不銹鋼材料表面工藝處理方案

不銹鋼材料表面工藝處理方案

材料的選用和非噴涂性表面處理——針對我司現(xiàn)正在研發(fā)中的不銹鋼產(chǎn)品，在生產(chǎn)測試時所出現(xiàn)的外觀不良現(xiàn)象，做出的問題分析和控制方法；不銹鋼材料表面工藝處理方案

前期用443（YH21CT）不銹鋼制作的LCD戶外廣告機柜，在制作完成后的測試過程中，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品外表面顏色發(fā)暗，無光亮感，焊接（未打磨）位置銹蝕嚴(yán)重，對我司產(chǎn)品的外觀品質(zhì)帶來很大影響；通過對問題點的初步分析，可能發(fā)生以上問題的原因有：——所用材料（443不銹鋼）防腐蝕性稍差，不適合做戶外非噴涂性產(chǎn)品；——焊接工藝有問題，焊接處有滲碳，續(xù)而引發(fā)生銹（晶間腐蝕）；——表面太過粗糙，打磨/拋光未將表面有害物質(zhì)清除，表面沉積生成物引發(fā)局部生銹；不銹鋼材料表面工藝處理方案一.不銹鋼材料的選型1.我司對所選不銹鋼的基本要求；加工性能好：要求材料的可切削性，成型性，焊接性能優(yōu)異；抗腐蝕性強：能夠抵御外界各個環(huán)境的各種腐蝕性物質(zhì)，滿足在長時間內(nèi)不會腐蝕；價格低廉：在能夠滿足以上兩種要求的同時，選用價格較便宜的材料；不銹鋼材料表面工藝處理方案

２.現(xiàn)主要存在的問題點；材料的加工性能暫未對我司現(xiàn)有的加工造成影響，但產(chǎn)品的生銹和腐蝕是我司目前難以解決的問題。所以，產(chǎn)品的防腐蝕能力是現(xiàn)在的重點處理內(nèi)容?，F(xiàn)對幾種抗腐蝕等級按適用環(huán)境的不同做幾種分類；

經(jīng)驗表明，大氣的腐蝕程度因地域而異。為便于說明，建議把地域分成四類，即：鄉(xiāng)村，城市，工業(yè)區(qū)和沿海地區(qū)。不銹鋼材料表面工藝處理方案鄉(xiāng)村是基本上無污染的區(qū)域。該區(qū)人口密度低，只有無污染的工業(yè)。城市為典型的居住、商業(yè)和輕工業(yè)區(qū)，該區(qū)內(nèi)有輕度污染，例如交通污染。工業(yè)區(qū)為重工業(yè)造成大氣污染的區(qū)域。污染可能是由于燃油所形成的氣體，例如硫和氮的氧化物，或者是化工廠或加工廠釋放的其它氣體?？諝庵袘矣蔚念w粒，像鋼鐵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的灰塵或氧化鐵的沉積也會使腐蝕增加。

沿海地區(qū)通常指的是距海邊一英里以內(nèi)的區(qū)域。但是，海洋大氣可以向內(nèi)陸縱深蔓延，在海島上更是如此，盛行風(fēng)來自海洋，而且氣候惡劣。例如，英國氣候條件就不銹鋼材料表面工藝處理方案

是如此，所以整個國家都屬于沿海區(qū)域。如果風(fēng)中夾雜著海洋霧氣，特別是由于蒸發(fā)造成鹽沉積集聚，再加上雨水少，不經(jīng)常被雨水沖刷，沿海區(qū)域的條件就更加不利。如果還有工業(yè)污染的話，腐蝕性就更大了；不銹鋼材料表面工藝處理方案3.針對產(chǎn)品防腐蝕性的基本要求，提供幾款不同型號的不銹鋼材料做對比選擇；430JIL不銹鋼：材料添加了Cu,Nb等元素；其耐腐蝕性，成形性，焊接性及耐高溫氧化性良好。主要應(yīng)用于建筑外部裝飾材料，汽車零件，冷熱水供給設(shè)備；屬鐵索體不銹鋼，價格相對奧氏體不銹鋼便宜；439不銹鋼：

439鋼種是在普通鐵素體材料（430）的基礎(chǔ)上降低C的含量，同時加入Ti等穩(wěn)定化元素，使該鋼種的耐晶間腐蝕性、成型性和焊接性均有所提高。其與304鋼種不銹鋼材料表面工藝處理方案

