專利名稱：不銹鋼表面耐腐蝕性處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬表面處理技術(shù)。
金屬表面處理是通過(guò)物理和化學(xué)的方法對(duì)金屬表面進(jìn)行改性。為了提高不銹鋼制品的耐腐蝕性，既可以從金屬冶金的角度研制新的鋼種，也可以通過(guò)表面處理改善其耐蝕性。
已有的不銹鋼表面常規(guī)處理方法有金屬預(yù)鈍化、化學(xué)氧化和預(yù)氧化等，例如，在含氧酸中控制電位在+0.5～+0.8V鈍化區(qū)處理，化學(xué)氧化即在濃HNO3中加熱氧化處理或預(yù)氧化，即在高溫下進(jìn)行氧化預(yù)處理。“金屬表面處理，化學(xué)和電化學(xué)表面轉(zhuǎn)換”一書(“Metal Surface Treatment，Chemical and Electrochemical Surface Conversions”，Edited By M.H.Gutcho，1982.)綜合了上述方法的有關(guān)專利。
“鹽原國(guó)雄，防食技術(shù)，23(1974)293”也論述了有關(guān)的化學(xué)氧化等技術(shù)。
上述常規(guī)處理方法可提高金屬抗腐蝕性幾十倍。
美國(guó)專利US-3247086提供一種不銹鋼耐點(diǎn)蝕的處理方法，以制造一種薄的、標(biāo)準(zhǔn)尺寸的耐點(diǎn)蝕的光亮裝飾耐蝕不銹鋼制品，特別是Cr鋼。該方法的工藝過(guò)程是將拉伸的拋光不銹鋼產(chǎn)品如不銹鋼板或鋼帶送入基本無(wú)氧的爐內(nèi)高溫退火處理。經(jīng)熱處理后的不銹鋼制品再進(jìn)行電解處理，使不銹鋼制品通過(guò)電解槽。將電解處理后的不銹鋼制品再用水凈化。該方法的特點(diǎn)是待處理的不銹鋼制品不與電源直接接觸，避免電弧作用破壞不銹鋼制品，采用控制電流進(jìn)行電解處理，電解部分設(shè)備相對(duì)較簡(jiǎn)單，控制范圍較大，電解液可有多種如HNO3、H2SO4，H3PO4，Na2SO4，NaOH等，經(jīng)過(guò)該方法處理后的不銹鋼制品有較好的耐點(diǎn)蝕性。
但是，該方法只適合于430型(即14-18Cr)不銹鋼，該種不銹鋼目前使用較少，只適合于430型不銹鋼制品在特殊退火處理?xiàng)l件(～1500℃，無(wú)氧通惰性氣體如H2，N2，Ar，冷卻)下才有效果。而且設(shè)備、工藝復(fù)雜，控電流氧化時(shí)電極狀態(tài)不明確，影響因素多，不如恒電位技術(shù)好。同時(shí)，用FeCl3.6H2O溶液浸漬漬后數(shù)腐蝕點(diǎn)數(shù)目的方法由于點(diǎn)有深淺，不夠嚴(yán)格，從失重?cái)?shù)據(jù)看，該方法僅提高耐蝕性2～3倍，適用性窄，耐其它形式的腐蝕以及對(duì)其它介質(zhì)如H2SO4的耐蝕性效果不佳。
國(guó)內(nèi)成果登記號(hào)800803公開了另一種電化學(xué)處理方法“不銹鋼陽(yáng)極氧化膜的耐蝕性及其機(jī)理的探討”(黃國(guó)柱等，分類號(hào)TG 174.41)，其電化學(xué)處理?xiàng)l件為控電流(10～20mA/cm2)，介質(zhì)采用H2SO4(20～30%)+Na2MoO4(0.1%)，效果為臨果點(diǎn)蝕電位Ep500mV(0.1N NaCl)，但是經(jīng)有關(guān)部門審查，已確認(rèn)該項(xiàng)成果不成立(已見報(bào))。
本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用恒電位技術(shù)，控制電位值在一定的電位區(qū)進(jìn)行電化學(xué)表面處理方法，使大多數(shù)不銹鋼的耐腐蝕性能大幅度提高;且不改變不銹鋼本身的其它物理性能，例如顏色、光澤、強(qiáng)度、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等;所需的處理設(shè)備和工藝簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化。
本發(fā)明的具體方案是應(yīng)用恒電位技術(shù)，將經(jīng)預(yù)處理的不銹鋼制品作為陽(yáng)極，控制其恒電位值進(jìn)行陽(yáng)極極化處理，電解質(zhì)溶液用HNO3?；蛘邔⒉讳P鋼制品先作為陰極，控制其恒電位值進(jìn)行陰極極化處理，再將其作為陽(yáng)極，控制其恒電位值進(jìn)行陽(yáng)極極化處理，并繼續(xù)改變其恒電位值進(jìn)行鈍化處理，電解質(zhì)溶液也均用HNO3。
在上述將不銹鋼制品作為陽(yáng)極進(jìn)行陽(yáng)極極化處理時(shí)所控制的電位值為1.0～1.7V(SCE)，極化時(shí)間大于2分鐘。將不銹鋼制品作為陰極進(jìn)行陰極極化處理時(shí)所控制的電位值低于-0.1V(SCE)，陰極極化時(shí)間大于1分鐘。上述不銹鋼制品進(jìn)行陽(yáng)極極化處理后再鈍化處理的電位值為0.2～0.9V(SCE)，鈍化處理時(shí)間大于1分鐘。
電解質(zhì)溶液HNO3的濃度為0.1至10N。
