.,不銹鋼材料表面工藝處理方案,材料的選用和非噴涂性表面處理,針對我司現正在研發中的不銹鋼產品，在生產測試時所出現的外觀不良現象，做出的問題分析和控制方法；,.,前期用443（YH21CT）不銹鋼制作的LCD戶外廣告機柜，在制作完成后的測試過程中，發現產品外表面顏色發暗，無光亮感，焊接（未打磨）位置銹蝕嚴重，對我司產品的外觀品質帶來很大影響；通過對問題點的初步分析，可能發生以上問題的原因有：所用材料（443不銹鋼）防腐蝕性稍差，不適合做戶外非噴涂性產品；焊接工藝有問題，焊接處有滲碳，續而引發生銹（晶間腐蝕）；表面太過粗糙，打磨/拋光未將表面有害物質清除，表面沉積生成物引發局部生銹；,.,一.不銹鋼材料的選型,1.我司對所選不銹鋼的基本要求；加工性能好：要求材料的可切削性，成型性，焊接性能優異；抗腐蝕性強：能夠抵御外界各個環境的各種腐蝕性物質，滿足在長時間內不會腐蝕；價格低廉：在能夠滿足以上兩種要求的同時，選用價格較便宜的材料；,.,.現主要存在的問題點；材料的加工性能暫未對我司現有的加工造成影響，但產品的生銹和腐蝕是我司目前難以解決的問題。所以，產品的防腐蝕能力是現在的重點處理內容。現對幾種抗腐蝕等級按適用環境的不同做幾種分類；經驗表明，大氣的腐蝕程度因地域而異。為便于說明，建議把地域分成四類，即：鄉村，城市，工業區和沿海地區。,.,鄉村是基本上無污染的區域。該區人口密度低，只有無污染的工業。城市為典型的居住、商業和輕工業區，該區內有輕度污染，例如交通污染。工業區為重工業造成大氣污染的區域。污染可能是由于燃油所形成的氣體，例如硫和氮的氧化物，或者是化工廠或加工廠釋放的其它氣體。空氣中懸游的顆粒，像鋼鐵生產過程中產生的灰塵或氧化鐵的沉積也會使腐蝕增加。沿海地區通常指的是距海邊一英里以內的區域。但是，海洋大氣可以向內陸縱深蔓延，在海島上更是如此，盛行風來自海洋，而且氣候惡劣。例如，英國氣候條件就,.,是如此，所以整個國家都屬于沿海區域。如果風中夾雜著海洋霧氣，特別是由于蒸發造成鹽沉積集聚，再加上雨水少，不經常被雨水沖刷，沿海區域的條件就更加不利。如果還有工業污染的話，腐蝕性就更大了；,.,3.針對產品防腐蝕性的基本要求，提供幾款不同型號的不銹鋼材料做對比選擇；430JIL不銹鋼：材料添加了Cu,Nb等元素；其耐腐蝕性，成形性，焊接性及耐高溫氧化性良好。主要應用于建筑外部裝飾材料，汽車零件，冷熱水供給設備；屬鐵索體不銹鋼，價格相對奧氏體不銹鋼便宜；439不銹鋼：439鋼種是在普通鐵素體材料（430）的基礎上降低C的含量，同時加入Ti等穩定化元素，使該鋼種的耐晶間腐蝕性、成型性和焊接性均有所提高。其與304鋼種,.,相比，雖延伸率較低（30左右），但強度、耐腐蝕性相當，且耐腐蝕性優于200系列材料。443不銹鋼：（YH21CT)443CT是JFE首次開發的，其功能與304不銹鋼相似。可以替代304不銹鋼的產品（實測性能稍差304）。443CT的鉻含量為20-23%，具有和SUS304同樣優異的抗腐蝕性，和出色的成形性；價格比304不銹鋼便宜；但還未得到業界的廣泛應用，我司在試驗階段發現此材料暫時還曾在一些難以克服的問題。304不銹鋼/304L不銹鋼：,.,304不銹鋼是應用最為廣泛的一種鉻-鎳不銹鋼，具有良好的耐蝕性、耐熱性、低溫強度和機械特性。在大氣中耐腐蝕，如果是工業性氣氛或重污染地區，則需要及時清潔以避免腐蝕。適合用于食品的加工、儲存和運輸。304L不銹鋼是碳含量較低的304不銹鋼的變種，用于需要焊接的場合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區中所析出的碳化物減至最少，而碳化物的析出可能導致不銹鋼在某些環境中產生晶間腐蝕（焊接侵蝕）。