相比，雖延伸率較低（30％左右），但強度、耐腐蝕性相當(dāng)，且耐腐蝕性優(yōu)于200系列材料。443不銹鋼：（YH21CT)443CT是JFE首次開發(fā)的，其功能與304不銹鋼相似。可以替代304不銹鋼的產(chǎn)品（實測性能稍差304）。443CT的鉻含量為20-23%，具有和SUS304同樣優(yōu)異的抗腐蝕性，和出色的成形性；價格比304不銹鋼便宜；但還未得到業(yè)界的廣泛應(yīng)用，我司在試驗階段發(fā)現(xiàn)此材料暫時還曾在一些難以克服的問題。304不銹鋼/304L不銹鋼：不銹鋼材料表面工藝處理方案

304不銹鋼是應(yīng)用最為廣泛的一種鉻-鎳不銹鋼，具有良好的耐蝕性、耐熱性、低溫強度和機械特性。在大氣中耐腐蝕，如果是工業(yè)性氣氛或重污染地區(qū)，則需要及時清潔以避免腐蝕。適合用于食品的加工、儲存和運輸。

304L不銹鋼是碳含量較低的304不銹鋼的變種，用于需要焊接的場合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區(qū)中所析出的碳化物減至最少，而碳化物的析出可能導(dǎo)致不銹鋼在某些環(huán)境中產(chǎn)生晶間腐蝕（焊接侵蝕）。316不銹鋼/316L不銹鋼：

316不銹鋼（18Cr-12Ni-2.5Mo）因添加Mo，故其耐蝕性、耐大氣腐蝕性和高溫強度特別好，可在苛酷的條件下使用；316和317型不銹鋼含有鋁，因而在海洋不銹鋼材料表面工藝處理方案

和化學(xué)工業(yè)環(huán)境中的抗點腐蝕能力大大地優(yōu)于304不銹鋼?？蓱?yīng)用于海水里用設(shè)備、化學(xué)、肥料等腐蝕性較強生產(chǎn)設(shè)備，或食品工業(yè)、沿海地區(qū)設(shè)施；316不銹鋼具有良好的焊接性能?？刹捎盟袠?biāo)準(zhǔn)的焊接方法進行焊接。焊接時可根據(jù)用途，分別采用316Cb、316L或309Cb不銹鋼填料棒或焊條進行焊接。為獲得最佳的耐腐蝕性能，316不銹鋼的焊接斷面需要進行焊后退火處理。

316L不銹鋼是碳含量較低的316不銹鋼的變種，如果使用316L不銹鋼，不需要進行焊后退火處理；其它性能與316相同；

不銹鋼材料表面工藝處理方案二．產(chǎn)品在加工中的控制小知識：不銹鋼為什么耐腐蝕？所有金屬都和大氣中的氧氣進行反應(yīng)，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續(xù)進行氧化，使銹蝕不斷擴大，最終形成孔洞?？梢岳糜推峄蚰脱趸慕饘伲ɡ?，鋅，鎳和鉻）進行電鍍來保證碳鋼表面，但是，正如人們所知道的那樣，這種保護僅是一種薄膜。如果保護層被破壞，下面的鋼便開始銹蝕。

不銹鋼的耐腐蝕性取決于鉻，但是因為鉻是鋼的組成部分之一，所以保護方法不盡相同。

在鉻的添加量達到10．5％時，鋼的耐大氣腐蝕性能顯著增加，但鉻含量更高時，盡管仍可提高耐腐蝕性，但不明顯。原因是用鉻對鋼進行合金化處理時，把表面氧化物的類型改變成了類似于純鉻金屬上形成的表面氧化物。這種緊密粘附的富鉻氧化物保護表面，防止進一步地氧化。這種氧化層極薄，透過它可以看到鋼表面的自然光澤，使不銹鋼具有獨特的表面。而且，如果損壞了表層，所暴露出的鋼表面會和大氣反應(yīng)進行自我修理，重新形成這種"鈍化膜"，繼續(xù)起保護作用。

