鈍化處理是化學(xué)清洗中Z后一個(gè)工藝步驟，是關(guān)鍵一步，其目的是為了材料的防腐蝕。如鍋爐經(jīng)酸洗、水沖洗、漂洗后，金屬表面很清潔，非?；罨苋菀自馐芨g，所以必須立即進(jìn)行鈍化處理，使清洗后的金屬表面生成保護(hù)膜，減緩腐蝕。鈍化處理的目的

當(dāng)潔凈表面含氧時(shí)，不銹鋼合金表面鈍化或鈍化膜的形成是一種自然現(xiàn)象，鈍化膜的形成可能會(huì)因不銹鋼表面的化學(xué)處理而得到增強(qiáng)。

化學(xué)鈍化工藝準(zhǔn)備的先決條件是清洗程序。該程序包括所有去除表面污染物(油、脂等)的必要操作，以確保金屬的Z強(qiáng)耐腐蝕性，防止產(chǎn)品污染，達(dá)到所要求的表面狀態(tài)。Z終化學(xué)鈍化的口的是去掉合金表面的鐵離子或其他污染物，使合金處于Z強(qiáng)的耐腐蝕狀態(tài)。

對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中耐腐蝕性能較強(qiáng)的不銹鋼(如316L)進(jìn)行鈍化處理是Z有益、Z重要的。根據(jù)用戶的選擇，鈍化可以用于減少鐵離子濃度和增強(qiáng)鉻含量。

在鈍化中，必須認(rèn)識(shí)到Z好的鈍化處理或任何表面處理僅使合金在特定環(huán)境下處于Z強(qiáng)耐腐蝕的狀態(tài)。換言之，合金材料具有固有的耐腐蝕極限，Z好的鈍化處理也不能代替合金材料滿足某種場合所要求的更高的耐腐蝕性能。

1、為什么對(duì)金屬表面要進(jìn)行鈍化處理

盡管不銹鋼元件在安裝前是干凈的，鈍化膜是完整的，但是焊接過程中會(huì)破壞焊縫及熱影響區(qū)(HAZ)的鈍化膜。在鈍化膜中，鉻元素的含量通常高于鐵元素含量，當(dāng)金屬熔化時(shí)，鐵元素濃度提高，而鉻元素含量降低，這就擾亂了焊縫和熱影響區(qū)鉻、鐵和氧的元素分布。

如不去除在制作過程中山熱產(chǎn)生的氧化和污染(特別是鐵元素)，這可能會(huì)降低耐腐蝕性。焊后鈍化可以去除游離鐵離子，有助于恢復(fù)鈍化層，但不能去除由熱引起的氧化顏色。去除熱

氧化顏色需要采用比鈍化所用硝酸或檸檬酸更強(qiáng)的酸。因?yàn)殁g化通常僅僅用于己安裝的管道系統(tǒng)焊接完成后，焊接程序規(guī)定了減輕熱氧化形成的方法。

制作、切割、彎曲等會(huì)產(chǎn)生污染物，會(huì)導(dǎo)致耐腐蝕性降低，如嵌入的鐵屑、熱印、焊條上的焊劑、電弧擊傷、油漆、記號(hào)等，暴露于碳鋼或鐵的環(huán)境中是特別有害的。通過去除污染物，特別是游離鐵，鈍化處理有助于把在制作期間受到損傷的不銹鋼恢復(fù)到原有鈍態(tài)。

2、何時(shí)必須進(jìn)行鈍化

必須進(jìn)行鈍化處理的情況有:①焊接和制作完成后，用戶可能規(guī)定己焊元件在焊接后進(jìn)行電解拋光的元件需要鈍化處理;②新裝入系統(tǒng)的元件焊接完成后，需要鈍化處理。常見鈍化處理工藝

