不锈钢钝化工艺的制作方法
【专利摘要】一种不锈钢钝化工艺的步骤：对不锈钢进行机械抛光；常温下，不锈钢被放进除油溶液中浸泡10-15分钟去除其表面油污；再被放进酸洗溶液中浸泡6-8分钟来去除不锈钢表面的氧化皮和锈蚀物；接着被放进由H3PO4、聚乙二醇、H2SO4、葡萄糖配制而成的电解液中，采用6-8V的电压在40-80摄氏度下电解6-7分钟，电解完成用去离子水冲洗其表面使其表面光洁；常温下不锈钢被放进5％-10％的NaHCO3溶液中浸泡3-6分钟以中和其表面残留的电解液；室温下不锈钢被放在由柠檬酸和醋酸配制成的钝化液中浸泡30-60分钟；室温下不锈钢被放进5％-7％的NaHCO3溶液中和3-5分钟，之后被去离子水完全清洗；干燥。
【专利说明】不锈钢钝化工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于不锈钢表面处理工艺，特别是一种利用化学方法进行不锈钢表面钝化处理来提高不锈钢耐腐蚀能力的不锈钢钝化工艺。
技术背景
[0002]不锈钢最主要的特点是耐腐蚀性，性能的优劣除了材料本身之外，还有关于不锈钢表面钝化的好坏，如果钝化膜不完整或有缺陷，不锈钢仍然会被腐蚀。不锈钢钝化膜在很多特殊情况下容易被破坏，会降低不锈钢全面或局部抗腐蚀性，例如:焊接、成形、焊缝检查等过程中带来的污染物。工程上常用酸洗钝化的方法进行处理，使不锈钢耐腐蚀性发挥到最大。常用的酸洗钝化方法使用的钝化液为:硝酸、柠檬酸、醋酸。由于硝酸及一些重铬酸的腐蚀性、易污染性，目前研究更多的是以环保、安全为前提的钝化技术。
[0003]迄今为止，硝酸型仍是应用最广泛的钝化液。根据溶液组成物不同，可分为单一硝酸型、硝酸/重铬酸盐型、硝酸/氢氟酸型、王水型等。硝酸化学性质活泼，能与多种物质反应，它是一种强化剂，采用硝酸的危险性在于:能与多种物质如金属粉末、电石、松节油等猛烈反应，发生爆炸，另外硝酸与可燃物、还原剂和有机物如木屑、棉花、稻草或废砂头等接触很容易引起燃烧并散发出剧毒的棕色烟雾。而与硝酸蒸汽接触也存在很大的不安全因素，因此在工程和研究中急需一种安全的，钝化效果好的钝化工艺。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服传统钝化工艺在环保、安全方面的问题，提供一种工艺简单、环保无污染、安全、经济的新型不锈 钢常钝化方法来提高不锈钢的抗腐蚀能力。
[0005]为了解决上述问题，本发明提供了一种提高不锈钢耐腐蚀能力的不锈钢钝化工艺的特征在于:一种提高不锈钢耐腐蚀能力的不锈钢钝化工艺，其特征在于:
[0006](I)机械抛光，用砂纸对所述不锈钢进行磨光；
[0007](2)除油，常温下，把机械抛光后的所述不锈钢放进由
[0008]2-5g/100ml 水的 Na2C03、l_3g/100ml 水的 Na0H、2_5g/100ml 水的 Na3P04、
2-4ml/100ml水的0P-10的水溶液中进行浸泡10-15分钟来去除所述不锈钢表面油污；
[0009](3)酸洗，在常温下将除油后的不锈钢放进体积分数
[0010]H3P0430% -35%, H2S0420% -25%的水溶液中浸泡6-8分钟来去除改不锈钢表面的氧化皮和锈蚀物；
[0011](4)电解抛光，把酸洗过后的不锈钢放进由H3PO4、聚乙二醇、H2SO4、葡萄糖、及水配制而成的电解液中，采用6-8V的电压，在40-80摄氏度的温度下电解6-7分钟，电解完成用去离子水冲洗不锈钢的表面从而得到光洁的金属表面；
[0012](5)中和，常温下将不锈钢放进5%-10%的NaHCO3溶液中浸泡3-6分钟以中和不锈钢表面所残留的所述电解液；
