Какие поверхностные обработки для деталей из нержавеющей стали?

Нержавеющая сталь широко используется в нашей повседневной жизни. С таким количеством методов обработки поверхности металла, доступных на рынке, какие из них подходят для нержавеющей стали?Первым шагом является определение основной цели: улучшить внешний вид и текстуру, улучшить коррозионную стойкость, оптимизировать функциональные свойства (такие как износостойкость и антистатические свойства),или соответствовать отраслевым стандартам (например, стандартам пищевой и медицинской промышленности)В зависимости от цели обработки и принципов процесса, поверхностные обработки для нержавеющей стали могут быть разделены на четыре основных типа: поверхностное сглаживание,Химическая обработка преобразования, обработка покрытия/покрытия и модификация функциональной поверхности.

Поверхностные дефекты (такие как выпуклости, царапины и окислительные чешуи) удаляются физическими или механическими средствами для оптимизации шероховатости поверхности (Ra)."матовый" и "зеркальный", " и является самым базовым и широко применяемым методом.

На поверхности нержавеющей стали в результате химических реакций образуется плотная оксидная пленка/пассивационная пленка.Это повышает коррозионную устойчивость без необходимости дополнительного покрытия и без изменения размеров части (толщина пленки обычно 00,1-1 мкм), что делает его подходящим для высокоточных деталей.

• Пассивационная обработка (основная химическая обработка)

Нержавеющую сталь погружают в раствор азотной кислоты (или лимонной кислоты, хроматного раствора,которые являются экологически чистыми) для окисления элемента Cr на поверхности и образования пассивационной пленки Cr2O3 (толщина около 2-5 нм)Эта пленка предотвращает контакт базового материала с воздухом и влагой, значительно повышая коррозионную стойкость.

• Традиционная пассивация: с использованием раствора азотной кислоты 65% - 85%, подходящего для обычных сортов нержавеющей стали (например, 304, 316), но хромсодержащие сточные воды должны быть обработаны.
• Экологически чистые пассивации: с использованием растворов без хрома, таких как лимонная кислота и фосфорная кислота, которые соответствуют стандартам RoHS и пищевых продуктов (например, FDA),и широко используются в медицинской и пищевой промышленности.

• Окрашивание

Цветная оксидная пленка создается на основе пассивационной пленки путем химического окисления (например, алкального окислительного раствора) или электрохимического окисления.Цвет пленки определяется ее толщиной (синий цвет)., фиолетовый, красный, зеленый и т. д.), обладающие как декоративными, так и коррозионно устойчивыми свойствами (толщина пленки 5-20 мкм).

Когда присущая коррозионная стойкость и износостойкость нержавеющей стали недостаточны,функциональные слои добавляются методами "покрытия" или "осаждения", чтобы удовлетворить требования экстремальных условий (таких как высокая температура), сильные кислоты и высокий износ).

• Физическое осаждение паров (PVD-покрытие)

В вакуумной среде металлические материалы-мишени (такие как Ti, Cr, Zr) оседают на поверхности нержавеющей стали путем испарения, распыления,или ионизации с образованием твердых пленок (например, нитрида титана TiN)Нитрид хрома (CrN).

• Применение: режущие инструменты (хирургические ножи, ремесленные ножи), формы, чехлы для часов и декоративные детали автомобилей.

• Химическое отложение паров (CVD-пластировка)

Керамические пленки, такие как карбид кремния (SiC) и нитрид алюминия (AlN), образуются в результате реакции газообразных реагентов с поверхностью из нержавеющей стали при высоких температурах (800-1200 °C),с толщиной пленки 5-20 мкм.

• Приложения: коррозионностойкие компоненты в химической промышленности, детали внутри высокотемпературных печей и носители полупроводниковых пластинок.

• Органические покрытия (распыливание/электрофоретическое осаждение)

Органические смолы (такие как эпоксидная смола, политетрафторуроэтиленовая ПТФЕ, фторуглеродная краска) наносятся на поверхность путем распыления или электрофоретического отложения, чтобы сформировать изоляционную, устойчивую к погодным условиям,или неклеящихся слоев.

• Покрытие эпоксидной смолой: хорошая устойчивость к растворителям и изоляционные свойства, используется для оболочек электрооборудования и поддержки платы.
• Покрытие из ПТФЕ (тефлон): не липкое и температурно устойчивое (от 200 до 260 °C), используемое для не липких сковородков и форм для пищевых продуктов.
• Фторированная углеродистая краска: устойчивая к ультрафиолету и устойчива к внешнему старению (жизнь более 15 лет), используемая для наружных фасадов из нержавеющей стали и рекламных щитов.

• Нанокерамическое покрытие из графена

Это покрытие использует процесс нано-осаждения, который сочетает в себе жидкую фазу и паровую фазу, что приводит к плотности на уровне ионов.подходит для длительного использования при температуре от -120 до 300 °CОн предотвращает конденсацию при низких температурах и обморожение, является антистатическим и коррозионно-устойчивым.

• Приложения: цифровые 3C-продукты, механическое оборудование, центры обработки данных, биомедицина, умные бытовые приборы, транспорт и прецизионные устройства.

Для удовлетворения особых потребностей (таких как антибактериальные, проводящие или гидрофобные свойства),микроструктура поверхности или ее состав изменяются физическими или химическими средствами для достижения "функциональной настройки". "

• Антибактериальное лечение

Ионы серебра (Ag+), ионы меди (Cu2+) откладываются на поверхность или наполняются антибактериальными смолами (например, эпоксидной смолой, наполненной серебром).Эти ионы металла разрушают мембраны клеток бактерий., ингибируя рост E. coli и Staphylococcus aureus.

• Применение: Медицинское оборудование (постельные перила, инфузионные стойки), общественные объекты (ключи лифта, перила) и детская посуда.

• Гидрофобная/супергидрофобная обработка

На поверхности создаются микроскопические выпукло-конвексные структуры с помощью лазерной гравировки или применения материалов с низкой поверхностной энергией (таких как полидиметилсилоксан PDMS).Это приводит к углу соприкосновения больше 150°, в результате чего вода образует капли и откидывается, достигая эффекта "самоочищения".

• Применение: камеры наблюдения на открытом воздухе, солнечные фотоэлектрические панели (каркасы из нержавеющей стали) и зеркала заднего вида автомобилей (краины из нержавеющей стали).

• Проводящая/магнитная обработка

Медь, никель, серебро (для проводимости) или пермаллий (для магнетизма) электроплатируются на поверхность нержавеющей стали, чтобы компенсировать ее по своей сути плохие проводящие/магнитные свойства.

• Применение: электронные соединители (основной материал из нержавеющей стали + серебряная покрытие), электромагнитные покрытия защиты (нержавеющая сталь + никелевая покрытие).