介绍合金钢-不锈钢
不锈钢,也称为不锈耐酸钢或台语的「白铁仔」,是一种耐腐蚀性的合金钢。在大气、酸、碱、盐等腐蚀性环境中,不锈钢能维持钝态,不易生锈。其主要成分是铬,含量通常在12%到30%之间,铬是决定不锈钢防锈能力的核心元素。此外,不锈钢常含有镍、钼、锰、钨等其他金属元素,以增强其耐腐蚀性、强度与韧性。这种钢材因其优越的耐蚀性能,被广泛应用于建筑、食品加工、化学设备以及医疗器械等领域。
目錄
常见的不锈钢种类
不锈钢等级依机械性质、耐腐蚀性、表面加工与金属含量可分为200、300、400等系列
200系列:在二次世界大战期间,由于镍金属供应不足,将镍含量减半,并以成本较低的锰来取代,形成了200系列不锈钢。这种钢材是300系列不锈钢的替代品,虽然价格较便宜,但耐腐蚀性较差,容易受环境影响而腐蚀。 200系列不锈钢主要用于工业制品,如铁窗和铁门。根据其金属成分的不同,200系列可细分为201、204等不同等级。
300系列:铬和镍含量较高的不锈钢在强度和抗腐蚀性方面表现优良,具有坚固和耐用的特性。 300系列不锈钢可依金属成分划分为不同等级,其中304不锈钢被称为食品级不锈钢,广泛应用于厨房用具和食品加工设备。而316不锈钢则被称为医疗级不锈钢,具有优良的耐腐蚀性,通常用于高价锅具及外科手术器械等领域。这两种不锈钢的应用范围非常广泛。
400系列:主要由铁和铬合金组成,几乎不含镍。与300系列不锈钢相比,400系列容易生锈,但其加工性较好,对硝酸的抗腐蚀性也较佳,并具有磁性,可以用来区分300系列。这个系列中,430不锈钢是最常见的类型,广泛应用于汽车饰件及相关零部件,也常用于厨具、洗碗机和洗衣机的内部结构。
不锈钢会生锈吗?
不锈钢在某些情况下其实会生锈。它并不是天然存在的元素,而是一种由多种金属元素组成的人造合金。在这些元素中,铬(Cr)是影响不锈钢防锈能力的关键成分。不锈钢之所以称为“不锈钢”,是因为它的表面会自然形成一层极薄且坚固的氧化铬膜,这层氧化膜能够阻隔氧气与不锈钢表面的接触,从而提供防锈保护。
许多人认为镍是使不锈钢具有抗锈性的主要因素,这其实并不正确。镍在不锈钢中主要的作用是稳定合金结构并增强其延展性,使铬能够更均匀地分布在不锈钢表面,以提高防锈性能。
不锈钢生锈的原因
1. 不锈钢表面清洁方式造成物理性破坏
使用钢刷清洁不锈钢表面会造成刮痕,这些刮痕会破坏其表面的氧化保护层。
2.不锈钢表面的金属附着物造成电化学腐蚀
当不锈钢表面附着了其他金属粉尘或颗粒时,这些异物在潮湿空气中与不锈钢接触,会形成冷凝水。由于不同金属之间的活性差异,会发生电化学反应,这种反应会破坏不锈钢表面的氧化保护层,导致腐蚀的发生,这种现象称为电化学腐蚀,也被称为水锈。
3.不锈钢表面的有机物质腐蚀
当不锈钢表面粘附有机物质(如蔬菜汁、面汤、痰等)时,这些有机物在潮湿环境下会逐渐发生分解,并与水和氧气反应生成有机酸。这些有机酸长时间附着在不锈钢表面,会对金属的氧化保护层造成损害,最终导致不锈钢表面发生腐蚀。
4.不锈钢表面的化学物质沾附
当不锈钢表面黏附了含有酸、碱、盐类的物质(如装修时的碱水、石灰水等),这些化学物质会与金属表面发生反应,导致局部腐蚀。这种腐蚀会破坏不锈钢的氧化保护层,特别是在这些物质长时间停留在表面的情况下。类似地,使用酸性清洁剂或酸性物品擦拭不锈钢,也会加速腐蚀过程。
5.空污对不锈钢表面的影响
在污染的空气中,尤其是含有大量硫化物、氧化碳和氧化氮的环境中,当这些气体与冷凝水接触时,会生成酸性液体,例如硫酸、硝酸和醋酸。这些酸性液体会在不锈钢表面形成液点,并引发化学腐蚀,逐渐破坏不锈钢的氧化保护层,导致金属的腐蚀和损坏。
抛光不锈钢常见的问题
1.常见的瑕疵?
