0.01的不锈钢卷料是如何加工的

1． 跟着航空、航天、石油、化工、冶金和食物等产业的蓬勃发展，不锈钢材料已得到广泛应用，而不锈钢材料因为韧性大、热强度高、导热系数低、切削时塑性变形大、加工硬化严峻、切削热多、散热难题等原因，造成刀尖处切削温度高、切屑粘附刃口严峻、轻易产生积屑瘤，既加剧了刀具的磨损，又影响加工表面粗拙度。此外，因为切屑不易卷曲和折断，也会损伤已加工表面，影响工件的质量。为进步加工效率和工件质量，准确选择刀具材料、车刀几何参数和切削用量至关重要。

2．刀具材料的选择准确选用刀具材料是保证高效率加工不锈钢的决定因素。根据不锈钢的切削特点，刀具材料应具备足够的强度、韧性、高硬度和高耐磨性且与不锈钢的粘附性要小。常用的刀具材料有硬质合金和高速钢两大类，外形复杂的刀具主要采用高速钢材料。因为高速钢切削不锈钢时的切削速度不能太高，因此影响出产效率的进步。对于较简朴的车刀类刀具，刀具材料应选用强度高、导热性好的硬质合金，因其硬度、耐磨性等机能优于高速钢。常用的硬质合金材料有：钨钴类（YG3、YG6、YG8、YG3X、YG6X），钨钴钛类（YT30、YT15、YT14、YT5），通用类（YW1、YW2）。YG类硬质合金的韧性和导热性较好，不易与切屑粘结，因此合用于不锈钢粗车加工；而YW类硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性和抗氧化机能以及韧性都较好，适合于不锈钢的精车加工。加工1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢时，不宜选用YT类硬质合金，因为不锈钢中的Ti和YT类硬质合金中的Ti产生亲合作用，切屑轻易把合金中的Ti带走，促使刀具磨损加剧。 〕

3．刀具几何角度的选择刀具切削部门的几何角度，对于不锈钢切削加工的出产率、刀具耐费用、被加工表面粗拙度、切削力以及加工硬化等方面都有很大的影响，公道选择和改进刀具几何参数是保证加工质量、进步效率、降低本钱的有效途径。

（1）车刀前角γ0的选择前角的大小决定刀刃的锋利与强度。增大前角可以减小切屑的变形，从而减小切削力和切削功率，降低切削温度，进步刀具耐费用。但是增大前角会使楔角减小，降低刀刃强度，造成崩刃，使刀具耐费用下降。车削不锈钢时，在不降低刀具强度的前提下，应把前角适当取大一些。在刀具前角大时其塑性变形小，切削力和切削热降低，减轻加工硬化趋势，进步刀具耐费用，一般刀具前角宜取12°～20°。

（2）车刀后角α0的选择在切削过程中，后角可以减小后刀面与切削表面的摩擦。若后角过大，则楔角减小，使散热前提恶化，刀具刃口强度下降，降低刀具耐费用；若后角过小，摩擦严峻，则会使刃口变钝，增大切削力，增高切削温度，加剧刀具磨损。在一般情况下，后角变化不大，但必需有一个公道的数值，以利于进步刀具的耐费用。车削不锈钢时，因为不锈钢的弹性和塑性都比普通碳素钢大，所以刀具后角过小会使堵截表面与车刀后角的接触面积增大，摩擦产生的高温区集中于车刀后角，加快车刀磨损，降低被加工表面光洁度，所以车削不锈钢时的车刀后角要比车削普通碳钢时稍大一些，但后角过大又会降低刀刃强度，直接影响车刀的耐费用，因此，一般情况下车刀后角宜取6°～10°。

（3）车刀主偏角Kr的选择当切削深度ap和进给量f不变时，减小主偏角Kr可使散热前提得到改善，减少刀具损坏，使刀具切入、切出平稳。但主偏角减小又会使径向力增大，在切削时轻易引起振动。车削不锈钢的硬化倾向性强，易产生振动，振动又会使加工硬化严峻。因此，主偏角一般宜取45°～90°。详细角度应根据机床、零件、刀具系统的刚性和切削用量来选择。

（4）车刀刃倾角λs的选择刃倾角可控制切屑流向，当刃倾角λs为负值时，切屑流向已加工表面；当刃倾角λs为正值时，切屑流向待加工表面。为了使切屑不划伤已加工表面，在精加工时，刃倾角λs值为正值。当λs为正值时，刀尖强度低并首先接触工件，易损坏；当λs为负值时，刀尖强度高，耐冲击，可避免崩坏刀尖，切入、切出平稳，车削不锈钢时，一般刀具刃倾角宜取0°～20°。

4．切削用量的选择切削用量的大小对出产效率和加工质量有很大影响，因此在确定了刀具的几何参数以后，还要选定公道的切削用量。在选择切削用量时，应留意考虑以下因素：一是要根据不锈钢及各类毛坯的硬度等来选择切削用量；二是要根据刀具材料、焊接质量和车刀的刃磨前提来选择切削用量；三是要根据零件直径、加工余量和车床精度等来选择切削用量。同时为了按捺积屑瘤和鳞刺的产生，进步表面质量，在采用硬质合金刀具进行加工时，切削用量应比车削一般碳钢类工件稍低些，特别是切削速度不宜过高（vc=50～80m/min）；切削深度ap不宜过小，以避免切削刃和刀尖划过硬化层，ap=0.4～4mm；因此进给量f对刀具耐费用影响不如切削速度大，但会影响断屑和排屑，拉伤、擦伤工件表面，影响加工的表面质量，进给量一般取f=0.1～0.5mm/r。 不锈钢尤其是奥氏体型不锈钢的塑性较好，在切削加工时，产生的切屑难以折断，加大了切屑与刀具前刀面之间的摩擦力，增大了切削力。同时，因加工硬化会增大被切削材料的硬度和强度，也导致切削力增大。为此，在公道选择刀具材料、刀具的几何角度和切削用量的基础上，对不锈钢和45钢做了切削力对比试验。试验结果表明，在相同切削用量的情况下，加工不锈钢时切削力比加工45钢时只增加了8.5%。