316不銹鋼/316L不銹鋼：316不銹鋼（18Cr-12Ni-2.5Mo）因添加Mo，故其耐蝕性、耐大氣腐蝕性和高溫強度特別好，可在苛酷的條件下使用；316和317型不銹鋼含有鋁，因而在海洋,.,和化學工業環境中的抗點腐蝕能力大大地優于304不銹鋼。可應用于海水里用設備、化學、肥料等腐蝕性較強生產設備，或食品工業、沿海地區設施；316不銹鋼具有良好的焊接性能。可采用所有標準的焊接方法進行焊接。焊接時可根據用途，分別采用316Cb、316L或309Cb不銹鋼填料棒或焊條進行焊接。為獲得最佳的耐腐蝕性能，316不銹鋼的焊接斷面需要進行焊后退火處理。316L不銹鋼是碳含量較低的316不銹鋼的變種，如果使用316L不銹鋼，不需要進行焊后退火處理；其它性能與316相同；,.,二產品在加工中的控制,小知識：不銹鋼為什么耐腐蝕？所有金屬都和大氣中的氧氣進行反應，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續進行氧化，使銹蝕不斷擴大，最終形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金屬（例如，鋅，鎳和鉻）進行電鍍來保證碳鋼表面，但是，正如人們所知道的那樣，這種保護僅是一種薄膜。如果保護層被破壞，下面的鋼便開始銹蝕。不銹鋼的耐腐蝕性取決于鉻，但是因為鉻是鋼的組成部分之一，所以保護方法不盡相同。在鉻的添加量達到105時，鋼的耐大氣腐蝕性能顯著增加，但鉻含量更高時，盡管仍可提高耐腐蝕性，但不明顯。原因是用鉻對鋼進行合金化處理時，把表面氧化物的類型改變成了類似于純鉻金屬上形成的表面氧化物。這種緊密粘附的富鉻氧化物保護表面，防止進一步地氧化。這種氧化層極薄，透過它可以看到鋼表面的自然光澤，使不銹鋼具有獨特的表面。而且，如果損壞了表層，所暴露出的鋼表面會和大氣反應進行自我修理，重新形成這種鈍化膜，繼續起保護作用。因此，所有的不銹鋼都具有一種共同的特性，即鉻含量均在105以上。,.,1.不銹鋼在一定的條件下也會生銹的不銹鋼設備制作過程中會出現表現損傷，缺陷以及一些影響表面的物質，如：粉塵、浮鐵粉或嵌入的鐵，熱回火色和其它氧化層、銹斑、研磨毛刺、焊接引弧斑痕、焊接飛濺、焊劑、焊接缺陷、油和油脂、殘余粘合劑和油漆、粉筆和標記筆印等。絕大多數都是因為忽略了它們的有害影響而不重視或做得不好。但是，它們對氧化保護膜有著潛在的危害。保護膜一旦被損壞，被減薄或用其它方法使之改變，下面的不銹鋼就會開始腐蝕。腐蝕一般不是遍及整個表面，而是在缺陷處或其周圍。這種局部,.,腐蝕通常會為點蝕或縫隙腐蝕，這兩種腐蝕會向深度和廣度發展，而大部分表面不受侵蝕。所以，不銹鋼產品的加工工藝和方法也是保證其防腐蝕能力的重要因素；思考：我們該如何控制？,.,2.現對幾個影響較大的重點加工工序做些說明，及加工注意事項：焊接：鉻是奧氏體不銹鋼中最主要的合金元素,奧氏體不銹鋼的不銹性和耐蝕性的獲得主要是由于在會質作用下,鉻促進了鋼的鈍化并使鋼保持穩定鈍態的結果.但在經過高溫焊接后，熱影響區中的晶界上有鉻的碳化物析出時會極易生成貧鉻層（指鉻含量降低的區域），而貧鉻層區域將在以后產品的使用過程中易產生晶間腐蝕，成為產品腐蝕的根源。加工時應注意以下幾點：,.,選用低碳（C0.03%）的不銹鋼型號，或添加鈦、鈮的不銹鋼型號做產品基材。選用低碳焊絲做為焊接添加劑；（可選用與基材同種牌號的焊絲）焊接時盡量采用同種牌號的不銹鋼板材；焊接之前應徹底除掉有害于焊接的銹，油，水份，油漆等臟污；（建議先清洗再焊接）采用氬弧焊接方式，焊接時盡量不要息弧；對于長焊縫而無法保證不息弧時，應避免焊接引弧斑痕，焊工在金屬表面引弧時，會造成表面粗糙缺陷。