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鋼材百科

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表面處理

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1.化學解釋:

當濃硫酸或濃硝酸在常溫下與鐵或鋁反應時,表面會形成一層致密的氧化膜,阻止濃硫酸或濃硝酸進一步與之反應的現象就叫鈍化。

一種活性金屬或合金,其中化學活性大大降低,而成為貴金屬狀態的現象,叫鈍化。金屬由于介質的作用生成的腐蝕產物如果具有致密的結構,形成了一層薄膜(往往是看不見的),緊密覆蓋在金屬的表面,則改變了金屬的表面狀態,使金屬的電極電位大大向正方向躍變,而成為耐蝕的鈍態。如Fe→Fe++時標準電位為-0.44V,鈍化后躍變到+0.5~1V,而顯示出耐腐蝕的貴金屬性能,這層薄膜就叫鈍化膜。

2.鈍化處理:

用鉻酸鹽溶液與金屬作用在其表面生成三價或六價鉻化層的過程,稱為鈍化,亦名鉻化。多用于鋁、鎂及其合金的處理,對鋼鐵也能形成鉻化層,但很少單獨使用,常和磷化配套使用,以封閉磷化層的孔隙,使磷化層中裸露的鋼鐵鈍化,以抑制殘余磷化加速劑的腐蝕作用,進一步增加防護能力。鈍化時一般用重鉻酸鉀溶液(2~4克/升,有時也加入1~2克磷酸),在80-90攝氏度浸嘖2-3分鐘取出,水洗即可

3.不銹鋼的鈍化:

鈍化處理是化學清洗中最后一個工藝步驟,是關鍵一步。鍋爐經酸洗、水沖洗、漂洗后,金屬表面很清潔,非常活化,很容易遭受腐蝕,所以必須立即進行鈍化處理,使清洗后的金屬表面生成保護膜,減緩腐蝕。

用途:對不銹鋼全面酸洗鈍化處理,清除各類油污、銹、氧化皮、焊斑等污垢,處理后表面變成均勻銀白色,大大提高不銹鋼抗腐蝕性能,適用于各種型號不銹鋼零件、板材及其設備。

特點:操作簡單,使用方便、經濟實用,同時添加了高效緩蝕劑、抑霧劑,防止金屬出現過腐蝕和氫脆現象、抑制酸霧的產生。特別適用于小型復雜工件,不適合涂膏的情況,優于市場同類產品。

用法:根據不銹鋼的材質和氧化皮嚴重程度不同,可以用原液或按1:1~4的比例加水稀釋后使用;鐵素體、馬氏體和鎳含量低的奧氏體不銹鋼(如420、430、200、201、202、300、301等)稀釋后使用,鎳含量較高的奧氏體不銹鋼(如304、321、316、316L等)用原液浸泡;一般常溫或加熱到50~60度后使用,浸泡3-20分鐘或更長時間(具體時間和溫度用戶根據自己的試用情況確定),至表面污垢完全清除,成均勻銀白色,形成均勻致密的鈍化處理膜為止,處理完成后取出,用清水沖洗干凈,最好再用堿水或石灰水沖洗中和。

4.淺談金屬鈍化的機理

我們知道,鐵、鋁在稀HNO3或稀H2SO4中能很快溶解,但在濃HNO3或濃H2SO4中溶解現象幾乎完全停止了,碳鋼通常很容易生銹,若在鋼中加入適量的Ni、Cr,就成為不銹鋼了。金屬或合金受一些因素影響,化學穩定性明顯增強的現象,稱為鈍化。由某些鈍化劑(化學藥品)所引起的金屬鈍化現象,稱為化學鈍化。如濃HNO3、濃H2SO4、HClO3、K2Cr2O7、KMnO4等氧化劑都可使金屬鈍化。金屬鈍化后,其電極電勢向正方向移動,使其失去了原有的特性,如鈍化了的鐵在銅鹽中不能將銅置換出。此外,用電化學方法也可使金屬鈍化,如將Fe置于H2SO4溶液中作為陽極,用外加電流使陽極極化,采用一定儀器使鐵電位升高一定程度,Fe就鈍化了。由陽極極化引起的金屬鈍化現象,叫陽極鈍化或電化學鈍化。

金屬處于鈍化狀態能保護金屬防止腐蝕,但有時為了保證金屬能正常參與反應而溶解,又必須防止鈍化,如電鍍和化學電源等。

金屬是如何鈍化的呢?其鈍化機理是怎樣的?首先要清楚,鈍化現象是金屬相和溶液相所引起的,還是由界面現象所引起的。有人曾研究過機械性刮磨對處在鈍化狀態的金屬的影響。實驗表明,測量時不斷刮磨金屬表面,則金屬的電勢劇烈向負方向移動,也就是修整金屬表面可引起處在鈍態金屬的活化。即證明鈍化現象是一種界面現象。它是在一定條件下,金屬與介質相互接觸的界面上發生變化的。電化學鈍化是陽極極化時,金屬的電位發生變化而在電極表面上形成金屬氧化物或鹽類。這些物質緊密地覆蓋在金屬表面上成為鈍化膜而導致金屬鈍化,化學鈍化則是像濃HNO3等氧化劑直接對金屬的作用而在表面形成氧化膜,或加入易鈍化的金屬如Cr、Ni等而引起的。化學鈍化時,加入的氧化劑濃度還不應小于某一臨界值,不然不但不會導致鈍態,反將引起金屬更快的溶解。

金屬表面的鈍化膜是什么結構,是獨立相膜還是吸附性膜呢?目前主要尚不清楚在什么條件下形成成相膜,在什么條件下形成吸附膜。兩種理論相互結合還缺乏直接的實驗證據,因而鈍化理論還有待深入地研究。

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