鋼材作為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中Z重要的工業(yè)用材，在汽車制造、冶金、五金、家電、建筑、機(jī)械等行業(yè)應(yīng)用極為廣泛。但是，鋼鐵材料表面層在潮濕、炎熱等復(fù)雜環(huán)境中，容易銹蝕，影響使用、外觀、涂裝等性能，所以在一些鋼鐵生產(chǎn)線上要求對(duì)鋼鐵材料進(jìn)行必要的鈍化處理。

目前，主要處理工藝有鋅系磷化、陶化、硅烷、陶化硅烷復(fù)合處理等，每一種處理工藝技術(shù)特點(diǎn)和性能都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

1、鋅系磷化處理工藝

20世紀(jì)60年代，英國人Ross研究并實(shí)現(xiàn)了首次磷化處理技術(shù)，他將金屬與磷酸鹽溶液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，在金屬表面增加一層磷酸鹽保護(hù)膜，實(shí)現(xiàn)了金屬的防腐功能。

磷化膜結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，磷化膜組成成分隨磷化液配比容易產(chǎn)生改變，其生成化學(xué)反應(yīng)及機(jī)理主要為：磷化液目前已經(jīng)商業(yè)化，且品種繁多，根據(jù)處理溫度不同可分為高溫、中溫、低溫;根據(jù)物理狀態(tài)不同又可分為液體磷化液和粉狀磷化劑;根據(jù)組成成分又可分為：鋅系、鋅鋇系、錳系、鋅鈣系、鋅錳系磷化液等等。

鋅系磷化液因?yàn)槟軌蛟诟鞣N溫度下進(jìn)行磷化，有助于冷加工成型，應(yīng)用Z為廣泛。而且，在汽車制造行業(yè)，采用低鋅磷化，低鋅磷化與陰極電泳配套性好，能夠充分發(fā)揮陰極電泳的優(yōu)勢;中溫鋅系磷化處理工藝比較成熟，槽液控制jing準(zhǔn)簡便、促進(jìn)劑配比寬泛、工序流程操作簡便。在涂裝行業(yè)中與各類涂裝具有良好的配套性。

gao檔一些鈍化磷化液組成成分一般有氧化鋅、磷酸、氟硅酸、鉻醉以及輔佐成分。將這些成分按一定比例混合，用蒸餾水溶解到1L，再使用磷酸調(diào)節(jié)酸度到0.5～1.0，并放置一段時(shí)間后使用。目前高中溫鋅系磷化工藝的溶液成分含量高、磷化沉渣多，其中Zn2+含量在10～50g/L區(qū)間，沉渣的主要組成XFePO4·YZn(PO4)2…nH2O。

為了加速磷化成膜速度，一般增加NO-3、NO-2、C10-3以及有機(jī)硝基化合物等氧化促進(jìn)劑。而且，為了改善磷化膜層的致密性和均勻度，通常在鋅系磷化液中加入Ni2+、Mn2+、Ca2+等改性金屬離子，這種復(fù)合磷化膜層具有成膜速度快、結(jié)晶細(xì)密且耐腐蝕性能較好等優(yōu)點(diǎn)。

雖然鋅系磷化處理工藝較為成熟，改進(jìn)工藝較多，但是這種工藝能耗高、重金屬離子含量高、廢水廢渣排放多、污染嚴(yán)重，不符合綠色環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展要求。

2、陶化處理工藝

氟鋯酸鹽的鈍化處理可以形成以氧化鋯為主的無機(jī)膜，被稱為陶化膜，應(yīng)用也比較成熟，實(shí)現(xiàn)了無磷化處理。ZrO2無機(jī)非金屬材料具有耐磨損、耐高溫、耐腐蝕等特點(diǎn)，目前主要用在家電冷軋鋼板、鋁合金表面處理等領(lǐng)域。

ZrO2轉(zhuǎn)化膜技術(shù)處理主要是在氟鋯酸鹽溶液里，在金屬表面凝聚沉積轉(zhuǎn)化成一種納米氧化鋯陶瓷膜涂層：（Me表示Fe、Zn、Al、Mg等基材）