划痕:通常由于抛光工具或材料的选择不当导致。粗糙的抛光颗粒或磨损的工具会在模具表面留下细微的划痕。
麻点:表现为产品表面呈凹凸不平的粗糙面,其表面氧化膜由于划伤、微粒压伤、活性阴离子损伤遭到破坏而失去了完整性,从而形成膜孔电池,膜为阴极,孔隙下的金属为阳极。
水斑或油斑:抛光过程中使用的润滑剂、油脂或水分残留在表面,形成斑点,这些斑点会降低表面的均匀光洁度。
橘皮效应:不规则且粗糙的表面称为「橘皮」。产生「橘皮」的原因有很多,最常见的包括抛光时的压力过大、抛光时间过长,以及不当的抛光方法等。这些因素会影响表面的平滑度,导致橘皮状的纹理出现。
2.跟其他金属相比不锈钢抛光的困难点?
焦痕:粗级抛光时间过长表面容易出现焦掉的痕迹
麻点:精密抛光时磨盘转速过快容易产生麻点
不锈钢抛光实验内容
不锈钢是拥有优良耐蚀性、耐酸碱的合金钢,经常用于日常生活中大大小小的产品与建筑材料。然而,在抛光过程中,常常会遇到一些挑战,例如:划痕、水斑、橘皮效应等问题,这些都会影响最终的表面光洁度及效果。
为了有效解决这些问题,宏崴实验室对不锈钢进行机械抛光的实验,探索不同抛光技术和条件对抛光效果的影响。在实验中,我们评估了抛光工具、抛光剂的选择,旨在优化抛光过程,提高不锈钢的表面光洁度从而提升其在实际应用中的表现。
工具准备
1.金相研磨抛光机
2.研磨盘:如:电镀金刚石研磨盘(400#)、金刚石树脂研磨盘(400#.1000#)。
3.抛光垫:如:氧化铈皮抛光垫、植绒丝抛光垫、短纤维绒抛光垫等不同磨料的型号。
4.抛光液:如:奈米金刚石抛光液15um.6um.1um,搭配做使用。
不锈钢抛光的抛光流程
电镀金刚石研磨盘+水>氧化铈抛光垫+金刚石液>植绒抛光垫+金刚石液>短纤维绒抛光垫+金刚石液
实验的抛光问题
1.使用金刚石树脂研磨盘(#1000)抛光时间过长表面容易出现焦掉的痕迹
2.精密抛时磨盘转速过快容易产生麻点
推荐的抛光工具
奈米金刚石抛光液 / 研磨液 / 悬浮液>>>拋光液
- 较适合:机械操作
- 状态:液体状(油性/水性/醇类)
- 抛光时可以搭配双面研磨机、化学机械抛光(CMP)、金相研磨使用
- ※因磨料为游离状态可对物件大范围进行抛光
- ※如果工件表面还很粗糙可以选择粒径较大的抛光液使用
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- 材質:
- 含磨料:氧化铈抛光垫、金刚石树脂研磨盘、电镀金刚石研磨盘
- 不含磨料:植绒、短纤维绒、聚氨脂(黑色绒布)、编织、绒毛、多孔、硬布、软布等
结论
不锈钢的制品已经随处可见应用在日常生活中举凡厨房用具、医疗器材、建筑材料等常见于它的身影,由多种金属所制成的不锈钢使它具有耐腐蚀性、耐酸碱及耐用等特性,不锈钢经常需要进行表面抛光处理,在抛光中容易产生麻点、水斑、橘皮效性等问题,选择适合的抛光工具及加工方式,有助降低生产成本,大大减少加工时间。
行动
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- 覆盘
研磨方面 我们提供客制化调整,可以依加工需求调整比例已达最高效率
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