一种不锈钢表面处理方法技术

本发明专利技术创造提供一种不锈钢表面处理方法，包括对不锈钢工件进行酸洗、碱洗、钝化和封闭的处理步骤，其中在钝化和/或封闭过程中，对钝化液与封闭液同时施加超声波处理。本发明专利技术创造不仅能够降低不锈钢工件表面的粗糙度，表现出优异的金属光泽性，而且可将表面的氧化物或其它杂质去除干净，使钝化膜可均匀、完整地覆盖在工件表面，大大提高了不锈钢的耐腐蚀性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术创造属于不锈钢表面处理
，具体涉及一种不锈钢表面的钝化处理 方法。
技术介绍
随着工业领域的不断发展，不锈钢零部件的使用环境越来越苛刻，比如在海洋气 候环境下使用的不锈钢零部件就需要较高的耐蚀性。而影响不锈钢耐蚀性的主要因素包括 表面粗糙度、清洁度、钝化膜质量等。要提高不锈钢表面的耐腐蚀性能，目前广泛采用化学 处理或电化学处理方法，其中铬酸盐钝化是一种典型的化学钝化方法，其原理是不锈钢一 溶液界面发生化学反应，其中关键反应是不锈钢与六价铬之间的氧化还原反应，钝化膜主 要由不溶性的三价铬化合物和可溶性的六价铬化合物两部分组成。不溶性部分具有足够的 强度和稳定性，成为膜的骨架，可溶性部分充填在骨架内部，当钝化膜受到轻度损伤时，露 出的基体与膜中的可溶性部分相互作用，使膜自动修复。而现有钝化操作规程中主要是对 工件进行间歇抖动（如每隔10分钟抖动1次）以及对钝化液进行机械搅拌。但是以上方 法仍然不可避免地会导致溶液搅拌不均匀，金属离子扩散不均匀，从而使钝化膜沉积厚度 不均匀，大大降低了工件表面质量和耐蚀性。另外，钝化前不锈钢表面的氧化皮以及其它杂 质往往去除不干净或者钝化膜在形成过程中在工件表面覆盖不完整，均会降低不锈钢的耐 蚀性。
技术实现思路
本专利技术创造为解决现有技术中的问题，提供了，不仅能 够降低不锈钢工件表面的粗糙度，表现出优异的金属光泽性，而且可将表面的氧化物或其 它杂质去除干净，使钝化膜可均匀、完整地覆盖在工件表面，大大提高了不锈钢的耐腐蚀性 能。 本专利技术创造提供的不锈钢表面处理方法，包括对不锈钢工件进行酸洗、碱洗、钝化 和封闭的处理步骤，其中在钝化和/或封闭过程中，对钝化液与封闭液同时施加超声波处 理，超声波通过空化作用能够很好地分散溶液，同时能够去除金属表面残留的杂质，使得钝 化膜或封闭膜能够均匀而致密地沉积在金属表面，对金属表面形成很好保护，耐腐蚀性能 大大提高，优选的超声频率可设定为40±5kHz，同时对在钝化和封闭过程中施加超声波处 理效果更好。 其中，所述酸洗步骤中，酸洗液成分优选为8-10wt %圆03和0. 5_2wt % HF的混合 水溶液；进一步，酸洗温度优选为20-50°C，时间优选为l_2min。 其中，所述碱洗步骤中，碱洗液成分优选为8-10wt% NaOH的水溶液；进一步，碱洗 时间优选为5-10min。 其中，所述钝化步骤中，钝化液成分优选为20_30vt %圆03和2_3wt % Na2Cr2O7 · 2H20的混合水溶液；进一步，钝化温度优选为45-60°C。 其中，所述封闭步骤中，封闭液为含氟有机溶剂，优选得含氟有机溶剂为将 80-95vt%氟硅烷和2-3vt%无水乙醇混合后，使用乙酸将pH调节至4-4. 5得到的混合液； 进一步，封闭温度优选为55-65Γ ;封闭液能够将表面钝化膜局部孔隙进行填充，形成均匀 密实的保护膜。 进一步，对不锈钢工件进行酸洗前，还包括磁力研磨的步骤，具体的，采用不锈钢 针作为研磨介质，在40-80Hz的工作频率下进行磁力研磨，更优选的研磨时间为8-15min。 进一步，所述磁力研磨和酸洗步骤之间，还包括对不锈钢工件进行第一次冲洗和 第一次干燥的步骤；所述碱洗和钝化步骤之间，还包括对不锈钢工件进行第二次冲洗和第 二次干燥的步骤；所述钝化和封闭步骤之间，还包括对不锈钢工件进行第三次冲洗的步骤。 