[0013](6)钝化，在室温下，把表面中和后的不锈钢在由柠檬酸和醋酸配制成的钝化液中浸泡30-60分钟；
[0014](7)清洗，室温下，把不锈钢放进5% -7%的NaHCO3溶液中和3_5分钟，之后再用去离子水完全清洗不锈钢表面；
[0015](8)干燥，将清洗后的不锈钢置于干燥箱中60-90摄氏度干燥30-50分钟。
[0016]进一步，本发明提供的不锈钢钝化工艺还具有这样的特征:上述电解液是由 350-600ml/L 的 H3P04、200_300ml/L 的 H2S04、100_200ml/L 的 H20、6_10g/L 的聚乙二醇、以及 10-12g/L的葡萄糖配制成的溶液。
[0017]另外，本发明提供的不锈钢钝化工艺还具有这样的特征:上述钝化液是由 l-6g/100ml的柠檬酸，占总体积分数50% -90%的醋酸，以及l_5g/100ml的氯化钠配制而成的溶液。
[0018]发明作用与效果
[0019]本发明提供的不锈钢钝化液及方法克服了传统钝化工艺不环保、安全性低的问题，给出了一种由柠檬酸和醋酸的配置而成的钝化液，环保，工艺步骤简单、室温可行，提高了钝化的安全性，降低了钝化成本，通过添加氯化钠作强电解质来促进不锈钢的钝化反应的进行大大节约了钝化时间，本工艺通过机械抛光、除油、再酸洗、电解抛光、中和彻底保证了不锈钢在钝化前表面的清洁，使得不锈钢表面的钝化膜完整，抗腐蚀性能强，有效提高了钝化后的不锈钢的抗腐蚀能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明在实施例一中的钝化液对304不锈钢表面处理前后的极化曲线；
[0021]图2为本发明在实施例二中的钝化液对316不锈钢表面处理前后的极化曲线。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0023]一种不锈钢钝化工 艺，其特征包括如下步骤:(I)机械抛光，用砂纸对所述不锈钢进行磨光；(2)除油，常温下，把机械抛光后的所述不锈钢放进由2-5g/100ml水的Na2C03、 l-3g/100ml 水的 Na0H、2-5g/100ml 水的 Na3PO4、2_4ml/1OOml 水的 0P-10 的水溶液中进行浸泡10-15分钟来去除所述不锈钢表面油污；(3)酸洗，在常温下将除油后的不锈钢放进体积分数H3P0430% -35%, H2S0420% -25%的水溶液中浸泡6_8分钟来去除改不锈钢表面的氧化皮和锈蚀物；(4)电解抛光，把酸洗过后的不锈钢放进由H3PO4、聚乙二醇、H2SO4、葡萄糖、 及水配制而成的电解液中，采用6-8V的电压，在40-80摄氏度的温度下电解6-7分钟，电解完成用去离子水冲洗不锈钢的表面从而得到光洁的金属表面；(5)中和，常温下将不锈钢放进5% -10%的NaHCO3溶液中浸泡3_6分钟以中和不锈钢表面所残留的所述电解液；
(6)钝化，在室温下，把表面中和后的不锈钢在由柠檬酸和醋酸按照l_6g/100ml的柠檬酸， 占总体积分数50% -90%的醋酸，以及l-5g/100ml的氯化钠配制成的钝化液中浸泡30-60 分钟；(7)清洗，室温下，把不锈钢放进5 % -7 %的NaHCO3溶液中和3_5分钟，之后再用去离子水完全清洗不锈钢表面；(8)干燥，将清洗后的不锈钢置于干燥箱中60-90摄氏度干燥 30-50分钟。
[0024]实施例一[0025]采用一种不锈钢钝化工艺对304不锈钢进行钝化处理，步骤如下:
[0026]步骤1.机械抛光，分别依次用400、600、800目砂纸磨光。
[0027]步骤2.除油，常温下，把机械抛光后的304不锈钢放进由5g的Na2C03、3.75g的Na0H、5g的Na3PO4,2.5ml的0P-10、以及250ml的H2O中进行浸泡10分钟来去除304不锈钢表面油污；
[0028]步骤3.酸洗，在常温下将除油后的304不锈钢放进含75ml的H3P04、50ml的H2S04、IOOml的H2O配制而成的溶液中浸泡6分钟来去除改不锈钢表面的氧化皮和锈蚀物；
[0029]步骤4.电解抛光，把含 600ml/L 的 H3P04、275ml/L 的 H2SO4'125ml/L 的 H20、8g/L的聚乙二醇、10g/L的葡萄糖配制成的溶液作为电解液，采用7V的电压，在50摄氏度的温度下将酸洗后的304不锈钢电解6分钟，电解完成用去离子水冲洗304不锈钢的表面从而得到光洁的金属表面；
[0030]步骤5.中和，常温下将304不锈钢放进5%的NaHCO3溶液中浸泡3分钟以中和不锈钢表面所残留的所述电解液；
[0031]步骤6.钝化，在室温下，把表面中和后的不锈钢在呈酸性的由3g/100ml的柠檬酸，占总体积分数80%的醋酸，以及lg/100ml的氯化钠配制而成的钝化液中浸泡30分钟；
[0032]步骤7.清洗，室温下，把所述不锈钢放进5 %的NaHCO3溶液中和3分钟，之后再用去离子水完全清洗不锈钢表面。
[0033]步骤8.烘干，置于干燥箱中米用60-90摄氏度干燥30-50分钟。
[0034]整个过程中，通过添加的氯化钠作为强电解质来促进不锈钢的钝化反应的进行，缩短了钝化时间，钝化之前通过机械抛光、除油、再酸洗、电解抛光、中和五步彻底使得304不锈钢表面清洁从而钝化形成的钝化膜完整均匀，有效提高了 304不锈钢的抗腐蚀性能。
[0035]图1为本实施例中的采用不锈钢钝化工艺对304不锈钢表面处理前后的极化曲线，图中虚线为未处理的304不锈钢极化曲线，实线为处理后304不锈钢的极化曲线。如图1所示，处理后的304不锈钢材料的自腐蚀电位由处理前的-1.0V提高到-0.8V，维顿电流也明显有所降低，而不锈钢的自腐蚀电位的提高和维顿电流的降低说明不锈钢表面的化学稳定性提高，耐腐蚀性增强。因此，足以证明采用本是实力中所提供的不锈钢钝化工艺处理后的304不锈钢的抗腐蚀能力得到了明显提高。
[0036]实施例二
[0037]采用一种不锈钢钝化工艺对316不锈钢进行钝化处理，步骤如下:
[0038]步骤1.机械抛光，分别依次用400、600、800目砂纸磨光。
[0039]步骤2.除油，常温下，把机械抛光后的304不锈钢放进由5g的Na2C03、3.75g的Na0H、5g的Na3PO4,2.5ml的0P-10、以及250ml的H2O中进行浸泡10分钟来去除304不锈钢表面油污[0040]步骤3.酸洗，在常温下将除油后的316不锈钢放进H3P0475ml、H2S0450ml、H20100ml配制而成的溶液中浸泡6min来去除改不锈钢表面的氧化皮和锈蚀物；
[0041]步骤4.电解抛光，把 H3P04600ml/L、H2S04275ml/L、H20125ml/L、聚乙二醇 8g/L、葡萄糖10g/L配制成的溶液作为电解液，采用7V的电压，在50摄氏度的温度下将酸洗后的所述不锈钢电解6分钟，电解完成用去离子水冲洗316不锈钢的表面从而得到光洁的金属表面；[0042]步骤5.中和，常温下将所述不锈钢放进5%的NaHCO3溶液中浸泡3分钟以中和不锈钢表面所残留的所述电解液；