其優(yōu)點(diǎn)主要有：機(jī)械性、耐酸堿、熱穩(wěn)定性良好，槽液穩(wěn)定便于控制，與原有涂裝工藝和涂裝設(shè)備基本相容，工藝流程簡短、成膜速率在30s內(nèi)，沉渣少，無COD、BOD，不含磷酸鹽，質(zhì)量穩(wěn)定，工藝參數(shù)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，大幅降低了水消耗，降低了廢渣、廢水排放處理，減少了能耗、人力、設(shè)備維護(hù)等成本;而且適用于鍍鋅板、冷軋板、鋁板等混線處理，在高度自動(dòng)化的涂裝車間、汽車前處理領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

在冷軋鋼板鈍化處理后具有優(yōu)異的耐鹽霧腐蝕性能;表面的陶化膜與環(huán)氧樹脂漆層和聚氨酯漆層的附著力為0級(jí)。如下圖所示，鋯化液處理2min后的陶化膜，經(jīng)過噴漆固化后的附著力測試。

陶化膜成膜時(shí)間和pH對(duì)成膜影響較大，陶化膜層較薄，裸膜耐蝕性能與磷化膜相比較差等缺點(diǎn)。

3、硅烷處理工藝

分子中含有與有機(jī)物和無機(jī)物同時(shí)反應(yīng)的有機(jī)硅化合物被稱為硅烷，這種偶聯(lián)劑具有耐腐蝕性能好、無污染、涂層結(jié)合牢固特點(diǎn)，近年來廣泛應(yīng)用于金屬表面處理領(lǐng)域。

硅烷化預(yù)處理工藝基于一種可以水解生成硅醇(-Si-OH)的硅烷試劑(X-Si(OR)3，X表示有機(jī)官能團(tuán)，R為烷基)。硅烷水解產(chǎn)生的硅醇可以與金屬表面的羥基形成Si-O-Me鍵(Me表示金屬)，硅醇自身可縮合交聯(lián)在金屬表面形成一層硅烷膜保護(hù)膜。

硅烷化預(yù)處理化學(xué)方程式為：

硅烷化處理優(yōu)點(diǎn)主要有：槽液可重復(fù)使用，無磷、重金屬離子、沉渣等，不需要加熱，處理時(shí)間較短，處理流程少，可省去表調(diào)工序，有效提高油漆對(duì)基材的附著力，可共線處理鋅及鋅合金(包括鍍鋅鋼板)、鋁及鋁合金、銅合金、鐵及鐵合金(包括普通碳鋼及不銹鋼)、鎂及鎂合金等多種金屬基材。

下圖中，通過硅烷鈍化液處理后，噴漆固化后的附著力測試發(fā)現(xiàn)，硅烷膜在碳鋼片表面附著力可以達(dá)到0級(jí)，附著力較好。但是，硅烷膜膜層較薄，裸膜耐蝕性能與磷化膜相比，尚有差距。

4、陶化硅烷復(fù)合處理工藝

陶化和硅烷處理得到的轉(zhuǎn)化膜與涂料結(jié)合的附著力均達(dá)到0級(jí)，但是陶化膜和硅烷膜的裸膜較薄，膜層的防腐蝕性能與磷化膜相比，尚有差距。但經(jīng)過驗(yàn)證后，發(fā)現(xiàn)陶化和硅烷復(fù)合后，得到的轉(zhuǎn)化膜膜層的防腐蝕性能與磷化相比相當(dāng)，甚至優(yōu)于磷化，并且與涂料結(jié)合后的附著力均到0級(jí)，甚至其他性能測試如：彎曲測試、沖擊測試、常溫水煮測試均達(dá)到0級(jí)，并且工藝流程簡單、槽液參數(shù)控制簡便、容易掌握，可以完全替代磷化，成為金屬表面處理新工藝。工藝流程如下：

