吴洋

（北矿机电科技有限责任公司，北京 100160）

不锈钢应用及其表面处理技术分析

吴洋

（北矿机电科技有限责任公司，北京 100160）

优越的强度、耐磨性、防腐性、不易生锈以及易加工等都是不锈钢特有的性能，所以其在石油化工行业、食品机械、机电行业、家电行业和家庭装潢装饰行业等被广泛应用。本文对不锈钢的实际应用和表面处理技术进行了具体的分析，并且根据不锈钢在表面处理过程中出现的问题提出了有效的解决措施。

不锈钢；实际应用；表面处理技术

不锈钢本身的自然色彩使周围环境的颜色能够温和的展现出来。从不锈钢所具有的特性以及其广泛的应用中可以看出其发展前景会越来越广阔，不锈钢的表面处理技术程度的高低决定了其应用发展空间的大小，所以对其表面加工技术的改进具有十分重要的意义。

1 不锈钢的组织结构、性能特点以及应用领域

1.1 不锈钢的组织结构

钼（Mo）、镍（Ni）、钛（TI）、铬（Cr）等都属于不锈钢中所拥有的金属元素。常见的不锈钢有铬不锈钢，即含大于12%的Cr以上。镍铬不锈钢含大于18%的Cr，含有大于12%。的Ni。根据金相组织结构对不锈钢进行分类：可分为奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢，大多数将其称为非磁性不锈钢和带有磁性的不锈钢。由于不锈钢自身具有的特殊金相组织以及表面钝化膜，使其很难被化学反应腐蚀。但也是有特殊情况存在的，如在腐蚀介质和诱因（划伤、飞溅等）存在的情况下，不锈钢与腐蚀介质被发生的化学和电化学反应所腐蚀，甚至会产生锈蚀的情况，表现明显的就是点蚀与缝隙腐蚀。电化学腐蚀是不锈钢主要的腐蚀原理，所以在不锈钢的应用过程中应该运用适当的方法，预防锈蚀条件和诱因的产生。

1.2 不锈钢的性能特点

所有金属的表面都会产生氧化膜，这是因为金属和大气中的氧气发生反应而产生的。但是在普通碳钢上产生的氧化铁可以继续氧化，进而扩大锈蚀面积，这就是孔洞的形成原因，针对这种情况采用的金属最好是含有油漆或氧化性极强的，用电镀的方法保护碳钢表面，但仅仅是一种保护膜，如果这层保护膜坏掉，那么下面的钢依然被腐蚀。钢的组成部分中有铬的存在，其决定了钢的耐腐蚀性，因此就出现了各种不同的保护方法。钢最大的耐腐蚀性是铬的含量到达10.5%时，随着铬含量的继续增加，其耐腐蚀性的程度并不会明显提升，这是因为铬对钢进行合金化处理过程中，表面的氧化物类型就变成了相似于纯铬金属上的表面氧化物，其表面会产生相应的富铬氧化物进行保护，防止其进一步氧化。透过这层氧化层依然可以看见钢表面的光泽，这就使钢形成了特有的表面。如果氧化层被破坏，露在外面的钢表面会继续和大气产生反应进行自我恢复，再次形成“钝化膜”，对其进行继续保护。由于不锈钢本身具有的一系列特点，如高硬度及高耐磨性以及较好的机械性能，这种材料在热处理固溶时效后进行表面处理，因为其在热处理加工过程中固有的特殊性，即较厚的氧化皮及特殊的材料，因此可能会加大酸洗钝化加工的难度。

1.3 不锈钢的应用领域

因为不锈钢表面加工技术有所不同，这就使其具有不同的多种表面，从而使其应用领域不断扩大。在某些领域，不锈钢中注重的表面加工是由各种原因造成的。（1）在腐蚀的环境中，对表面的光滑度要求严格，这是因为光滑的表面不会沉积污垢，过多的沉积物会使其生锈，甚至造成腐蚀。（2）在敞亮的环境中，电梯经常用不锈钢作为装饰板，虽然可以将表面的手印擦掉，但是却对美观造成一定程度的影响。（3）在公共场所，虽然不锈钢的表面会被涂写，但是可以将其清洗掉，这是铝所没有的一大优势。（4）在卫生条件严格的领域，其表面要便于每天的清洗，甚至要经常用化学清洗剂，因此这些行业最好的选择就是不锈钢材料，细菌也不容易在其表面产生，经过实践证明，不锈钢在这方面的性能与陶瓷是一样的。