5． 公道选择刀具材料、刀具几何角度和切削用量，对于进步不锈钢切削加工的出产效率和加工工件质量是完全能够实现的。

不锈钢板工艺流程：如果是退火的不锈钢应先用NG-9-1化学去黑皮，有油污的先用NZ-B除油王去油→水洗→电解精抛光(此液为工作液直接使用，温度 60～80℃，工件挂阳极，电流Da：20～15A/dm2，阴极为铅—锑合金(含锑8%)时间：1～10分钟，抛亮为止)→水洗→5～8%盐酸退膜(室温：1～3秒)→水洗→吹干。

注：夹具用铝或钛金属，要求导电性能良好；新溶液通电处理老化后才使用。

不锈钢表面工艺流程：

不锈钢所具有的多种表面加工拓宽了它的应用领域，不同的表面加工使不锈钢表面各异，使其在应用中各具独到之处。

腐蚀环境要求光滑的表面是因为表面光滑不容易积垢。污垢的沉积会使不锈钢生锈甚至造成腐蚀。

在宽敞的大厅中，不锈钢是电梯装饰板最常用的材料，表面的手印虽然可以擦掉，但影响美观，所以最好选用合适的表面防止留下手印。

卫生条件对许多行业是很重要的，例如，食品加工、餐饮、酿造和化工等，在这些应用领域，表面必须便于每天清洗，而且经常要用化学清洗剂。

不锈钢是这方面的最佳材料，在公共场所，不锈钢的表面经常会被胡写乱画，但是，它的一个重要特性是可以将它们清洗掉，这是不锈钢优于铝的一个显著特点。铝的表面容易留下痕迹，往往很难去掉。清理不锈钢表面时应顺着不锈钢的纹路清理，因为有些表面加工的纹路是单向性的。

不锈钢最适用于医院或其它卫生条件至关重要的领域，如：食品加工、餐饮、酿造和化工，这不仅是因为它便于每天清洗，有时还要使用化学清洗剂，而且还因为它不易滋生细菌。试验表明不锈钢在这方面的性能与玻璃和陶瓷相同。

不锈钢给人一种自然的坚固亮丽之感，其自然色彩柔和地反映出周围环境的颜色

2．表面加工的基本种类

可以用于不锈钢的表面加工大致有五种，它们可以结合起来使用，变换出更多的最终产品。

五个种类有：轧制表面加工、机械表面加工、化学表面加工、网纹表面加工和彩色表面加工。

还有一些专用的表面加工，不过无论指定哪一种表面加工，都应遵循以下步骤：

①与制造厂家一起商定需要的表面加工，最好准备一个样品，作为今后批量生产的标准。

②大面积使用时（如复合板，必须保证所用的基底卷板或卷材采用的是同一批次。

③在许多建筑应用中，如：电梯内部，尽管手印可以擦掉，但很不美观。如果选用布纹表面，就不那么明显了。

在这些敏感的地方一定不能使用镜面不锈钢。

④选择表面加工时应考虑到制作工艺，例如：为了除去焊珠，可能要对焊缝进行修磨，而且还要恢复原有的表面加工。

花纹板很难甚至无法满足这一要求。

⑤对于有些表面加工、修磨或抛光的纹路是有方向性的，被称为单向的。如果使用时使这种纹路垂直而不是水平，污物就不易附着在上面，而且容易清洗。

⑥无论采用哪种精加工都需要增加工艺步骤，因此要增加费用，所以，选择表面加工时要慎重。因此，建筑师、设计人员和制造厂家等有关人员需要对不锈钢的表面加工有所了解。通过彼此之间的友好合作和相互交流，一定会获得所期望的效果。