上述兩種具體方案中后者更能獲得穩(wěn)定、更佳的效果。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有突出的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)本發(fā)明處理過(guò)的大多數(shù)不銹鋼制品具有優(yōu)良的耐蝕性，包括耐局部腐蝕(點(diǎn)蝕、縫蝕等)和耐均勻腐蝕。首先，從表面腐蝕形貌方面，將經(jīng)本發(fā)明所述方法處理過(guò)和未處理的18-8型不銹鋼在不同的介質(zhì)條件下進(jìn)行耐腐蝕試驗(yàn)，所得到的表面腐蝕形貌電鏡照片上可明顯看出，如表1所示。值得注意的是，經(jīng)本發(fā)明處理過(guò)的不銹鋼制品表面發(fā)生輕微的機(jī)械破壞時(shí)，仍不影響其優(yōu)良的耐蝕性。
其次，從點(diǎn)腐蝕臨界電位方面也可以看出本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)。表2列出經(jīng)本發(fā)明所述方法處理過(guò)和未處理的18-8型不銹鋼制品在不同濃度的NaCl中的點(diǎn)蝕臨界電位。測(cè)試條件為室溫，電位掃描速度為180mV/min。顯然，點(diǎn)蝕臨界電位是評(píng)價(jià)不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能的通用的重要參數(shù)，臨界電位越正，則不銹鋼的耐點(diǎn)蝕能力越強(qiáng)。
表3和表4分別列出經(jīng)本發(fā)明所述方法處理前后在不同測(cè)試條件(分別為室溫，30%H2SO4，PARC 332腐蝕測(cè)定系統(tǒng);室溫，20%H2SO4+3% NaCl PARC 332腐蝕測(cè)量系統(tǒng))下的一般腐蝕參數(shù)的比較，通常，腐蝕電位Ecorr越正，極化電阻Rρ越大，腐蝕電流越小，則材料的耐腐蝕性越好。從表中可以明顯看出，經(jīng)本發(fā)明處理過(guò)的不銹鋼耐腐蝕性能得到極大的提高。
從表5列出的失重試驗(yàn)數(shù)據(jù)可見，經(jīng)本發(fā)明處理的不銹鋼其耐蝕性提高了約三個(gè)數(shù)量級(jí)。
此外，經(jīng)本發(fā)明處理過(guò)的大多數(shù)不銹鋼制品不影響其本身的物理性質(zhì)，例如表面顏色、光澤度、可加工性、強(qiáng)度、耐磨性及導(dǎo)電導(dǎo)熱性等。同時(shí)，本發(fā)明的處理裝置、工藝簡(jiǎn)單，組分簡(jiǎn)單，容易控制，沒(méi)有污染，處理時(shí)間短，用電省，電解液可反復(fù)使用，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，易于工業(yè)化。
隨著科技和社會(huì)的發(fā)展，不銹鋼的產(chǎn)量和用量與日俱增，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)環(huán)境，例如化工、石油、動(dòng)力、海洋建筑裝修和食品工業(yè)等，并日益普遍地應(yīng)用于醫(yī)療和日常家庭生活，其目的在于防銹。然而，普通的不銹鋼并非不生銹，因此，本發(fā)明具有很大的意義和經(jīng)濟(jì)效益。

附圖
為不銹鋼表面電化學(xué)處理裝置圖，其中1……恒電位儀，2……不銹鋼制品，3……電解槽，4……輔助電極，5……電解液，6……參比電極。
實(shí)施例以18-8型奧氏體常用不銹鋼為樣品，其實(shí)例試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表6所示。
權(quán)利要求
1.一種不銹鋼電化學(xué)表面處理方法，待處理的不銹鋼制品經(jīng)預(yù)處理，其特征在于將不銹鋼制品作為陽(yáng)極，控制其恒電位值進(jìn)行陽(yáng)極極化處理，電解質(zhì)溶液用HNO3，或者將不銹鋼制品先作為陰極，控制其恒電位值進(jìn)行陰極極化處理，再作為陽(yáng)極，控制其恒電位值進(jìn)行陽(yáng)極極化處理，并繼續(xù)改變其恒電位值進(jìn)行鈍化處理，電解質(zhì)溶液也均用HNO3。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于待處理的不銹鋼制品作為陽(yáng)極進(jìn)行陽(yáng)極極化處理所控制的電位值為1.0～1.7V(SCE)，陽(yáng)極極化時(shí)間大于2分鐘。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于待處理的不銹鋼制品作為陰極進(jìn)行陰極極化處理所控制的電位值低于-0.1V(SCE)，陰極極化時(shí)間大于1分鐘。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于待處理的不銹鋼制品進(jìn)行陽(yáng)極極化處理后的鈍化處理電位值為0.2～0.9V(SCE)，鈍化處理時(shí)間大于1分鐘。
5.按照權(quán)利要求1至4所述的方法，其特征在于電解質(zhì)溶液HNO3的濃度為0.1至10N。
全文摘要
不銹鋼表面耐腐蝕性處理方法。
文檔編號(hào)C25D11/34GK1030621SQ87103570
公開日1989年1月25日 申請(qǐng)日期1987年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1987年5月15日
發(fā)明者林昌健, 田昭武 申請(qǐng)人:廈門大學(xué)