保護膜受損，留下潛在的腐蝕源。焊工應在已經焊好的焊,.,道上或在焊縫接頭的側邊引弧。然后將引弧痕跡熔入焊縫中；不要產生焊渣飛濺，飛濺物落在產品表面上會產品有影響；焊縫大小適當，避免焊接反面無氣體保護而滲碳；采用低電流焊接，避免高溫影響材料的物理性改變；焊接后進行熱處理，以達到析出的碳化物平均分散，降低腐蝕的機率性；焊接后清除焊渣，除掉焊渣時應使用不銹鋼刷。,.,打磨/拋光：打磨、拋光是焊接后的一項重要處理工藝，產品打磨后表面的粗糙度直接影響到產品的抗腐蝕能力；粗糙表面能夠成為發生腐蝕和沉積生成物的發源地；所以，產品表面越光滑，其抗腐蝕性越強。相反，則抗腐蝕性越差；為了將產品腐蝕的機率降到最低，提出以下幾項意見：先用粗砂輪打磨焊渣后，再用細砂輪磨光，最后再拋光，拉絲；為了防止工藝潤滑劑或生成物和污物積留，必須對劃痕和其它粗糙表面進行機械（打磨）清理。,.,在任何表面上，游離鐵都會生銹并使不銹鋼產生腐蝕。所以，打磨前應清理打磨片（輪），防止游離鐵吸附在不銹鋼表面造成影響；有些焊接區域無法打磨的，而焊接色斑又必須清除（主要針對產品焊接反面位置），可用焊斑清洗膏擦拭掉；（或用清洗液浸泡清洗）拋光也應該由先粗拋，后精拋的先后順序來操作，主要還是以消除產品表面難以看見的凹坑，缺陷為目的；拋光過程中，拋光輪注意要經常打臘，以清潔拋光輪上的殘留物；完全消除表面粗糙問題后，再進行淺拉絲處理，拉絲后,.,的表面用手觸摸，盡量不要讓其有明顯手感；（只能看見拉絲紋）產品打磨，拋光，拉絲工序都完成后，建議增加鈍化工藝；（既清潔產品表面臟污，拋光后的粉塵，又可起鈍化作用）在包裝前采用“滑石粉”來擦拭產品外表面，可起到部份保護作用；滑石具有潤滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、絕緣性、熔點高、化學性不活潑、遮蓋力良好、柔軟、光澤好、吸附力強等優良的物理、化學特性。,.,三.總結說明,按我司的LCD戶外廣告機柜的外觀要求，從以上選出一款比較合適的不銹鋼材料，并針對此款材料的加工難點，列出各環節加工注意事項；選用304L型不銹鋼材料，此種材料與304不銹鋼各方面性能一樣（304材料的各方面性能偏優，適用各個場所的廣泛應用材料，對其性能的了解居多），304L與304相比，其防晶間腐蝕效果更好，可有效解決焊接生銹問題；焊接前清洗焊接位置的油污，臟污；（可焊前鈍化處理）在焊接時選用316L焊絲，此型號焊絲為低碳防蝕效果較好的材料，以上介紹316L材料時有描述；,.,滿焊時盡量采用低電流焊接，防止高溫碳化物析出，T1.02.0mm厚的材料，電流控制在4575A以內；焊接時，溶渣中不允許有氣孔；滿焊時不允許有接縫；打磨時防止游離鐵吸附產品表面，另選打磨場地（與鐵件打磨處分開），并用新砂輪片/拋光輪（或專打不銹鋼產品的砂輪片/拋光輪）來對產品進行打磨/拋光；每個位置的焊接色斑（燒傷顏色）都必須清除干凈，內部無法打磨的位置，可用焊斑清洗膏/清洗液擦拭掉；打磨焊渣后，必須經過粗拋后再精拋光，不允許有明顯的沙眼、深劃痕、打磨印等粗糙面；（拉絲前能拋,.,出亮光色最好，對拉絲后機柜的外觀效果能起到好的作用）拉絲采用120#的細絲尼龍輪，按機柜的豎立方向進行淺拉絲，用手觸摸不會有明顯的絲紋手感；淺拉絲的效果：拉絲紋給以明顯的視覺效果，并遮蓋淺劃痕；用手觸摸不會有明顯的手感，降低表面粗糙度，可降低表面發暗、腐蝕的機率（原因在前面有講到）；縱向拉絲可減少灰塵、臟污在產品