因此，所有的不銹鋼都具有一種共同的特性，即鉻含量均在10．5％以上。不銹鋼材料表面工藝處理方案1.不銹鋼在一定的條件下也會生銹的

不銹鋼設(shè)備制作過程中會出現(xiàn)表現(xiàn)損傷，缺陷以及一些影響表面的物質(zhì)，如：粉塵、浮鐵粉或嵌入的鐵，熱回火色和其它氧化層、銹斑、研磨毛刺、焊接引弧斑痕、焊接飛濺、焊劑、焊接缺陷、油和油脂、殘余粘合劑和油漆、粉筆和標(biāo)記筆印等。絕大多數(shù)都是因為忽略了它們的有害影響而不重視或做得不好。但是，它們對氧化保護膜有著潛在的危害。保護膜一旦被損壞，被減薄或用其它方法使之改變，下面的不銹鋼就會開始腐蝕。腐蝕一般不是遍及整個表面，而是在缺陷處或其周圍。這種局部不銹鋼材料表面工藝處理方案

腐蝕通常會為點蝕或縫隙腐蝕，這兩種腐蝕會向深度和廣度發(fā)展，而大部分表面不受侵蝕。所以，不銹鋼產(chǎn)品的加工工藝和方法也是保證其防腐蝕能力的重要因素；

思考：我們該如何控制？不銹鋼材料表面工藝處理方案2.現(xiàn)對幾個影響較大的重點加工工序做些說明，及加工注意事項：焊接：鉻是奧氏體不銹鋼中最主要的合金元素,奧氏體不銹鋼的不銹性和耐蝕性的獲得主要是由于在會質(zhì)作用下,鉻促進了鋼的鈍化并使鋼保持穩(wěn)定鈍態(tài)的結(jié)果.但在經(jīng)過高溫焊接后，熱影響區(qū)中的晶界上有鉻的碳化物析出時會極易生成貧鉻層（指鉻含量降低的區(qū)域），而貧鉻層區(qū)域?qū)⒃谝院螽a(chǎn)品的使用過程中易產(chǎn)生晶間腐蝕，成為產(chǎn)品腐蝕的根源。加工時應(yīng)注意以下幾點：不銹鋼材料表面工藝處理方案選用低碳（C≤0.03%）的不銹鋼型號，或添加鈦、鈮的不銹鋼型號做產(chǎn)品基材。選用低碳焊絲做為焊接添加劑；（可選用與基材同種牌號的焊絲）焊接時盡量采用同種牌號的不銹鋼板材；焊接之前應(yīng)徹底除掉有害于焊接的銹，油，水份，油漆等臟污；（建議先清洗再焊接）采用氬弧焊接方式，焊接時盡量不要息??；對于長焊縫而無法保證不息弧時，應(yīng)避免焊接引弧斑痕，焊工在金屬表面引弧時，會造成表面粗糙缺陷。保護膜受損，留下潛在的腐蝕源。焊工應(yīng)在已經(jīng)焊好的焊不銹鋼材料表面工藝處理方案

道上或在焊縫接頭的側(cè)邊引弧。然后將引弧痕跡熔入焊縫中；不要產(chǎn)生焊渣飛濺，飛濺物落在產(chǎn)品表面上會產(chǎn)品有影響；焊縫大小適當(dāng)，避免焊接反面無氣體保護而滲碳；采用低電流焊接，避免高溫影響材料的物理性改變；焊接后進行熱處理，以達到析出的碳化物平均分散，降低腐蝕的機率性；焊接后清除焊渣，除掉焊渣時應(yīng)使用不銹鋼刷。不銹鋼材料表面工藝處理方案打磨/拋光：打磨、拋光是焊接后的一項重要處理工藝，產(chǎn)品打磨后表面的粗糙度直接影響到產(chǎn)品的抗腐蝕能力；粗糙表面能夠成為發(fā)生腐蝕和沉積生成物的發(fā)源地；所以，產(chǎn)品表面越光滑，其抗腐蝕性越強。相反，則抗腐蝕性越差；為了將產(chǎn)品腐蝕的機率降到最低，提出以下幾項意見：先用粗砂輪打磨焊渣后，再用細砂輪磨光，最后再拋光，拉絲；為了防止工藝潤滑劑或生成物和污物積留，必須對劃痕和其它粗糙表面進行機械（打磨）清理。不銹鋼材料表面工藝處理方案在任何表面上，游離鐵都會生銹并使不銹鋼產(chǎn)生腐蝕。所以，打磨前應(yīng)清理打磨片（輪），防止游離鐵吸附在不銹鋼表面造成影響；有些焊接區(qū)域無法打磨的，而焊接色斑又必須清除（主要針對產(chǎn)品焊接反面位置），可用焊斑清洗膏擦拭掉；（或用清洗液浸泡清洗）拋光也應(yīng)該由先粗拋，后精拋的先后順序來操作，主要還是以消除產(chǎn)品表面難以看見的凹坑，缺陷為目的；拋光過程中，拋光輪注意要經(jīng)常打臘，以清潔拋光輪上的殘留物；完全消除表面粗糙問題后，再進行淺拉絲處理，拉絲后不銹鋼材料表面工藝處理方案