⑦根据我们的经验，我们不建议使用氧化铝作磨料，除非在使用过程中十分小心。最好是使用碳化硅磨料。

3．标准表面加工许多种表面加工一直是采用编号或其它分类方法表示、它们都被编入了有关的标准中，如：英国标准BS1449和美国钢铁协会不锈钢生产者委员会标准。

4．轧制表面加工板材和带材有三种基本的轧制表面加工，它们是通过板材和带村的生产工艺表示的。

No.1：经过热轧、退火、酸洗和除鳞。处理后的钢板表面是一种黯淡表面，有点粗糙。

No.2D：比N0.1表面加工好，也是黯淡表面。经过冷轧、退火、除鳞，最后用毛面辊轻轧。

No.2B：这是建筑应用中最常用的，除在退火和除鳞后用抛光辊进行最后一道轻度冷轧外，其它工艺与2D相同，表面略有些发光，可以进行抛光处理。

No.2B光亮退火：这是一种反射性表面，经过抛光辊轧制并在可控气氛中进行最终退火。光亮退火仍保持其反射表面，而且不产生氧化皮。

由于光亮退火过程中不发生氧化反应，所以，不需要再进行酸洗和钝化处理。

5．抛光表面加工

No.3：由3A和3B表示。

3A：表面经过均匀地研磨，磨料粒度为80～100。

3B：毛面抛光，表面有均匀的直纹，通常是用粒度为180～200的砂带在2A或2B板上一次抛磨而成。

No.4：单向表面加工，反射性不强，这种表面加工可能在建筑应用中用途最广。其工艺步骤是先用粗磨料抛光，最后再用粒度为180的磨料研磨。

No.6：是对No.4的进一步改进，是在磨料和油介质中用坦皮科抛光刷抛光No．4表面。英国标准1449中没有该表面加工，但在美国标准中可以查到。

No.7：被称为光亮抛光，是对已经磨得很细但仍有磨痕的表面进行抛光。

通常使用的是2A或2B板，用纤维或布抛光轮和相应的抛光膏。

No.8：镜面抛光表面，反射率高，通常被称为镜面表面加工，因为它反射的图像很清晰。

用细磨料对不锈钢连续抛光，然后再用非常细的抛光膏打磨。

在建筑应用中应该注意的是这种表面如果用在人员流动量较大或人们经常触摸到的地方会留下手印。

手印当然可以擦掉，但有时影响美观。

官方标准和文献中描述的表面加工只是一般性的介绍，样本才能最直观地表示表面加工的种类。抛光或金属精加工厂家将提供各种表面加工的样品，用户应同他们进行讨论。

6. 表面粗糙度

轧制表面加工和抛光表面加工的分类是说明能够达到的程度，另一个有效的表示方法是测量表面粗糙度。标准的测量方法被称为CLA（中心线平均值），测量仪在钢板表面横向移动，记录下峰谷的变化幅度。CLA的编号越小，表面越光滑。从下表中的表面加工和CLA编号可以看出不同等级的最终结果。

你说的不锈钢板，热轧是指把先加热粗胚，再碾压成薄板，因为受热后金属变软，容易成型，但是高温会导致材质变化和膨胀收缩变形等，精度达不到。 冷轧是直接轧制，不加热，但要求设备高，出来的板子精度也高，零点几个毫米都可以。

在工业上广泛应用的不锈钢对刀具行业提出了巨大的挑战，在研发新的车削刀片材质和断屑槽形一定要考虑它们的可加工性。一组在化学、食品、造纸和纸浆业在腐蚀环境下提供很长使用寿命相当易切的不锈钢材料正越来越多地使用。这些材料通常是提供很好耐蚀性的铬基铁或碳钢。其它组别的含各种不同比重的铬和镍的不锈钢材料用在需要很高抗拉强度还要耐腐蚀的航空工业。它们的范围从中等加工难度的低镍合金到很难加工的高温合金都有。

加工挑战

虽然不锈钢的加工性上下很大，它们都很粘，回对切削刀具产生粘屑、积屑瘤和由此引起的涂层粒子甚至是涂层和基体结合部的粒子‘拔出’等潜在的问题。但是，主要切削刀具公司针对今天的流水线已经在设计最新的核心硬质合金材质和断屑槽考虑这些失效模式，并推而广之提供车削刀片。现在用于批量生产易切到中等难度加工范围的不锈钢的经济性好的解决方案容易得到。

根据韧性重组硬质合金材质

山高刀具是针对在宽范围加工条件和应用（包括接近最终形状和不锈钢加工）中提高性能来设计新的核心车刀材质的系列齐全的切削刀具供应商之一。在硬质合金方面，山高公司彻底重组它各自针对通用加工（TP200）和重粗加工（TP300）核心车削材质，使其提供基体和底层涂层之间更好的粘结性和韧性更好的切削刃。两种材质都在有富钴区的基体上涂由碳氮化钛（TiCN）、氧化铝（Al2O3）和氮化钛（TiN）组成的复合涂层。

根据Carboloy的固定产品经理Bob Goulding，重组后的材质提供针对提高加工不锈钢材料的重要特性。它们包含能有效抵抗拔出的韧性很好的涂层和能更好抗粘屑及积屑瘤的光滑的很硬的顶面涂层。

Goulding说，通过涂层沉积工艺--中温化学气相沉积（涂层在较低的温度下进行）进步得到韧性好和光滑的涂层，导致寿命很长。他解释道，‘中温工艺保留较厚的CVD涂层全部的硬度和耐磨性，还给你一个韧性更好更光滑的使裂纹最小化的涂层。’

虽然通用和重粗加工的材质两者都含有韧性好的有富钴区的基体，基体韧性和涂层耐磨性的比例是有区别的。根据Goulding，TP200材质的涂层在较高的切削速度下提供优异的耐磨性，而TP300材质基体的韧性更好，使其在较低速度加工高强度不锈钢时能力提高。‘我们的重粗加工材质的基体韧性特别好，结合厚MTCVD涂层，使得你的切削刃硬而且韧性很好，’Goulding说。‘你得到具有杰出抗切削刃沟槽磨损的有效的耐磨性。’基于这些特性，Goulding推荐通用材质TP200用于易切铁素体不锈钢的高速切削，而TP300材质用于中等加工难度的高强度不锈合金的低速应用。

断屑槽设计的解决方案

根据Goulding，用于不锈钢加工的正确的断屑槽形将有模型，山高公司重组后的核心‘M3’槽形用于轻到中载切削。都能用于钢件精加工的这种槽形和重组后的核心‘MF2’槽形设计成变化的负倒棱宽度和角度来提供在包括小切深高进给的很宽应用范围里有效断屑所需的切削刃强度。增加的切削刃强度在高进给下有助于在不锈钢和接近最终形状应用时控制切深处的沟槽磨损。

遍及它们的应用范围，新的槽形设计还提供更好的刀具寿命。一个起作用的因素是正的切入角，它促进更自由的切削和降低切屑温度。另一个是切屑控制角度，它在刀尖上策略地放置的‘隆起部分’代替一个硬的断屑台，来控制断屑所需的切屑卷曲。直压的隆起有助于把切屑和刀片的接触限制到仅仅两个点：切入角和隆起本身（切出角）。结果是，传递到刀片上的热量和切削力减少，从而提高刀具寿命。两个接触点间的也相当宽，所以任何由切屑和硬质合金化学反应引起的前刀面扩散磨损将不一起长大而引起刀片早期失效。

