不銹鋼零件在進行表面拋光、鈍化處理、電鍍、著色等以前,應該進行預處理。不銹鋼零件在成形過程中,零件表面可能有油污、毛刺、臟物和氧化物,因而在對不銹鋼零件進行表面處理前,首先應該進行預處理,把零件表面的油污、臟物、毛刺、不平表面和氧化物除去,才能在后續的加工中獲得滿意的效果。
一、不銹鋼零件預處理的步驟
1. 不銹鋼零件預處理的第一步是進行零件表面的機械處理,消除不銹鋼零件表面的粗糙狀態,一般采用機械磨光、拋光,使不銹鋼零件的表面達到一定的表面粗糙度值。
2. 除去不銹鋼零件的表面油污。
3. 除去不銹鋼零件的表面氧化物。
4. 弱腐蝕。活化待處理表面,除去不銹鋼零件表面的鈍化膜,露出金屬結晶組織。
二、不銹鋼零件表面預處理的方法
1. 機械法
用磨光機、拋光機或其他機械方法消除不銹鋼零件表面粗糙狀態,減少表面粗糙度值,并去掉表面的毛刺、氧化皮、銹蝕、孔眼、劃傷、焊瘤、焊渣等,使零件表面獲得光亮平整的外觀,為后續的化學拋光和電化學拋光做好準備。
2. 除油
具體如下:
a. 有機溶劑除油
有機溶劑除油就是利用機溶溶劑能溶解油脂的性質,把油污除去。只有表面沾污了用一般化學除油難以除去的,如黃油、凡士林、拋光膏結污等才采用有機溶劑除油。常用的有機除油劑有汽油、苯、三氯乙烯、四氯化碳、四氯乙烯、二甲苯、溶劑油、氟里昂113 和丙酮等。其缺點是:溶劑揮發后在零件表面上會留下一層極薄的油膜。所以有機溶劑除油只能作為預除油,隨后還要進行化學除油。
b. 化學除油
化學除油就是利用堿性化學物質溶液除去不銹鋼表面的油污,以達到清潔表面的目的。化學除油溶液中的堿性化學品有氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉、硅酸鈉及焦磷酸鈉(Na.PO, ·2H2O)等。表面活性劑是強乳劑,能加速除油過程。常用的有下列幾種:十二烷基硫酸鈉、OP-10 乳化劑、TX-10(聚氧乙烯辛烷基酚醚)、6501 (十二烷基二元醇酰胺)等。其配方和工作條件見表10-20。
表10-2 不銹鋼化學除油溶液的配方和工作條件
化學除油后,表面宜用60℃熱水清洗,將皂化生成的肥皂,以及附著在表面的多余乳化劑和硅酸鈉洗去,以免粘附于表面而不利于后續處理。并根據除油情況,更新重配除油溶液。
c. 電化學除油
電化學除油又稱電解除油,是在直流電的作用下,在堿性溶液中將不銹鋼表面作為陰極或陽極進行電解,從而除去油污。不銹鋼電解除油溶液的配方及工作條件見表10-3。
電解除油配方也可參照表10-2所示的化學除油配方。
電化學除油時,除了有機化學除油的皂化作用外,還在電流的作用下,使水分子分解,在工件表面析出氣泡。隨著氣泡的增大,將油膜撕裂脫離表面呈小油滴狀進入溶液中,產生的氣體對溶液起攪拌作用,加速了除油的速度。電學除油所需電流一般為5~10A/dm2。
不銹鋼零件表面處于陰極時,由于水的電解析出氫氣,化學反應式如下:
析出的氫氣泡體積小、數量多,擦刷作用大。
不銹鋼零件表面處于陽極時,析出的是氧氣,其化學反應式如下:
析出的氧氣只有氫氣體積的一半,除油效率不如陰極除油大。
除油時間分陰極時間和陽極時間。陰極時間長易除去油,但易滲氫,造成氫脆,而且易有金屬雜質析出在工件表面,呈黑色沉淀,故一般易在1~2min內。陽極時間長,雖有除去表面在陰極時析出沉渣的作用,但同時有氧化作用,時間過長,特別是在氯離子存在的情況下易使表面發生點腐蝕,故一般陽極時間以0.5min 為宜。溶液中沒有氯離子存在時,也可在專用陽極除油液中進行5~10min。
為了使不銹鋼零件表面取得最佳除油效果,可采用陰極和陽極的聯合除油,即采用表 10-3 中的陰、陽極除油時間。從而可以減輕不銹鋼零件表面滲氫和氧化的作用。
3. 滾動光飾(滾光)
滾光有滾筒滾光、離心滾光、離心盤擦光和旋轉光飾等,適用于小型不銹鋼零件,兼有整平和除氧化皮的作用。
a. 滾筒滾光
滾筒滾光是將不銹鋼零件放入盛有堿性除油液的滾筒中,利用滾筒的旋轉,使零件相互摩擦,達到表面除油的作用。
如果要除去氧化皮,可在滾筒內加入酸類和非離子型表面活性劑,如OP-10,利用轉動作用,既除油,又除氧化皮。
如果要提高不銹鋼零件的表面光潔度,可在滾筒內的堿性溶液中加入磨料,利用轉動中零件表面與磨料的接觸摩擦,達到整平表面,使不銹鋼零件表面達到光潔的目的。
滾光可以全部和部分替代磨光和拋光工作,它適用于大批量的小零件使用。但不適用于有外螺紋的和要求精密的高光潔度的零件拋光。
滾筒截面有圓形、六角形和八角形等形式。
b. 離心滾光
離心滾光是在一個轉塔內的四周安放一些裝有零件和磨料的轉筒,轉塔高速旋轉,帶動轉筒以低轉動的速度反方向旋轉。轉塔旋轉產生的離心力使轉筒中的裝載物壓在一起,轉筒的旋轉使磨料對零件產生滑動磨削,從而起到去除毛刺或光飾表面的作用。
離心滾光的效率高,只需一般滾光時間的1/50。并能保持不同批次加工的不銹鋼零件的表面質量一致,使不銹鋼零件具有高的尺寸精度和光飾質量。生產效率高,成本低。其缺點是:只能處理小零件,設備成本較高。
c. 離心盤擦光
離心盤擦光機的主要結構是圓柱形容器、碗形盤和驅動系統。在固定不動的圓柱筒下部,裝有一個由驅動系統帶動的能高速旋轉的碗形盤,盤的線速度可達10m/s。零件和磨料放入筒內,工作時由于盤的高速旋轉,使裝載物沿筒壁向上運動,其后因零件的自重而從筒的中心滑落到離心盤中,這樣反反復復進行,使裝載物呈圓筒形運動,從而對不銹鋼零件產生磨削光飾的作用。
d. 旋轉光飾
旋轉光飾是把不銹鋼零件固定在一個轉軸上,并浸入盛有磨料泥漿的旋轉筒內。零件表面受到快速動泥漿的磨削作用而達到光飾加工的目的。
旋轉光飾適合于精密而怕碰撞的零件(如齒輪、鏈輪、軸承等),可以去毛刺、倒圓角,獲得精細的表面。但加工效率低,成本較高。
4. 噴砂
適用于大面積處理,兼有去污和除去氧化皮的作用。噴砂是用壓縮空氣將石英砂噴在不銹鋼零件表面,對表面進行清理或修飾加工。噴砂分為干噴砂和濕噴砂。
噴砂主要是除去鑄件、鍛件或熱處理后的不銹鋼零件表面存在的型砂、氧化皮;除去不銹鋼零件表面的銹蝕物、積炭、焊渣以及零件邊緣上的毛刺、磨痕,提高不銹鋼零件表面的粗糙度。
