氧化铈；将次氮基三亚甲基膦酸、焦磷酸钠研磨粒度为10nm，将二氧化硅研磨至粒度为20nm，然后将次氮基三亚甲基膦酸、焦磷酸钠、六偏酸磷钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、柠檬酸、二氧化硅、二氧化铈在混合器以转速300r/min混合均匀即可。
实施例二
除改性铈基抛光粉的原料制备组分不同外，其他同实施例1。
改性铈基抛光粉，按照总重量份为100％计，包括以下重量份的原料，次氮基三亚甲基膦酸9％、焦磷酸钠9％、六偏酸磷钠9％、磷酸氢二钠5％、磷酸二氢钠9％、柠檬酸9％、二氧化硅9％，余量为改性二氧化铈。
实施例三
除改性铈基抛光粉的原料制备组分不同外，其他同实施例1。
改性铈基抛光粉，按照总重量份为100％计，包括以下重量份的原料，次氮基三亚甲基膦酸5.5％、焦磷酸钠6％、六偏酸磷钠5％、磷酸氢二钠4％、磷酸二氢钠5％、柠檬酸5％、二氧化硅6％，余量为改性二氧化铈。
实施例四
除改性铈基抛光粉的原料制备组分以及制备步骤不同外，其他同实施例1。
改性铈基抛光粉，按照总重量份为100％计，包括以下重量份的原料，次氮基三亚甲基膦酸3％、焦磷酸钠4％、六偏酸磷钠6％、磷酸氢二钠4％、磷酸二氢钠6％、柠檬酸5％、二氧化硅6％，余量为改性二氧化铈；将次氮基三亚甲基膦酸、焦磷酸钠研磨粒度为12nm，将二氧化硅研磨至粒度为30nm，然后将次氮基三亚甲基膦酸、焦磷酸钠、六偏酸磷钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、柠檬酸、二氧化硅、二氧化铈在混合器以转速500r/min混合均匀即可。
实施例五
除改性铈基抛光粉的原料制备组分以及制备步骤不同外，其他同实施例1。
改性铈基抛光粉，按照总重量份为100％计，包括以下重量份的原料，次氮基三亚甲基膦酸6％、焦磷酸钠2％、六偏酸磷钠5％、磷酸氢二钠4％、磷酸二氢钠4％、柠檬酸6％、二氧化硅4％，余量为改性二氧化铈；将次氮基三亚甲基膦酸、焦磷酸钠研磨粒度为11nm，将二氧化硅研磨至粒度为25nm，然后将次氮基三亚甲基膦酸、焦磷酸钠、六偏酸磷钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、柠檬酸、二氧化硅、二氧化铈在混合器以转速400r/min混合均匀即可。
效果试验
分别采用实施例1～5的钝化工艺方法和普通钝化工艺对高精密机械配套零件进行抛光后钝化，在抛光完毕后，采用实施例1～5钝化工艺的不锈钢零件其表面平面度均到达0.2mm以内，光洁度均到达0.2mm以内，采用普通抛光工艺方法加工的不锈钢零件其表面平面度在0.6mm以上，光洁度均到达0.7mm以上，采用实施例1～5钝化工艺方法的不锈钢零件均有很好抛光效果，且钝化后形成的保护膜覆盖均匀，产品质量高，采用普通钝化工艺方法加工的不锈钢零件光洁度低，钝化效果差，且抛光粉不能重复利用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种不锈钢表面钝化工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、表面处理：对需要进行钝化的不锈钢产品，放置在工作台上，先对粘在不锈钢产品表面的碎屑、毛刺以及焊瘤进行清理，清理完毕后用水冲刷干净，冲刷干净后，通过无水乙醇清洗除油，再利用TB-21ND不锈钢焊缝清洗液清洗后干燥至恒重；
S2、打磨处理：将表面处理后的不锈钢放置在具有改性铈基抛光粉内，通过外部驱动设备带动不锈钢高速转动，进行抛光处理，处理后进行二次清洗，清洗方法与S1中清洗方法相同；
S3、钝化处理：采用配制的钝化液进行钝化处理，钝化处理后在自然环境中静置24h，使工件表面形成的钝化层完全固化；
S4、后处理：将钝化后的不锈钢进行第三次清洗，清洗方法与S1中除利用TB-21ND不锈钢焊缝清洗液清洗以外相同，最后自然晾干。
其中，所述改性铈基抛光粉，按照总重量份为100％计，包括以下重量份的原料，次氮基三亚甲基膦酸1～9％、焦磷酸钠1～9％、六偏酸磷钠1～9％、磷酸氢二钠3～5％、磷酸二氢钠1～9％、柠檬酸1～9％、二氧化硅1～9％，余量为改性二氧化铈。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢表面钝化工艺，其特征在于，所述改性铈基抛光粉，按照总重量份为100％计，包括以下重量份的原料，次氮基三亚甲基膦酸2～9％、焦磷酸钠2～9％、六偏酸磷钠2～9％、磷酸氢二钠3.5～5％、磷酸二氢钠1.5～9％、柠檬酸1.5～9％、二氧化硅3～9％，余量为改性二氧化铈。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢表面钝化工艺，其特征在于，所述钝化液，按照总重量份为100％计，包括以下重量份的原料，硝酸3～6％、重铬酸钾1～3％、余量为水；
或者采用硝酸18～22％；氢氟酸8～12％、余量为水。
4.根据权利要求2所述的一种不锈钢表面钝化工艺，其特征在于，所述改性二氧化铈采用质量分数为6％的硬脂酸作为改性剂,pH为8,改性温度为70℃,改性时间为1.5h即可得到改性二氧化铈。
5.根据权利要求1所述的一种不锈钢表面钝化工艺，其特征在于，所述改性铈基抛光粉，其制备步骤为；将次氮基三亚甲基膦酸、焦磷酸钠研磨粒度为10～12nm，将二氧化硅研磨至粒度为20～30nm，然后将次氮基三亚甲基膦酸、焦磷酸钠、六偏酸磷钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、柠檬酸、二氧化硅、二氧化铈在混合器以转速300～500r/min混合均匀即可。
6.根据权利要求5所述的一种不锈钢表面钝化工艺，其特征在于，所述磷酸二氢钠、柠檬酸、二氧化硅、次氮基三亚甲基膦酸作为添加剂加入，在改性铈基抛光粉的制备过程中加入15～25g的有机膦酸作为抗板结剂。
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