的表面用手觸摸，盡量不要讓其有明顯手感；（只能看見拉絲紋）產(chǎn)品打磨，拋光，拉絲工序都完成后，建議增加鈍化工藝；（既清潔產(chǎn)品表面臟污，拋光后的粉塵，又可起鈍化作用）在包裝前采用“滑石粉”來擦拭產(chǎn)品外表面，可起到部份保護作用；滑石具有潤滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、絕緣性、熔點高、化學(xué)性不活潑、遮蓋力良好、柔軟、光澤好、吸附力強等優(yōu)良的物理、化學(xué)特性。不銹鋼材料表面工藝處理方案三.總結(jié)說明

按我司的LCD戶外廣告機柜的外觀要求，從以上選出一款比較合適的不銹鋼材料，并針對此款材料的加工難點，列出各環(huán)節(jié)加工注意事項；選用304L型不銹鋼材料，此種材料與304不銹鋼各方面性能一樣（304材料的各方面性能偏優(yōu)，適用各個場所的廣泛應(yīng)用材料，對其性能的了解居多），304L與304相比，其防晶間腐蝕效果更好，可有效解決焊接生銹問題；焊接前清洗焊接位置的油污，臟污；（可焊前鈍化處理）在焊接時選用316L焊絲，此型號焊絲為低碳防蝕效果較好的材料，以上介紹316L材料時有描述；不銹鋼材料表面工藝處理方案滿焊時盡量采用低電流焊接，防止高溫碳化物析出，T1.0~2.0mm厚的材料，電流控制在45~75A以內(nèi)；焊接時，溶渣中不允許有氣孔；滿焊時不允許有接縫；打磨時防止游離鐵吸附產(chǎn)品表面，另選打磨場地（與鐵件打磨處分開），并用新砂輪片/拋光輪（或?qū)４虿讳P鋼產(chǎn)品的砂輪片/拋光輪）來對產(chǎn)品進行打磨/拋光；每個位置的焊接色斑（燒傷顏色）都必須清除干凈，內(nèi)部無法打磨的位置，可用焊斑清洗膏/清洗液擦拭掉；打磨焊渣后，必須經(jīng)過粗拋后再精拋光，不允許有明顯的沙眼、深劃痕、打磨印等粗糙面；（拉絲前能拋不銹鋼材料表面工藝處理方案

出亮光色最好，對拉絲后機柜的外觀效果能起到好的作用）拉絲采用120#的細絲尼龍輪，按機柜的豎立方向進行淺拉絲，用手觸摸不會有明顯的絲紋手感；[淺拉絲的效果：拉絲紋給以明顯的視覺效果，并遮蓋淺劃痕；用手觸摸不會有明顯的手感，降低表面粗糙度，可降低表面發(fā)暗、腐蝕的機率（原因在前面有講到）；縱向拉絲可減少灰塵、臟污在產(chǎn)品表面的附著力；淺拉絲可以保持拉絲前的光亮色]清洗產(chǎn)品表面灰塵，臟污；產(chǎn)品外表面擦拭“滑石粉”，可起到增強表面色澤度，和部份保護作用；（“滑石粉”功效見前面描述）不銹鋼材料表面工藝處理方案

439430JIL443304304L316316L抗腐蝕性能一般一般一般良好優(yōu)秀適用環(huán)境城市工業(yè)區(qū)城市工業(yè)區(qū)沿海地區(qū)價格對比GFEDCBA加工性能中良優(yōu)優(yōu)

焊接性能/防晶間腐蝕優(yōu)良良良優(yōu)良優(yōu)優(yōu)越性耐晶間腐蝕性、成型性和焊接性與304相當(dāng)耐蝕性、成形性、焊接性及耐高溫氧化性良好新型304材料的替代品，其性能稍差于304，價格便宜耐蝕性、耐熱性、低溫強度和機械性能耐高溫，耐強腐蝕，焊接性能好應(yīng)用產(chǎn)品電梯、建筑裝飾板、汽車排氣系統(tǒng)部件、洗衣機內(nèi)筒建筑外部裝飾材料，汽車零件，冷熱水供給設(shè)備與304材料相同廣泛用于家庭用品（1、