进一步，封闭步骤后，还包括对不锈钢工件进行沥干、静置和烘干的步骤；具体 的，封闭步骤后，将不锈钢工件沥干并在空气中静置10_20min，然后在100-120°C下烘干 20-30min〇 本专利技术创造的方法操作简单，易实现，投入少、效果佳，能够完全去除不锈钢表面 的氧化皮以及其它杂质，在工件表面获得均匀、完整、致密的钝化保护膜，大大提高不锈钢 工件表面质量和耐蚀性，耐中性盐雾时间可达160h以上，完全能够满足航空、航天、船舶等 特殊领域对不锈钢零部件的耐蚀性要求。【具体实施方式】 下面通过具体实施例对本专利技术创造进行进一步说明。 实施例1 将热处理后的不锈钢紧固件放入装有抛光清洁剂的磁力研磨槽中，使用0. 5X7_ 的不锈钢针作为研磨介质，在60Hz的工作频率下进行磁力研磨lOmin。将工件移出研磨槽 冲洗2次，甩干并烘干后放入酸洗液进行酸洗lmin，酸洗液成分为IOwt % HNOjP 0. 5wt % HF的混合水溶液，温度为25°C，酸洗后将工件放入IOwt % NaOH溶液中进行碱洗5min，碱洗 完后用去离子水冲洗2次进行干燥，将干燥后的工件放入钝化液中进行钝化30min，钝化液 成分为30vt%圆0 3和3wt% Na 2Cr207 ·2Η20的混合水溶液，溶液温度为50°C，钝化后将工件 用去离子水冲洗2次，放入封闭液中进行封闭2min，封闭液是将85vt %氟硅烷和2vt %无水 乙醇混合后，使用乙酸将pH调节至4得到的混合液，作用是将表面钝化膜局部孔隙进行填 充，温度为60°C，移出工件后沥干并在空气中静置15min，放入烘箱中烘干20min，烘箱温度 设置为l〇〇°C。在钝化与封闭过程中，对钝化液与封闭液同时施加超声波均匀化处理，超声 频率设定为40kHz。钝化后的不锈钢紧固件表面光滑，具有金属光泽。 实施例2 将热处理后的不锈钢紧固件放入装有抛光清洁剂的磁力研磨槽中，使用0. 5X7mm 的不锈钢针作为研磨介质，在60Hz的工作频率下进行磁力研磨15min。将工件移出研磨槽 冲洗2次，甩干并烘干后放入酸洗液进行酸洗2min，酸洗液成分为9wt %圆03和Iwt % HF 的混合水溶液，温度为40°C，酸洗后将工件放入IOwt % NaOH溶液中进行碱洗5min，碱洗完 后用去离子水冲洗2次进行干燥，将干燥后的工件放入钝化液中进行钝化25min，钝化液成 分为25vt%圆0 3和3wt% Na 2Cr207 ·2Η20的混合水溶液，溶液温度为55°C，钝化后将工件用 去离子水冲洗2次，放入封闭液中进行封闭2min，封闭液是一种将90vt %氟硅烷和3vt %无 水乙醇混合后，使用乙酸将pH调节至4. 5得到的混合液，作用是将表面钝化膜局部孔隙进 行填充，温度为55°C，移出工件后沥干并在空气中静置lOmin，放入烘箱中烘干20min，烘箱 温度设置为l〇〇°C。在钝化与封闭过程中，对钝化液与封闭液同时施加超声波均匀化处理， 超声频率设定为40kHz。钝化后的不锈钢紧固件表面光滑，具有金属光泽。 对比例1 采用同实施例1的方法对不锈钢工件进行表面处理，其中，在酸洗步骤中，酸洗液 成分替换为12wt% HNO3的水溶液。 对比例2 采用同实施例1的方法对不锈钢工件进行表面处理，其中，在钝化步骤中，钝化液 成分替换为 20-30vt% H2SOjP 2-3wt% Na2Cr2O7 · 2H20 的混合水溶液。 对比例3 采用同实施例1的方法对不锈钢工件进行表面处理，其中，钝化和封闭过程均未 施加超声波均匀化处理。 对比例4 采用同实施例1的方法对不锈钢工件进行表面处理，其中，钝化和封闭过程施加 频率为IOOkHz超声波进行均匀化处理。 对比例5 采用同对比例3的方法对不锈钢工件进行表面处理，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不锈钢表面处理方法，包括对不锈钢工件进行酸洗、碱洗、钝化和封闭的处理步骤，其中在钝化和/或封闭过程中，对钝化液与封闭液同时施加超声波处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：焦莎，刘燕，万冰华，于建政，王川，潘慧，郑晓冬，张晓玲，
申请(专利权)人：航天精工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12