Goulding指出这些设计的几种特性能明确地提高用轻到中载M3槽形加工不锈钢的性能。例如，切屑接触点的减少帮助减少粘屑，而且正的切入角降低材料的焊接应力或在断屑槽里的积屑瘤，防止可能的涂层和硬质合金材料的‘拔出’。另外，正的切入角对减轻工件表面加工硬化有帮助，特别是对多个回程的不锈钢加工。这种加工硬化的后果之一是切深处的沟槽磨损，但是在M3断屑槽时由于从刀尖开始的切削刃强度高故影响最小。

高镍不锈钢加工方案

虽然目前的核心车削材质和断屑槽对易切到中等加工难度范围的不锈钢加工提供的很好性能表现，但关于极难加工的不锈钢材料还没有成功的案例。‘随着不锈钢里镍/铬含量的增加，通常你在很低的速度下加工，’Goulding说。‘你需要强度很高的切削刃来抵抗切削这种材料需要的极大的压力。如果切削刃太锋利刀片会碎裂。’

目前条件下满足这些需要，山高提供一种韧性很好的TP40切削材质、切削刃强度很高的‘MR7’断屑槽以及韧性很好的‘R7’单面槽形。同时，公司正在研究新的在高合金不锈钢应用里抵抗破裂提供所需的沿切削刃极好的韧性和良好耐磨性的材质/断屑槽组合。 ‘我们正在探索改装我们的TP200和TP300材质加上另一种断屑槽来满足更宽范围的不锈钢材料加工的可能性，’Goulding说。

浅谈大型不锈钢冻干机化学抛光

高 峰 张明宗 郭玉梅 管从胜/葛方根 孙永强 胡兆奎 孙德生

摘 要 给出了不锈钢在室温条件下化学抛光液配方和抛光工艺条件。介绍了抛光液中各种组成的作用。详细讨论了不锈钢材料品种、质量和加工工艺以及抛光液注排和搅拌方法等对化学抛光质量的影响。分析了化学抛光处理过程中进行挂件实验的作用。

关键词 不锈钢，化学抛光，抛光质量

1 引 言

金属脱脂、钝化、磷化和化学镀等表面处理过程，通常根据处理溶液的温度高低分为三类〔1〕：1)高温为85～100℃；2)中温为50～70℃；3)低温或室温为20～40℃。

不锈钢中温(65～80℃)化学抛光〔2〕具有工艺简单、操作方便、抛光速度快和抛光效果好等特点而广泛应用于小型不锈钢制件的抛光处理，室温化学抛光工艺特别适用于大型不锈钢设备的抛光处理。作者在理论研究的基础上，采用15～40℃化学抛光工艺对烟台冰轮集团公司生产的大型不锈钢冻干机进行抛光处理，取得了较为理想的抛光效果。

2 实验方法

2.1 化学处理液

除油液

Na2CO3 (工业级) 20 g/L

NaOH (工业级) 10 g/L

Na3PO4 (工业级) 20 g/L

OP-10 (工业级) 5 g/L

室温 24 h

除油方式： 浸泡加空气搅拌

化学抛光液

HCl (工业级，36.5%) 120～180 mL/L

HNO3 (工业级， 65%) 15～35 mL/L

H3PO4 (工业级， 85%) 25～50 mL/L

水溶性聚合物 20 g/L

复合添加剂 4 g/L

θ 24～28℃

t 30～36 h

搅拌方式 水泵自循环

中和液

Na2CO3 (工业级) 5 g/L

θ 室温

t 12 h

中和方式 浸泡加空气搅拌

2.2 化学抛光工艺

冻干机→手工预处理→化学去油→水洗→保护密封面(可剥型防腐涂料)→化学抛光→水洗→中和→水洗→干燥→质检

3 实验结果和讨论

在室温HCl-H3PO4-HNO3三酸抛光体系中，磷酸是中等强度的无机酸，主要在不锈钢表面形成磷酸盐转化膜抑制被抛光表面的过度溶解，盐酸是强酸起溶解作用，而硝酸起溶解和氧化(钝化)两种作用。水溶性聚合物为纤维素醚和聚乙二醇的混合物，起抑制酸雾和调节粘度的作用。复合添加剂包括若丁、苯胺等有机缓蚀剂，氯烷基吡啶和碱金属卤化物等光亮剂。

本文主要讨论大型不锈钢冻干机(一次处理面积达150 m2)室温化学抛光处理过程中存在的问题及解决方法。

3.1 不锈钢材料对抛光质量的影响

抛光中发现�45 mm×2.5 mm不锈钢管产生严重的孔蚀现象，有部分管出现开裂穿透。板材产生局部腐蚀，有个别的板材严重腐蚀。

产生上述腐蚀现象的主要原因是不锈钢毛坯存在杂质缺陷，以致轧制后表面产生缺陷、杂质含量过高或不耐腐蚀的元素C、P、Si、S等在晶界处偏析，局部产生薄弱环节。在室温抛光过程中，这些脆弱的部分形成活化的小阳极，而周围区域则为大阴极，在电化学作用下腐蚀成针孔或小孔。这些腐蚀反过来又产生了应力集中，使腐蚀向纵深发展，最后穿透金属。另外裂纹处在抛光过程中也极易形成阳极活化区，沿缝隙腐蚀加重。

从抛光机理看，在不锈钢抛光过程中存在着金属的表面溶解腐蚀和钝化两种过程的竞争，在中低温(65～80℃)抛光过程中，由于抛光时间短，金属表面溶解腐蚀不明显，一般观察不到孔蚀现象。但是在15～40℃抛光过程中，由于抛光时间长(一般大于12 h)，金属表面溶解占了主导地位。在HCl-H3PO4-HNO3三酸抛光体系中，氯离子含量高对不锈钢极易腐蚀，特别是在室温下材质存在杂质缺陷时尤为突出。因此，在室温抛光过程中，不仅要严格控制抛光液配方，而且对不锈钢材料的质量应严格把关。