2 不锈钢表面处理加工的分类

不锈钢的表面处理技术与不锈钢产业是共同发展的。虽然不锈钢产业快速发展，但是没有对表面处理技术进行变革，拉丝、镜面和压花依然是主要的处理方法。其中拉丝最为常见，它倾向于简单的风格，当前HL（长丝）和No.4（短丝）是最常用的两种。当前冷轧不锈钢是其进行表面加工的主要材料，分为2B、BA两种原始面。市场上大多是以磨平板为主的，只有少量的卷油磨设备提供给用量大和高端的客户。羊毛毡磨头配合氧化铁或氧化铝粉及硝酸是进行镜面磨削主要的研磨液，其是在不锈钢的表面研磨形成的。电梯、建筑装潢行业主要广泛应用8k的装饰面。在轧制花纹的过程中，压花加工作为一个辅助性的加工存在的。市场上存在的压花加工设备都是比较简单的，大多是只有一组压花辊组成的。不锈钢的常用的表面加工大致上可以分为五种类型：网纹表面加工、机械表面加工、化学表面加工、轧制表面加工以及彩色表面加工，在加工过程中，不论采用哪种类型，都要按照以下的步骤进行加工：（1）与厂家一起确定需要的表面加工，为以后的生产标准寻找一个样品。（2）大量使用时，要保证基板和卷材都是同一批次的。（3）在建筑敏感的地方不要使用镜面不锈钢。（4）要考虑到表面加工的制作工艺。目前在不锈钢的加工过程中，基本上采用喷砂和化学法对氧化皮进行处理，这种处理方法实现不锈钢本色的白化处理的目标，尤其适用于复杂、大型的产品。

3 不锈钢光亮退火工艺的目的、要求

光亮退火是指金属材料或工件在保护气氛或者真空中进行退火工艺，预防氧化是其主要的目的，使表面的光亮度保持不变。解除加工硬化度，取得合适的金相组织，其主要是对不锈钢的保护气氛下产品的热处理进行保护，这些是不锈钢光亮退火工艺的目的和要求。如果使用性能不相同，那么对光亮退火后金相组织的要求就不一样，因此光亮热处理的工艺也就不一样。

4 处理不锈钢表面中存在的问题及解决策略

不锈钢要准备专门的存放架，存放架的材料要以木质的或者表面喷漆的碳钢支架或用橡胶垫为主，其目的主要是为了防止靠近其他的金属材料。其存储位置要方便吊运，要和其它材料存放区隔离，要对其进行保护，防止灰尘等对其造成污染；不锈钢件在吊装时，要用专门的工具，防止表面划伤；在放置时，放置出现碰撞的现象；在运输时，要运用一定的运输工具，如小车、电瓶等，并对其进行洁净隔离。不锈钢要有固定的加工区域，对加工平台上铺上橡胶垫进行隔离，加强不锈钢的定置管理与文明生产，防止对不锈钢件造成污染和损坏。要应用剪切或离子等方式对不锈钢件的下料进行切割。剪切时要与支架隔离；应用离子切割后要清理干净割渣。不锈钢在组对的过程中，要避免强制组装以及火焰烤校装配。要应用氩弧焊的方法进行焊接，如果采用手工电焊弧的方式则要利用小电流和快速焊的方法，防止其移动。在焊接过程中要采取防飞溅的措施，如刷白灰等方法。

在矫形的过程中，不要运用火焰加热的方法，要均匀受热，不要对同一个地方不停加热。矫形时要利用机械装置，主要是为了防止不锈钢件遭到损坏。如果不锈钢件的表面有一定程度的损伤，要进行清理和打磨，尤其是因为碳钢件造成的划伤，一定要彻底的清理打磨干净。要利用专业的抛光工具进行机械刨工。在酸洗钝化之前，要按照一定的工艺程序做好除污工作。不锈钢在加工完成以后，在安装之前有两种不锈钢生锈问题，一是在产品的焊接处和产品的表面加工完工焊接后，在焊接处并没有进行抛光处理，这就造成焊接处生锈的现象。二是材料表面，不锈钢在加工过程中，把焊渣溅在了待加工材料的表面，使其保护膜遭到损坏，从而使其发生腐蚀生锈的现象。

5 结语

由此可见，如果不锈钢暴露在空气中的时间过长，那么发生锈蚀的原因就是多种多样的，也可能是其在自身加工过程中存在的问题而导致其不能正常使用，所以，不锈钢产品在生产过程中的关键环节就是不锈钢的表面处理。不锈钢的表面处理方法要根据产品的具体要求而选择，同时也要根据材料的不同选择合适的方法。通过对不锈钢的表面进行处理，可以加强不锈钢表面的耐蚀性，使其与原表面一致，解决其存在的一系列问题，使其符合特殊产品的需求，不断提升产品的质量，延长产品的使用寿命，给企业带来经济效益。我国不锈钢产业经过多年的发展，其产能和需求都在不断增加，从而提升了不锈钢企业的加工能力，因此，不锈钢的表面处理技术有着巨大的发展空间，这也为不锈钢的表面处理行业奠定了良好的发展基础。

[1]朱则刚.浅谈不锈钢的应用及其表面处理和加工技术[J].特钢技术，2014，（02）01:8-13.

[2]薛方勤.铜电解精炼不锈钢阴极材料的研究与应用[D].昆明理工大学，2003（04）.

[3]刘秀玉.铁、不锈钢表面自组装膜的表征及其电化学研究[D].山东大学，2007（07）.

[4]韩同伟.316L不锈钢表面纳米化后的低周疲劳性能研究[D].贵州大学，2006（10）.

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