脫脂→水洗→水洗→陶化→水洗→水洗→硅烷→烘干→噴涂固化四種不同工藝的性能比較如下表所示。

不銹鋼鈍化處理技術(shù)

不銹鋼鈍化是一項(xiàng)新的不銹鋼表面處理技術(shù)。在國外，這項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于不銹鋼器具制造領(lǐng)域。目前，在國內(nèi)也有大型不銹鋼餐具生產(chǎn)廠家應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)。生產(chǎn)實(shí)踐證明，通過化學(xué)方法在不銹鋼表面形成的鈍化膜能特別有效地提高不銹鋼器具的耐腐蝕性能。

不銹鋼鈍化是用化學(xué)溶解的方法除去不銹鋼表面殘留的鐵或鐵化合物，再用適度的氧化劑，如硝酸基溶液對(duì)不銹鋼進(jìn)行化學(xué)處理，目的是促進(jìn)保護(hù)性惰性膜的形成。

一、不銹鋼鈍化處理前對(duì)機(jī)械冷、熱加工的基本要求

為了降低機(jī)械冷、熱加工造成的污染對(duì)不銹鋼鈍化處理所造成的不良影響，不銹鋼鈍化處理前的機(jī)械冷、熱加工工序，應(yīng)采取如下措施：

1、機(jī)械加工前后，不要使用鐵、氧化鐵、鋼和鋅等材料做成的工具清理不銹鋼表面，建議使用碳化物或其他不會(huì)造成不銹鋼表面污染的非金屬工具。

2、不要使用在其他材料上使用過的磨輪、砂輪和刷子等工具清理不銹鋼表面。

3、對(duì)不銹鋼器具進(jìn)行噴磨處理時(shí)，要使用干凈的、未使用過的研磨料，如玻璃珠、無鐵硅砂或鋁砂，嚴(yán)禁使用鋼丸、粗砂或用于噴磨其他材料的研磨料。

4、在進(jìn)行熱加工前，應(yīng)徹底清潔不銹鋼表面，防止污染物滲人材料的深層，因?yàn)殁g化過程根本沒有可能除去這些滲入材料深層的污染物。

5、在熱處理過程中應(yīng)防止生成氧化物，因?yàn)殁g化過程不能去除氧化物，也不能穿透很深的氧化層。建議整個(gè)熱處理過程使用環(huán)境可控制的熱處理爐，防止氧化物生成。

二、不銹鋼鈍化處理前的預(yù)處理

1、預(yù)清潔

不銹鋼除銹前，可選用蒸汽脫脂、浸洗、噴灑、帶堿性或乳化劑的清潔器刷洗、蒸汽或高壓水噴射等其中之一或多種相結(jié)合的方法，清理不銹鋼表面的油脂、涂料、污泥、沙子和其他污染物。

2、除銹

不銹鋼表面預(yù)清潔后，應(yīng)用化學(xué)或機(jī)械、或者兩者相結(jié)合的方法，除去因熱成型、熱處理、焊接或其他高溫加工所產(chǎn)生的氧化膜。

①化學(xué)除銹(酸洗)：常用的化學(xué)除銹劑包括硫酸、硝酸和氫氟酸的水溶液，見下表?；瘜W(xué)除銹過程應(yīng)注意避免出現(xiàn)過度腐蝕?；瘜W(xué)除銹后必須使用適當(dāng)?shù)闹泻痛胧┣逑床讳P鋼表面。

②機(jī)械除銹：常用的機(jī)械除銹方法有：(磨料)噴砂法、電動(dòng)磨光、砂紙打磨、滾磨和不銹鋼絲刷清理。機(jī)械除銹所用的材料不應(yīng)含有鐵、氧化鐵、鋅和其他會(huì)造成不銹鋼表面污染的物質(zhì)。機(jī)械除銹過程中對(duì)重要部位，如已拋光表面，要有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。機(jī)械除銹后應(yīng)清除除銹所用的材料。