[0043]步骤6.钝化，在室温下，把表面中和后的316不锈钢在呈酸性的由3g/100ml的柠檬酸，占总体积分数80%的醋酸，以及lg/100ml的氯化钠配制而成的钝化液中浸泡30分钟；
[0044]步骤7.清洗，室温下，把316不锈钢放进5%的NaHCO3溶液中和3分钟，之后再用去离子水完全清洗不锈钢表面。
[0045]步骤8.烘干，将清洗后的316不锈钢置于干燥箱中采用60-90摄氏度干燥30_50 分钟。
[0046]图2为本实施例中的钝化液对316不锈钢表面处理前后的极 化曲线，其中虚线为未处理的316不锈钢极化曲线，实线为处理后316不锈钢的极化曲线。如图2所示，处理后的316不锈钢的自腐蚀电位-0.905较处理前-1.05有明显的提高，维顿电流也明显有所降低，因此，处理后的316不锈钢材料的抗腐蚀能力也得到了明显提高。
[0047]实施例作用与效果
[0048]综上所述，本实施例中的一种提高不锈钢耐腐蚀能力的不锈钢钝化液及钝化方法环保安全，安全，工艺步骤简单、室温可行，提高了钝化的安全性，降低了钝化成本，形成的钝化膜完整均匀，有效提高了不锈钢的抗腐蚀性能。
[0049]上述实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。
【权利要求】
1.一种提高不锈钢耐腐蚀能力的不锈钢钝化工艺，其特征在于，包括:(1)机械抛光，用砂纸对所述不锈钢进行磨光；(2)除油，常温下，把机械抛光后的所述不锈钢放进由2-5g/100ml水的Na2C03、l-3g/100ml 水的 Na0H、2-5g/100ml 水的 Na3PO4、2_4ml/1OOml 水的 0P-10 的水溶液中进行浸泡10-15分钟来去除所述不锈钢表面油污；(3)酸洗，在常温下将除油后的所述不锈钢放进体积分数H3P0430% -35%,H2S0420% -25%的水溶液中浸泡6-8分钟来去除改不锈钢表面的氧化皮和锈蚀物；(4)电解抛光，把酸洗过后的所述不锈钢放进由H3PO4、聚乙二醇、H2SO4、葡萄糖、及水配制而成的电解液中，采用6-8V的电压，在40-80摄氏度的温度下电解6-7分钟，电解完成用去离子水冲洗所述不锈钢的表面从而得到光洁的金属表面；(5)中和，常温下将所述不锈钢放进5%-10%的NaHCO3溶液中浸泡3-6分钟以中和不锈钢表面所残留的所述电解液；(6)钝化，在室温下，把表面中和后的所述不锈钢在由柠檬酸和醋酸配制成的钝化液中浸泡30-60分钟；(7)清洗，室温下，把所述不锈钢放进5% -7 %的NaHCO3溶液中和3_5分钟，之后再用去离子水完全清洗不锈钢表面；(8)干燥，将清洗后的不锈钢置于干燥箱中60-90摄氏度干燥30-50分钟。
2.根据权利要求1所述的不锈钢钝化工艺，其特征在于:其中，所述钝化液是由l_6 g/100ml的柠檬酸，占总体积分数50% -90%的醋酸，以及l-5g/100ml的氯化钠配制而成的溶液。
3.根据权利要求1所述的不锈钢钝化工艺，其特征在于:其中，所述电解液是由 350-600ml/L 的 H3P04、200_300ml/L 的 H2S04、100_200ml/L 的H20、6-10g/L的聚乙二醇、以及10-12g/L的葡萄糖配制成的溶液，采用6-8V的电压，在40-80摄氏度的温度下电解所述不锈钢6-7分钟。
【文档编号】C23C22/50GK103451646SQ201210206581
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年6月21日 优先权日:2012年6月21日
【发明者】门传玲, 王婉, 张华
申请人:上海理工大学