虽然所采用的不锈钢板材为1 Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢，但是个别的板材磁性过高，恰好这些板材产生均匀溶解，表面发灰，这说明材质不合格。对于板材上出现的局部腐蚀区经机械抛光后发现表面结构不均匀，有的轻碰即脱落，这是毛坯缺陷所致。对于�45 mm×2.5 mm不锈钢钢管中孔蚀严重的部位经抛光后发现有杂质缺陷。对换热器排管进行试压时发现漏气，但找不到原因，经化学抛光后发现有裂纹，抛光2小时就开始漏液，这不可能是腐蚀穿透现象，而是轧制过程中的裂纹缺陷。

文献〔2〕和本文中介绍的HC-HNO3-H3PO4三酸抛光体系只适用于奥氏体不锈钢，但是由于不同厂家的同一类产品可能存在很大差别，有的可能达不到质量要求。因此，应采用同一厂家的同一批号的合格产品，考察技术应包括晶相和组成，特别是杂质的含量，对于压力容器用材料还应按压力容器的技术要求进行探伤。另外对每一种材料应进行抛光实验，最后根据综合实验的具体情况确定抛光液配方。

3.2 不锈钢的加工工艺对抛光质量的影响

抛光过程中发现焊缝和热处理部位产生腐蚀现象，特别是等离子切割面产生严重腐蚀，而且随着时间的延长而加剧。加热弯管时被加热部位也产生严重腐蚀现象。

不锈钢为合金材料，存在不同的晶相，温度变化时晶相发生相应的变化。因此在不锈钢的加工过程(如机械加工、铸造、焊接和切割等)中，一是受温度的影响局部极易析出新相(局部相变)，晶界间物质的物理化学状态与晶粒本身不同，致使晶界处的腐蚀速度明显大于晶粒本身(晶间腐蚀)。这些新相的析出必然导致某些元素的贫乏区形成，不管是析出的新相耐腐蚀，还是不耐腐蚀都将导致腐蚀速度的不均匀性——点蚀或孔蚀等。二是受加工温度的影响极易产生内应力，大量氯离子使应力腐蚀加重。在等离子切割过程中，局部温度过高引起奥氏体不锈钢晶粒粗大，甚至产生局部熔化，内应力过大，应力腐蚀尤为明显。

在室温抛光过程中，虽然可以通过调整抛光液配方减轻腐蚀现象，但是无法完全避免应力腐蚀和晶间腐蚀等。因此，要想控制晶间腐蚀和应力腐蚀，必须从不锈钢设备的加工工艺入手，严格控制工艺参数，包括焊接工艺参数、切割方法、热处理温度等，避免析晶和内应力集中。

3.3 搅拌方式对抛光质量的影响

在抛光过程中，采用水泵自身循环抛光液，发现有死角，抛光面产生花斑现象。大型不锈钢设备往往被抛光面比较集中，如热交换器排管等，局部被抛光面S(dm2)与抛光液体积V(dm3)比过大，温度变化过快，而且抛光过程中，三种酸的消耗过快，只靠抛光液自身的浓度梯度扩散是不够的，为了保持被抛光面附近抛光液浓度均匀一致，必须采用合适的搅拌方式，通常有强制对流和机械搅拌等。对于结构比较简单的圆桶型设备，可采用简单的机械搅拌方式，而对于特殊结构的设备应配备结构相似的搅拌或循环方式。

3.4 抛光液配置及注入方式对抛光质量的影响

若采用一次性抛光液，三种酸的浓度可适当降低。首先将三种酸的混合溶液注入被抛光设备内，使被抛光面与抛光液接触2～3 h，表面腐蚀5～10 μm后，再通过循环方式将配置好的添加剂混合溶液注入，混合均匀后继续抛光，可获得理想的抛光效果。为了避免上下抛光面与抛光液的接触时间相差太长，应采用适当的注入方式，一般控制上下抛光面与抛光液的接触时间差在1 h之内。另外，抛光液排出时应连续进行，否则在停留部位将产生很难清除的痕迹。

3.5 试件对抛光质量的影响

在大型不锈钢设备的室温抛光过程中，抛光质量是通过悬挂样件的质量控制的。在大型设备中，难免材料不均匀和抛光液不均匀，在抛光过程中应对设备中所用的各种材料进行相应的挂件实验，并定时观察挂件的抛光效果。为了使挂件具有代表性，不仅将挂件合理分布(保证上、中、下三个部位有挂件)，而且挂件应与设备本身具有相同的加工工艺。

4 结 论

1)三酸抛光体系适用于各种奥氏体不锈钢材料的抛光处理，材料的性能和质量对抛光质量有很大影响；

2)不锈钢设备的加工工艺对抛光质量有明显影响；

3)适当的搅拌方式和抛光液注入方式对抛光质量是有益的；

4)抛光过程中应进行相应的挂件实验。

作者单位：山东工业大学 济南 250061/烟台冰轮集团公司 烟台 264000

摘自《电镀与精饰》1999年 第21卷 第4期

各产品由于用途的不同，其加工工艺和原料的品质要求也不同。

不锈钢制品的不同，其要求原料厚度公差也各不相同，象二类餐具和保温杯等，厚度公差要求较高，为-3~5%，而一类餐具厚度公差要求-5%，钢管类要求-10%，宾馆用冷柜用材厚度公差要求为-8%，经销商对厚度公差的要求一般在-4%~6%间。

同时产品内外销的不同也会导致客户对原料厚度公差要求的不同。一般出口产品客户的厚度公差要求较高，而内销企业对厚度公差要求相对较低（大多出于成本方面考虑），部分客户甚至要求-15%。