3、清洗

不銹鋼除銹后、鈍化前應(yīng)清洗干凈，可使用如下方法之一或者多種相結(jié)合的方法清洗：

①使用堿性液體清洗油污、固體和半固體污染物;

②使用乳化劑清洗油污沉積物;

③使用有機(jī)溶劑，如脂肪族石油產(chǎn)品、氯代烴類產(chǎn)品或這兩類產(chǎn)品的混合物，清洗不銹鋼表面的污染物;

④使用易揮發(fā)性的氯化溶劑的熱蒸汽清洗油污、石蠟和油脂類污染物;

⑤使用超聲波清洗器加入某些溶劑和洗潔劑(某些合成洗潔劑含有有害成分，使用時(shí)應(yīng)注意)可以清洗不銹鋼器具難以清洗的死角;

⑥使用水蒸汽清洗大體積不銹鋼器具;

⑦使用70MPa高壓水清洗不銹鋼表面的油脂、化學(xué)沉積物;

⑧使用酸性液體清洗鐵或其他金屬染物，然后用適當(dāng)?shù)闹泻痛胧┣逑床讳P鋼表面;

⑨經(jīng)上述清洗后，Z后用清水(固態(tài)物含量不超過200ppm)清洗不銹鋼表面的化學(xué)、物理殘留物。

4、清洗后檢驗(yàn)

不銹鋼經(jīng)過預(yù)清潔、除銹和清洗后，干燥，然后檢查表面清洗質(zhì)量。

①目視檢驗(yàn)：在光線良好的情況下，目視檢驗(yàn)，不銹鋼表面不得存在涂料、油脂、焊渣、熱處理或熱成型氧化膜、污垢、金屬和磨料微粒等污染物。

②擦拭檢驗(yàn)：用干凈的純白棉布，蘸高純度溶劑，擦拭不銹鋼表面，純白棉布不得有可見的污染物。

③游離鐵檢驗(yàn)：將清洗后的不銹鋼器具(如果體積太大，用同樣的材料制作試樣)置于濕度為95%～，溫度為38℃～46℃可控箱內(nèi)24h～26h，檢查不銹鋼表面，不得有生銹或其他腐蝕現(xiàn)象。

三、不銹鋼鈍化處理

不銹鋼器具經(jīng)過預(yù)清潔、除銹、清洗和清洗后檢驗(yàn)工序后，進(jìn)行鈍化處理。不同的不銹鋼牌號(hào)選擇不同的鈍化處理液，目前常用的有硝酸基和檸檬酸基鈍化處理液。不銹鋼鈍化過程必須考慮的三要素是濃度、溫度和時(shí)間。

1、硝酸基鈍化處理液

不銹鋼器具應(yīng)在下面之一的水溶液中，在規(guī)定的溫度下保持規(guī)定的時(shí)間。

①diyi種硝酸基溶液：溶液中硝酸的體積百分比為20～25，重酸鈉的重量百分比為2.5+0.5。零件應(yīng)浸在溫度49℃～54℃溶液中至少20min。

②第二種硝酸基溶液：溶液中硝酸的體積百分比為20～45。零件應(yīng)浸在溫度21℃～32℃溶液中至少30min。

③第三種硝酸基溶液：溶液中硝酸的體積百分比為20～25，零件應(yīng)浸在溫度49℃～60℃溶液中至少20min。

④第四種硝酸基溶液：溶液中硝酸的體積百分比為45～55。零件應(yīng)浸在溫度49℃～54℃溶液中至少30min。

⑤第五種硝酸基溶液：溶液中硝酸濃度、溶液的溫度和浸泡的時(shí)間的其他組合，添加或不添加促進(jìn)劑，抑制劑或其他合適的化學(xué)藥品，只要產(chǎn)生的鈍化膜能滿足要求均可。

