[发明专利]一种不锈钢表面处理方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明创造属于不锈钢表面处理技术领域，具体涉及一种不锈钢表面的钝化处理方法。

背景技术

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—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。

发明内容

本发明创造为解决现有技术中的问题，提供了一种不锈钢表面处理方法，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。

本发明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％HNO₃和0.5-2wt％HF的混合水溶液；进一步，酸洗温度优选为20-50℃，时间优选为1-2min。

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％HNO₃和2-3wt％Na₂Cr₂O₇·2H₂O的混合水溶液；进一步，钝化温度优选为45-60℃。

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55-65℃；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。