一、结构成分

不锈钢的耐蚀性随含碳量的增加而降低，因此，大多数不锈钢的含碳量均较低，最大不超过1.2%，有些钢的ωc（含碳量）甚至低于0.03%（如00Cr12）。

不锈钢中的主要合金元素是Cr（铬），只有当Cr含量达到一定值时，钢材有耐蚀性。因此，不锈钢一般Cr（铬）含量至少为10.5%。不锈钢中还含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。

二、钢的编号和表示方法

1、用国际化学元素符号和该国的符号来表示化学成份，用阿拉伯字母来表示成份含量：

如：中国、俄国 12CrNi3

2、用固定位数数字来表示钢类系列或数字；如：美国、日本、300系、400系、200系；

3、用拉丁字母和顺序组成序号，只表示用途。

中国的编号规则

4、采用元素符号

5、用途、汉语拼音，平炉钢：P、 沸腾钢：F、 镇静钢：B、甲类钢：A、T8：特8、GCr15：滚珠。

参考资料来源：百度百科-不锈钢

由于手撕钢高强度、耐腐蚀、抗氧化、等多种优异特性。在许多精密部件，如汽车的发动机、手机零件的制造上，都有非常好的应用表现。为了进行手撕钢的制作，诞生了20辊轧机这种特殊的制作机器。

随着我国对于手撕钢产业的逐步改进和制作，许多重要的制作工厂如山西太钢集团等制作手撕钢已经可以缩减到0.02毫米，达到了世界先进水平。这种钢材在许多精密部件的制造上都有广泛的用途，售价也非常高昂。

手撕钢对于企业的生产和设备能力都有极高的要求。

“手撕钢”的学名叫做精密不锈钢带钢， 不锈钢精密钢带的厚度一般为0.01-0.5毫米之间。想做出符合国际水准的精密不锈钢带。对相关的人员操作和设备都提出了很高的要求。这种精密不锈钢带对表面的粗糙度要求很高，结晶的晶粒度也有极高要求，在很长一段时间都是我国精密不锈钢带制作的重要难题。

手撕钢在许多高新零件的制造上都有非常好的应用表现。

正因为精密不锈钢带的技术指标要求高，也让钢带在性能上非常优秀，除了高强度、耐腐蚀、耐热、抗氧化、耐磨损和耐光性等优良特性，手撕钢的外观简洁还便于加工。像手机的零部件，新能源汽车的发动机制造以及相关电池的结构部件等，都对这种材料有巨大的广阔前景和需求。

制作方法一般都使用20辊轧机对手撕钢进行制造操作。

简单来说，为了能够轧制更薄的带钢，会减小工作辊的直径，但工作辊直径小又会使轧机的刚度降低，为了解决这个问题，就需要用其他轧辊来对主要的工作辊进行支撑，经过了研究人员的不断测试后，拥有20根工作辊的辊压机能够最好的平衡以上问题。也因此在广泛应用中成为了制作手撕钢的主要工具之一。

热轧工艺：钢锭—加热—轧制—钢带—打卷—检验—标识—入库

冷轧工艺：红坯—酸洗—清刷—焊接—回火—轧制—成品—检验—标识—入库

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浅谈不锈钢表面处理过程存在问题及预防措施

作者：hui添加时间：2006-4-28 13:52:05访问次数：176

1 不锈钢件常用表面处理方法

1.1 前言

不锈钢具有独特的强度、较高的耐磨性、优越的防腐性能及不易生锈等优良的特性。故广泛应用于化工行业，食品机械，机电行业，环保行业，家用电器行业及家庭装潢，精饰行业，给予人们以华丽高贵的感觉。

不锈钢的应用发展前景会越来越广，但不锈钢的应用发展很大程度上决定它的表面处理技术发展程度。常用不锈钢表面处理技术有以下几方面。

1.2 不锈钢品种简介

1.2.1 不锈钢主要成分：一般含有铬（Cr）、镍（Ni）、钼（Mo）、钛（Ti）等优质金属元素。

1.2.2 常见不锈钢：有铬不锈钢，含Cr≥12%以上；镍铬不锈钢，含Cr≥18%，含Ni≥12%。

1.2.3 从不锈钢金相组织结构分类：有奥氏体不锈钢，例如：1Cr18Ni9Ti，1Cr18Ni11Nb，Cr18Mn8Ni5。马氏体不锈钢，例如：Cr17，Cr28等。一般称为非磁性不锈钢和带有磁性不锈钢。

1.3 常见不锈钢表面处理方法

目前对不锈钢表面进行处理方法品种：①表面本色白化处理；②表面镜面光亮处理；③表面着色处理。

1.3.1 表面本色白化处理：不锈钢在加工过程中，经过卷板、扎边、焊接或者经过人工表面火烤加温处理，产生黑色氧化皮。这种坚硬的灰黑色氧化皮主要是NiCr2O4和NiF二种EO4成分，以前一般采用氢氟酸和硝酸进行强腐蚀方法去除。但这种方法成本大，污染环境，对人体有害，腐蚀性较大，逐渐被淘汰。目前对氧化皮处理方法主要有二种：

⑴ 喷砂（丸）法：主要是采用喷微玻璃珠的方法，除去表面的黑色氧化皮。

⑵ 化学法：使用一种无污染的酸洗钝化膏和常温无毒害的带有无机添加剂的清洗液进行浸洗。从而达到不锈钢本色的白化处理目的。处理好后基本上看上去是一无光的色泽。这种方法对大型、复杂产品较适用。

1.3.2 不锈钢表面镜面光亮处理方法：根据不锈钢产品的复杂程度和用户要求情况不同可分别采用机械抛光、化学抛光、电化学抛光等方法来达到镜面光泽。这三种方法优缺点如下：

表1

项目方法 优点 缺点 适用产品 备注

机械抛光 整平性好，光亮 劳动强度大，污染严重，复杂件难加工，光泽下降，投资及成本较高 简单工件，中、小产品，复杂件无法加工 整个产品光泽达不到一致，光泽保持时间不长

