不銹鋼鈍化劑原理機(jī)制以及管控規(guī)范

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什么是不銹鋼鈍化?根據(jù)ASTM A380，鈍化是“通過化學(xué)溶解從不銹鋼表面去除外源鐵或鐵化合物，最典型的方法是用酸溶液處理，以去除表面污染，但不會明顯影響不銹鋼本身。另外，它也將鈍化描述為“為了增強(qiáng)保護(hù)性鈍化膜的自發(fā)形成，用諸如硝酸溶液之類的弱氧化劑對不銹鋼進(jìn)行化學(xué)處理”。總而言之，鈍化工藝去除了加工和制造過程中在不銹鋼表面殘留的“游離鐵”污染。這些污染物是潛在的腐蝕部位，會導(dǎo)致過早腐蝕，如果不去除，最終會導(dǎo)致組件性能下降。此外，鈍化過程有助于形成薄的透明氧化膜，從而保護(hù)不銹鋼免受選擇性氧化（腐蝕）。鈍化過程通常從徹底的清潔周期開始。它去除了由于制造和加工過程而留下的油，油脂，形成化合物，潤滑劑，冷卻劑，切削液和其他不良有機(jī)和金屬殘留物。常規(guī)的脫脂和清潔可以通過多種方式完成，包括蒸汽脫脂，溶劑清潔和堿浸。

在物理化學(xué)和工程學(xué)中，鈍化是指變得“被動”的材料，即受到未來使用環(huán)境的影響或腐蝕的程度較小。鈍化涉及形成屏蔽材料的外層，該外層可作為微涂層使用，可以通過與基材的化學(xué)反應(yīng)來形成，或者可以通過空氣中的自發(fā)氧化而形成。作為一種技術(shù)，鈍化是使用保護(hù)性材料（例如金屬氧化物）的輕涂層來形成防腐蝕的外殼。鈍化只能在某些條件下發(fā)生，并且用于微電子學(xué)中以增強(qiáng)硅。鈍化技術(shù)增強(qiáng)并保留了金屬的外觀。在水的電化學(xué)處理中，鈍化會通過增加電路電阻來降低處理的效率，并且通常采用主動措施來克服這種影響，最常見的是極性反轉(zhuǎn)，這導(dǎo)致污垢層的排斥率受到限制。避免電極鈍化的其他專有系統(tǒng)（以下將進(jìn)行討論）是正在進(jìn)行的研究和開發(fā)的主題。

當(dāng)暴露于空氣中時，許多金屬自然會形成堅硬，相對惰性的表面，就像銀的銹蝕一樣。對于其他金屬，例如鐵，則由松散附著的腐蝕產(chǎn)物形成有點粗糙的多孔涂層。在這種情況下，將除去大量的金屬，這些金屬會沉積或溶解在環(huán)境中。腐蝕涂層會根據(jù)賤金屬的種類及其環(huán)境不同程度地降低腐蝕速率，并且在室溫空氣中，對于鋁，鉻，鋅，鈦和硅（準(zhǔn)金屬）的腐蝕速度要特別慢；腐蝕殼可抑制更深層的腐蝕，并作為鈍化的一種形式起作用。惰性表面層稱為“天然氧化物層”，通常是氧化物或氮化物，對于貴金屬（例如鉑），其單層厚度為0.1-0.3 nm ，約為1.5 nm，對于鋁為接近5 nm。

發(fā)現(xiàn)：

在1800年代中期，克里斯蒂安·弗里德里希·舍恩貝因（ Christian FriedrichSch?nbein）發(fā)現(xiàn)，將一塊鐵放在稀硝酸中會溶解并產(chǎn)生氫，但是如果將鐵放在濃硝酸中然后又返回到稀硝酸中，則幾乎沒有。沒有反應(yīng)發(fā)生。 Schnbein將第一個狀態(tài)命名為主動狀態(tài)，將第二個狀態(tài)命名為被動狀態(tài)。如果無源熨斗被有源熨斗觸摸，它將再次變?yōu)橛性础?1920年，拉爾夫·S·利利（Ralph S. Lillie）測量了一塊活動的鐵片碰到一根無源的鐵絲的效果，發(fā)現(xiàn)“一股激活波在整個長度上迅速掠過（每秒幾百厘米）”。

機(jī)制：

確定控制氧化物層厚度隨時間增加的機(jī)理已引起人們極大的興趣。一些重要因素是相對于母體金屬的體積的氧化物的體積，氧通過金屬氧化物擴(kuò)散到母體金屬的機(jī)理以及氧化物的相對化學(xué)勢。如果氧化物層是晶體，則微粒之間的邊界形成氧氣到達(dá)其下方未氧化金屬的重要途徑。因此，缺乏晶界的氧化玻璃涂層可以阻止氧化。鈍化的必要條件（但不充分）記錄在Pourbaix圖中。

原理：
安捷誠不銹鋼鈍化劑采用某些溶解在溶液中的化合物（檸檬酸鹽，鉬酸鹽，硅酸鹽，鎢酸鹽，稀土鹽）在金屬表面形成非反應(yīng)性和低溶解度的薄膜。去除不銹鋼表面多余的鐵和相關(guān)污染物，并在金屬表面形成氧化鉻層。隔絕空氣和氧化性介質(zhì)，從而導(dǎo)致不銹鋼的耐腐蝕性能。

規(guī)范：

ASTM A380 –不銹鋼零件，設(shè)備和系統(tǒng)的清潔，除鱗和鈍化方法

ASTM A967 –不銹鋼零件化學(xué)鈍化處理規(guī)范（基于美國國防部標(biāo)準(zhǔn)QQ-P-35C）–最常見的鈍化規(guī)范之一

AMS 2700 –耐腐蝕鋼的鈍化

AMS-QQ-P-35 –耐腐蝕鋼的鈍化處理

ASTM F86 –金屬手術(shù)植入物表面準(zhǔn)備和標(biāo)記的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

金屬手術(shù)植入物表面準(zhǔn)備和標(biāo)記的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

ASTM B600 –鈦和鈦合金的鈍化現(xiàn)已在ASTM標(biāo)準(zhǔn)中得到認(rèn)可。

BS（英國標(biāo)準(zhǔn)）EN 2516 –耐腐蝕鋼的鈍化和鎳基合金的去污

注意事項：

1.進(jìn)行鈍化之前，請先清潔，清除所有氧化物或熱色調(diào)顆粒。

2.請避免使用過多的氯化物，它們會導(dǎo)致有害的閃擊。如果可能，請僅使用含有少于約百萬分之50（ppm）氯化物的優(yōu)質(zhì)水。自來水通常就足夠了，在某些情況下，最高可以耐受數(shù)百ppm的氯化物。

3.在高產(chǎn)量運行期間，務(wù)必維護(hù)非常特定的時間表以更換溶液，以最大程度地減少污染的可能性。使用對照樣品測試浴液的有效性。如果樣品受到侵蝕，則該更換浴液了。

4.請勿單獨擱置零件以進(jìn)行處理，以避免金屬之間的接觸。這對于自由加工不銹鋼尤為重要，在自由加工不銹鋼中，需要自由流動的鈍化和沖洗溶液以從腐蝕物中擴(kuò)散腐蝕產(chǎn)物并避免酸蝕。

5.不要鈍化滲碳或氮化的不銹鋼零件。如此處理過的零件的耐腐蝕性可能會降低到在鈍化罐中容易受到腐蝕的程度。

6.不要在不太干凈的車間環(huán)境中使用含鐵量高的工具。可以使用硬質(zhì)合金或陶瓷工具避免鋼砂。

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