2、檸檬酸基鈍化處理液

①diyi種檸檬酸基溶液：溶液中檸檬酸的重量百分比為4～10，零件應(yīng)浸在溫度60℃～71℃溶液中至少4min。

②第二種檸檬酸基溶液：溶液中檸檬酸的重量百分比為4～10，零件應(yīng)浸在溫度49℃～60℃溶液中至少10min。

③第三種檸檬酸基溶液：溶液中檸檬酸的重量百分比為4～10，零件應(yīng)浸在溫度21℃～49℃溶液中至少20min。

④第四種檸檬酸基溶液：溶液中檸檬酸濃度、溶液的溫度和浸泡的時(shí)間的其他組合，添加或不添加促進(jìn)劑，抑制劑或其他合適的化學(xué)藥品，只要形成的鈍化膜能滿足要求均可。

⑤第五種檸檬酸基溶液：溶液中檸檬酸濃度、溶液的溫度和浸泡的時(shí)間的其他組合，添加或不添加促進(jìn)劑，抑制劑或其他合適的化學(xué)藥品，只要形成的鈍化膜能滿足要求均可。浴槽PH值為1.8～2.2。

3、水沖洗

從鈍化液中取出的零件應(yīng)立即用清水(固態(tài)物含量不超過200ppm)進(jìn)行徹底的沖洗。

四、中和

從鈍化液中取出的零件使用清水(固態(tài)物含量不超過200ppm)進(jìn)行徹底的沖洗后。是否需要中和處理，應(yīng)根據(jù)零件表面酸的殘留量檢測結(jié)果來決定。如，可將零件浸人5%NaOH溶液中(71℃～82℃)至少30min進(jìn)行中和處理。

五、鈍化后處理

如有要求，不銹鋼鈍化處理完成，用清水(固態(tài)物含量不超過200ppm)沖洗后一小時(shí)內(nèi).將鐵素體和馬氏體的不銹鋼零件浸人重量百分比4～6，溫度60～71℃的重鉻酸na中，至少30min，然后進(jìn)行徹底的沖洗，Z后吹干。

六、試驗(yàn)方法

1、浸水試驗(yàn)

此試驗(yàn)是用來測試試樣表面的游離鐵或其他的陽性污染物。將試驗(yàn)樣板交替的浸人不生銹容器內(nèi)的蒸餾水中1小時(shí)，取出自然干1小時(shí)，Z少進(jìn)行12次。試驗(yàn)后樣板不應(yīng)有銹跡或去出游離鐵的痕跡。

2、高濕度試驗(yàn)

此試驗(yàn)在特定的滿足試驗(yàn)條件的容器內(nèi)進(jìn)行，試樣浸人丙酮或甲基醇或用蘸丙酮或甲基醇的紗布擦試樣表面將試樣進(jìn)行清潔。之后將其置于不流通的空氣中或干燥箱中。然后將清潔和干燥了的試樣置于濕度97±3%、溫度38±3℃的容器內(nèi)至少24小時(shí)，試驗(yàn)后樣板不應(yīng)有表明游離鐵粒子存在的銹點(diǎn)或色斑。

3、用鹽霧試驗(yàn)檢驗(yàn)不銹鋼鈍化處理后的耐腐蝕能力

按GB/T10125規(guī)定的方法，將試樣置于5%的鹽溶液中至少2小時(shí)，試樣不得有生銹或其他腐蝕現(xiàn)象。

4、檢驗(yàn)大件不銹鋼器具鈍化處理后耐腐蝕能力

將一塊在蒸餾水或除去礦物質(zhì)的水中浸過的干凈的純白棉布放在大件不銹鋼器具表面上，溫度大于或等于10℃，至少60min，布與不銹鋼的接觸面積至少130cm2。在試驗(yàn)過程中，應(yīng)保持試驗(yàn)的布?jí)K濕潤。試驗(yàn)用的布?jí)K不應(yīng)重復(fù)使用以防污染。將布?jí)K取下后，讓試驗(yàn)表面在空氣中自然干燥。然后進(jìn)行檢查，試驗(yàn)表面不得存在的銹點(diǎn)或色斑。

  2018-07-04 4507