化学抛光 投资少，复杂件能抛，效率高，速度快 光亮度不足，抛光液要加温，有气体溢出，需要通风设备 复杂产品，光亮度要求不高的产品可选用 小批量加工较合算

电化学 抛光 达镜面光泽，长期保持，工艺稳定，污染少，成本低，防污染性好 一次性投资大，复杂件要装工装，辅助电极，大量生产要降温 高挡中小件产品，要求长时间保持镜面光亮产品 工艺稳定，易操作，可广泛推广使用

1.3.3 表面着色处理：不锈钢着色不仅赋予不锈钢制品各种颜色，增加产品的花色品种，而且提高产品耐磨性和耐腐蚀性。

不锈钢着色方法有如下几种： ⑴化学氧化着色法；⑵电化学氧化着色法； ⑶离子沉积氧化物着色法；⑷高温氧化着色法；⑸气相裂解着色法。各种方法简单概况如下：

⑴化学氧化着色法：就是在特定溶液中，通过化学氧化形成膜的颜色，有重铬酸盐法、混合钠盐法、硫化法、酸性氧化法和碱性氧化法。一般“茵科法”（INCO）使用较多，不过要想保证一批产品色泽一致的话，必须用参比电极来控制。

⑵电化学着色法：是在特定溶液中，通过电化学氧化形成膜的颜色。

⑶ 离子沉积氧化物着色法化学法：就是将不锈钢工件放在真空镀膜机中进行真空蒸发镀。例如：镀钛金的手表壳、手表带，一般是金黄色。这种方法适用于大批量产品加工。因为投资大，成本高，小批量产品不合算。

⑷高温氧化着色法：是在特定的熔盐中，浸入工件保持在一定的工艺参数，使工件形成一定厚度氧化膜，而呈现出各种不同色泽。

⑸ 气相裂解着色法：较为复杂，在工业中应用较少。

1.4 处理方法选用

不锈钢表面处理选用哪种方法，要根据产品结构、材质、及对表面不同要求，选用合适的方法进行处理。

2 不锈钢件产生锈蚀的常见原因

2.1 化学腐蚀

2.1.1 表面污染：附着在工件表面的油污、灰尘及酸、碱、盐等在一定条件转化为腐蚀介质，与不锈钢件中的某些成分发生化学反应，产生化学腐蚀而生锈。

2.1.2 表面划伤：各种划伤对钝化膜的破坏，使不锈钢保护能力降低，易与化学介质发生反应，产生化学腐蚀而生锈。

2.1.3 清洗：酸洗钝化后清洗不干净造成残液存留，直接腐蚀不锈钢件（化学腐蚀）。

2.2 电化学腐蚀

2.2.1 碳钢污染：与碳钢件接触造成的划伤与腐蚀介质形成原电池而产生电化学腐蚀。

2.2.2 切割：割渣、飞溅等易生锈物质的附着与腐蚀介质形成原电池而产生电化学腐。

2.2.3 烤校：火焰加热区域的成份与金相组织发生变化而不均匀，与腐蚀介质形成原电池而产生电化学腐蚀。

2.2.4 焊接：焊接区域的物理缺陷（咬边、气孔、裂纹、未熔合、未焊透等）和化学缺陷（晶粒粗大、晶界贫铬、偏析等）与腐蚀介质形成原电池而产生电化学腐蚀。

2.2.5 材质：不锈钢材质的化学缺陷（成份不均匀、S、P杂质等）和表面物理缺陷（疏松、砂眼、裂纹等）有利于与腐蚀介质形成原电池而产生电化学腐蚀。

2.2.6 钝化：酸洗钝化效果不好造成不锈钢表面钝化膜不均匀或较薄，易于形成电化学腐蚀。

2.2.7 清洗：存留的酸洗钝化残液与不锈钢发生化学腐蚀的生成物与不锈钢件形成电化学腐蚀。

2.3 应力集中易于造成应力腐蚀。

总之，不锈钢由于其特殊的金相组织和表面钝化膜，使得它在一般情况下较难与介质发生化学反应而被腐蚀，但并不是在任何条件下都不能被腐蚀。在腐蚀介质和诱因（如划伤、飞溅、割渣等）存在的条件下，不锈钢也能与腐蚀介质发生缓慢的化学和电化学反应被腐蚀，而且在一定条件下的腐蚀速度相当快而产生锈蚀现象，尤其是点蚀和缝隙腐蚀。不锈钢件的腐蚀机理主要为电化学腐蚀。

因此，在不锈钢产品在加工作业过程中应采取一切有效措施，尽量避免锈蚀条件和诱因的产生。实际上，许多锈蚀条件和诱因（如划伤、飞溅、割渣等）对于产品的外观质量也有显著的不利的影响，也应该和必须加以克服。

3 目前我公司不锈钢产品采用表面处理工艺

3.1 打磨：采用的是手工机械打磨，主要处理下料切割缺陷、焊缝缺陷、铆焊时的铆焊点及加工过程中产生的各种划痕。

3.2 焊缝酸洗：焊缝酸洗钝化，主要处理焊缝处的黑色氧化皮。

3.3 整体钝化：整体酸洗钝化，主要处理整体要求一致的产品，但目前这种处理方法很难达到理想的一致效果。

3.4 抛光钝化：手工打磨抛光后酸洗钝化处理，主要处理表面有装饰要求的产品，但目前的处理方法很难达到较好的处理效果，而且材料费用和工时费用都比较高。

4 目前我公司不锈钢产品加工过程中存在问题

4.1 焊缝缺陷：焊缝缺陷较严重，采用手工机械打磨处理方法来弥补，产生的打磨痕迹，造成表面不均匀，影响美观。

4.2 表面不一致：只对焊缝进行酸洗钝化，也造成表面不均匀，影响美观。

4.3 划痕难除去：整体酸洗钝化，也不能将加工过程中产生的各种划痕去掉，并且也不能去除由于划伤、焊接飞溅而粘附在不锈钢表面的碳钢、飞溅等杂质，导致在腐蚀介质存在的条件下发生化学腐蚀或电化学腐蚀而生锈。

