不銹鋼零件在進(jìn)行表面拋光、鈍化處理、電鍍、著色等以前,應(yīng)該進(jìn)行預(yù)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(duì)不銹鋼零件進(jìn)行表面處理前,首先應(yīng)該進(jìn)行預(yù)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(xù)的加工中獲得滿意的效果。
一、不銹鋼零件預(yù)處理的步驟
1. 不銹鋼零件預(yù)處理的第一步是進(jìn)行零件表面的機(jī)械處理,消除不銹鋼零件表面的粗糙狀態(tài),一般采用機(jī)械磨光、拋光,使不銹鋼零件的表面達(dá)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(jié)晶組織。
二、不銹鋼零件表面預(yù)處理的方法
1. 機(jī)械法
用磨光機(jī)、拋光機(jī)或其他機(jī)械方法消除不銹鋼零件表面粗糙狀態(tài),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(xù)的化學(xué)拋光和電化學(xué)拋光做好準(zhǔn)備。
2. 除油
具體如下:
a. 有機(jī)溶劑除油
有機(jī)溶劑除油就是利用機(jī)溶溶劑能溶解油脂的性質(zhì),把油污除去。只有表面沾污了用一般化學(xué)除油難以除去的,如黃油、凡士林、拋光膏結(jié)污等才采用有機(jī)溶劑除油。常用的有機(jī)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(diǎn)是:溶劑揮發(fā)后在零件表面上會(huì)留下一層極薄的油膜。所以有機(jī)溶劑除油只能作為預(yù)除油,隨后還要進(jìn)行化學(xué)除油。
b. 化學(xué)除油
化學(xué)除油就是利用堿性化學(xué)物質(zhì)溶液除去不銹鋼表面的油污,以達(dá)到清潔表面的目的。化學(xué)除油溶液中的堿性化學(xué)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(qiáng)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(xué)除油溶液的配方和工作條件
化學(xué)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(xù)處理。并根據(jù)除油情況,更新重配除油溶液。
c. 電化學(xué)除油
電化學(xué)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(yáng)極進(jìn)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(xué)除油配方。
電化學(xué)除油時(shí),除了有機(jī)化學(xué)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(jìn)入溶液中,產(chǎn)生的氣體對(duì)溶液起攪拌作用,加速了除油的速度。電學(xué)除油所需電流一般為5~10A/dm2。
不銹鋼零件表面處于陰極時(shí),由于水的電解析出氫氣,化學(xué)反應(yīng)式如下:
析出的氫氣泡體積小、數(shù)量多,擦刷作用大。
不銹鋼零件表面處于陽(yáng)極時(shí),析出的是氧氣,其化學(xué)反應(yīng)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(shí)間分陰極時(shí)間和陽(yáng)極時(shí)間。陰極時(shí)間長(zhǎng)易除去油,但易滲氫,造成氫脆,而且易有金屬雜質(zhì)析出在工件表面,呈黑色沉淀,故一般易在1~2min內(nèi)。陽(yáng)極時(shí)間長(zhǎng),雖有除去表面在陰極時(shí)析出沉渣的作用,但同時(shí)有氧化作用,時(shí)間過長(zhǎng),特別是在氯離子存在的情況下易使表面發(fā)生點(diǎn)腐蝕,故一般陽(yáng)極時(shí)間以0.5min 為宜。溶液中沒有氯離子存在時(shí),也可在專用陽(yáng)極除油液中進(jìn)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(yáng)極的聯(lián)合除油,即采用表 10-3 中的陰、陽(yáng)極除油時(shí)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(dòng)光飾(滾光)
滾光有滾筒滾光、離心滾光、離心盤擦光和旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn),使零件相互摩擦,達(dá)到表面除油的作用。
如果要除去氧化皮,可在滾筒內(nèi)加入酸類和非離子型表面活性劑,如OP-10,利用轉(zhuǎn)動(dòng)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(nèi)的堿性溶液中加入磨料,利用轉(zhuǎn)動(dòng)中零件表面與磨料的接觸摩擦,達(dá)到整平表面,使不銹鋼零件表面達(dá)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(gè)轉(zhuǎn)塔內(nèi)的四周安放一些裝有零件和磨料的轉(zhuǎn)筒,轉(zhuǎn)塔高速旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)轉(zhuǎn)筒以低轉(zhuǎn)動(dòng)的速度反方向旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使轉(zhuǎn)筒中的裝載物壓在一起,轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)使磨料對(duì)零件產(chǎn)生滑動(dòng)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(shí)間的1/50。并能保持不同批次加工的不銹鋼零件的表面質(zhì)量一致,使不銹鋼零件具有高的尺寸精度和光飾質(zhì)量。生產(chǎn)效率高,成本低。其缺點(diǎn)是:只能處理小零件,設(shè)備成本較高。
c. 離心盤擦光
離心盤擦光機(jī)的主要結(jié)構(gòu)是圓柱形容器、碗形盤和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在固定不動(dòng)的圓柱筒下部,裝有一個(gè)由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)的能高速旋轉(zhuǎn)的碗形盤,盤的線速度可達(dá)10m/s。零件和磨料放入筒內(nèi),工作時(shí)由于盤的高速旋轉(zhuǎn),使裝載物沿筒壁向上運(yùn)動(dòng),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(fù)復(fù)進(jìn)行,使裝載物呈圓筒形運(yùn)動(dòng),從而對(duì)不銹鋼零件產(chǎn)生磨削光飾的作用。
d. 旋轉(zhuǎn)光飾
旋轉(zhuǎn)光飾是把不銹鋼零件固定在一個(gè)轉(zhuǎn)軸上,并浸入盛有磨料泥漿的旋轉(zhuǎn)筒內(nèi)。零件表面受到快速動(dòng)泥漿的磨削作用而達(dá)到光飾加工的目的。
旋轉(zhuǎn)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(xì)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(duì)表面進(jìn)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。