4.4 打磨抛光钝化不均匀：手工打磨抛光后进行酸洗钝化处理，对面积较大的工件，很难达到均匀一致处理效果，不能得理想的均匀表面。并且工时费用，辅料费用也较高。

4.5 酸洗能力有限：酸洗钝化膏并不是万能的，对等离子切割、火焰切割而产和黑色氧化皮，较难除去。

4.6 人为因素造成的划伤比较严重：在吊装、运输和结构加工过程中，磕碰、拖拉、锤击等人为因素造成的划伤比较严重，使得表面处理难度加大，而且也是处理后产生锈蚀的主要原因。

4.7 设备因素：在型材、板材卷弯、折弯过程中，造成的划伤和折痕也是处理后产生锈蚀的主要原因。

4.8 其他因素：不锈钢原材料在采购、储存过程中，由于吊装、运输过程产生的磕碰和划伤也比较严重，也是产生锈蚀的原因之一。

5 应采取措施

5.1 储存、吊装、运输

5.1.1 不锈钢件储存:应有专用存放架，存放架应为木质或表面喷漆的碳钢支架或垫以橡胶垫，以与碳钢等其它金属材质隔离。存放时，储存位置应便于吊运，与其它材料存放区相对隔离，应有防护措施，以避免灰尘、油污、铁锈对不锈钢的污染。

5.1.2 不锈钢件吊装：吊装时，应采用专用吊具，如吊装带、专用夹头等，严禁使用钢丝绳以免划伤表面；并且在起吊和放置时，应避免冲击磕碰造成划伤。

5.1.3 不锈钢件运输：运输时，应用运输工具（如小车、电瓶车等），并应洁净有隔离防护措施，以防灰尘、油污、铁锈污染不锈钢。严禁拖拉，避免磕碰、划伤。

5.2 加工

5.2.1 加工区：不锈钢件的加工区域应相对固定。不锈钢件加工区的平台应采取隔离措施，如铺上橡胶垫等。不锈钢件加工区的定置管理、文明生产应加强，以避免对不锈钢件的损伤与污染。

5.2.2 下料：不锈钢件的下料采用剪切或等离子切割、锯切等。

⑴ 剪切：剪切时，应与送进支架隔离，落料斗也应铺以橡胶垫，避免划伤。

⑵ 等离子切割：等离子切割后，割渣应清理干净。批量切割时，对于已完成的零件应及时清理出现场，以避免割渣对工件的玷污。

⑶ 锯切下料：锯切下料时，夹紧应加以胶皮保护，锯切后应清理工件上的油污、残渣等。

5.2.3 机械加工：不锈钢件在车、铣等机械加工时也应注意防护，作业完成应清理干净工件表面的油污、铁屑等杂物。

5.2.4 成型加工：在卷板、折弯过程中，应采取有效措施避免造成不锈钢件表面划伤和折痕。

5.2.5 铆焊：不锈钢件在组对时，应避免强制组装，尤其避免火焰烤校装配。组对或制作过程如有临时采用等离子切割时，应采取隔离措施以避免割渣对其它不锈钢件的污染。切割后，工件上的割渣应清理干净。

5.2.6 焊接：不锈钢件焊接前必须认真清除油污、锈迹、灰尘等杂物。焊接时尽量采用氩弧焊接，采用手工电弧焊时应采用小电流、快速焊，避免摆动。严禁在非焊接区域引弧，地线位置适当、连接牢固，以避免电弧擦伤。焊接时应采取防飞溅措施（如刷白灰等方法）。焊后应用不锈钢（不得采用碳钢）扁铲彻底清理熔渣和飞溅。

5.2.7 多层焊：多层焊时，层间熔渣必须清除干净。多层焊时，应控制层间温度，一般不得超过60℃。

5.2.8 焊缝：焊缝接头应修磨，焊缝表面不得有熔渣、气孔、咬边、飞溅、裂纹、未熔合、未焊透等缺陷，焊缝与母材应圆滑过渡，不得低于母材。

5.2.9 矫形：不锈钢件的矫形，应避免采用火焰加热方法，尤其不允许反复加热同一区域。矫形时，尽量采用机械装置，或用木锤（橡皮锤）或垫橡皮垫锤击，禁止用铁锤锤击，以避免损伤不锈钢件。

5.2.10 搬运：不锈钢件在加工过程中进行搬运时，应用运输工具（如小车、电瓶车或天车等），并应洁净有隔离防护措施，以防灰尘、油污、铁锈污染不锈钢。严禁在平台或地面直接拖拉，严禁磕碰和划伤。

5.3 表面处理

5.3.1 清理打磨：如有损伤应打磨，尤其与碳钢件接触造成的划伤和飞溅、割渣造成的损伤必须认真彻底地清理打磨干净。

5.3.2 除油除尘：不锈钢件在进行酸洗钝化前，必须按工艺清除油污、氧化皮、灰尘等杂物。

5.3.3 酸洗钝化：不锈钢件的酸洗钝化必须严格按工艺要求进行，钝化膏涂层应均匀，钝化时间应严格执行工艺要求。

5.3.4 清洗干燥：酸洗钝化后，应严格按工艺进行擦拭、冲洗、干燥，彻底清除酸洗钝化膏和酸液。

5.3.5 保护：不锈钢件表面处理完成后，应做好防护，避免人员抚摸和油污、灰尘等杂物的污染。

5.3.6 避免再加工：不锈钢件表面处理完成后，应避免对该零部件或产品的再加工。