提高304l不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能的磁調(diào)控表面處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提高304L不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能的磁調(diào)控表面處理方法，屬金屬材料的表面處理工藝技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]不銹鋼因具有強(qiáng)度高、耐晶間腐、應(yīng)力腐蝕、點(diǎn)腐蝕以及焊、加工性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用。但其在使用中易受到易Cl-為代表的鹵素離子的侵蝕，局部腐蝕非常嚴(yán)重，比如點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂等，會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備的安全性能和使用壽命。
[0003]電解拋光(EP )處理方法，可以降低試樣表面粗糙度，拋光的表面不會(huì)產(chǎn)生變質(zhì)層，無附加應(yīng)力，并可去除或減小原有的應(yīng)力層。有研宄發(fā)現(xiàn)電解拋光表面處理是一種提高不銹鋼材料耐蝕性能非常有效的技術(shù)手段，因此在不銹鋼的表面處理上得到了廣泛的應(yīng)用。近年來磁場(chǎng)逐漸應(yīng)用到金屬材料防腐蝕性能的研宄中來，許多研宄報(bào)道了金屬材料在有無磁場(chǎng)下的電化學(xué)行為的變化。研宄表明磁場(chǎng)對(duì)腐蝕金屬或合金在水溶液中界面電化學(xué)反應(yīng)有影響，在磁場(chǎng)作用下，金屬表面某些元素在表面上的沉積和溶解速率會(huì)發(fā)生變化。將磁場(chǎng)運(yùn)用到304L不銹鋼表面電解拋光技術(shù)上，調(diào)節(jié)電解拋光中陽極304L不銹鋼的表面層特性，從而改變其在服役環(huán)境中的電化學(xué)行為和耐蝕性。所以本發(fā)明提出一種提高304L不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能的磁調(diào)控表面處理方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種提高304L不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能的磁調(diào)控表面處理方法。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)的:
一種提高304L不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能的表面處理方法，包括以下工藝步驟:
(I)、將304L不銹鋼表面用水砂紙進(jìn)行逐級(jí)打磨；
⑵、用金剛石拋光膏進(jìn)行機(jī)械拋光；
⑶、在0-40°C溫度下，以304L不銹鋼為正極，控制正、負(fù)兩極板間電勢(shì)差為5-60 V，在304L不銹鋼表面外加磁場(chǎng)0.05-0.6 T，在高氯酸:冰醋酸(體積比)為1:1_1:10范圍內(nèi)的混合液中進(jìn)行電解拋光10-200 S。
[0006]磁場(chǎng)為水平磁場(chǎng)，工作電極豎直放置，其表面與外加磁場(chǎng)方向的角度為0-180°?？梢杂行岣?04L不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性能。
[0007]將304L不銹鋼表面逐級(jí)打磨至3000#。
[0008]本發(fā)明主要針對(duì)304L不銹鋼，將經(jīng)過不同表面處理方式處理后的試樣在3.5%NaCl (質(zhì)量百分比，以下同)溶液中進(jìn)行開路電位測(cè)定，并按照GB/T 17899-1999進(jìn)行不銹鋼點(diǎn)蝕電位測(cè)量。發(fā)現(xiàn)在磁調(diào)控電解拋光處理的試樣其點(diǎn)蝕電位比電解拋光處理的高約0.06V，只經(jīng)1500#砂紙打磨處理的試樣其點(diǎn)蝕電位相對(duì)最低。磁調(diào)控電解拋光處理試樣的耐點(diǎn)蝕性能優(yōu)于電解拋光處理試樣及水砂紙打磨試樣。
[0009]本發(fā)明應(yīng)用于在含氯離子環(huán)境中使用的不銹鋼構(gòu)件的表面處理，通過本工藝可以實(shí)現(xiàn)在不改變基體合金成分的前提下，通過在電解拋光技術(shù)上外加磁場(chǎng)來改變304L不銹鋼的表面狀態(tài)從而提高材料的耐腐蝕性能。磁場(chǎng)是由配備直流恒電流源的電磁鐵發(fā)生。材料經(jīng)過砂紙打磨和機(jī)械拋光后在外加磁場(chǎng)情況下在高氯酸和冰醋酸的混合溶液中電解拋光，從而提高了其耐點(diǎn)蝕性能。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果:
本工藝方法不需要改變本體材料的成分，只是在常用的304L不銹鋼電解拋光技術(shù)上疊加磁場(chǎng)調(diào)控，便可以提高304L不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性能。
【附圖說明】
[0011]圖1為不同表面處理后304L在30°C下3.5% NaCl溶液中的開路電位圖，圖中1500#表示304L試樣表面磨至1500#，EP表示304L試樣表面進(jìn)行電解拋光處理，M-EP表示304L試樣表面在0.3T磁場(chǎng)下進(jìn)行電解拋光處理；
圖2為不同表面處理后304L在30 °C下3.5% NaCl溶液中的陽極極化曲線圖，圖中1500#表示304L試樣表面磨至1500#，EP表示304L試樣表面進(jìn)行電解拋光處理，M-EP表示304L試樣表面在0.3T磁場(chǎng)下進(jìn)行電解拋光處理。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0013]將304L 不銹鋼(成分的質(zhì)量百分比為:0.019 C, 0.41Si, 1.07Mn, 0.038 P, 0.007S, 18.2Cr, 8.11 Ni，余量Fe)切取1mmX 1mmX 3mm試樣，試樣背面用錫焊與銅導(dǎo)線連接，留出1mmX 1mm的工作面。制作三種試樣:第一種試樣非工作面用環(huán)氧樹脂涂封，然后將工作面逐級(jí)打磨至1500#，記為試樣1500#。第二種試樣將工作面逐級(jí)打磨至3000#后，然后用金剛石拋光膏進(jìn)行機(jī)械拋光，接著用透明指甲油將背面焊接處與銅導(dǎo)線涂封，最后在0-40°C的溫度下，以304L不銹鋼為正極，控制正、負(fù)兩極板間電勢(shì)差為5-60V，在高氯酸和冰醋酸的混合液中進(jìn)行電解拋光10-200S，硅膠將非工作面涂封，記為試樣EP。第三種試樣即為運(yùn)用本發(fā)明處理的試樣，是將工作面逐級(jí)打磨至3000#后，然后用金剛石拋光膏進(jìn)行機(jī)械拋光，接著用透明指甲油將背面焊接處與銅導(dǎo)線涂封，最后在0-40°C的溫度下，以304L不銹鋼為正極，控制正、負(fù)兩極板間電勢(shì)差為5-60V，在304L不銹鋼表面外加磁場(chǎng)0.05-0.6T，磁場(chǎng)為水平磁場(chǎng)，工作電極豎直放置，其表面與外加磁場(chǎng)平行，在高氯酸和冰醋酸的混合液中進(jìn)行電解拋光10-200S，高氯酸和冰醋酸的體積比為1:5，硅膠將非工作面涂封，記為試樣M-EP。
[0014]將三種試樣浸沒在30°0的3.5% NaCl溶液中進(jìn)行電化學(xué)試驗(yàn)。電化學(xué)實(shí)驗(yàn)采用三電極體系:輔助電極為鉑電極，參比電極為飽和甘汞電極(SCE)，文中電位均為相對(duì)SCE。試樣為工作電極。將試樣在溶液中浸泡600s至開路電位(Ecorr)基本穩(wěn)定后開始動(dòng)電位掃描，陽極極化以0.33V/s的速率從Ecorr向0.6 V進(jìn)行掃描，測(cè)試前半小時(shí)開始和整個(gè)測(cè)試過程中一直向溶液中通入N2。每次試驗(yàn)至少重復(fù)三次，試驗(yàn)結(jié)果重現(xiàn)性良好。
[0015]經(jīng)過不同表面處理后的三種試樣在30°C 3.5% NaCl溶液中的開路電位和陽極極化曲線如圖1和圖2所示。試樣1500#的Ecorr約為-0.330 V，點(diǎn)蝕電位約為0.178V (電流為10-5 A對(duì)應(yīng)的電位值);試樣EP的Ecorr約為-0.254 V，點(diǎn)蝕電位約為0.211 V ;試樣M-EP的Ecorr約為-0.228 V，點(diǎn)蝕電位約為0.270 V。在磁場(chǎng)下電解拋光處理試樣(M-EP)其點(diǎn)蝕電位比電解拋光處理試樣(EP)高約0.06V，開路電位高約0.025V ;試樣1500#的開路電位和點(diǎn)蝕電位相對(duì)最低。表明磁場(chǎng)調(diào)控電解拋光處理過的304L試樣耐點(diǎn)蝕性能最好。
[0016]實(shí)施例只是為了便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容或依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上方案所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提高304L不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能的表面處理方法，包括以下工藝步驟: (I)、將304L不銹鋼表面用水砂紙進(jìn)行逐級(jí)打磨； ⑵、用金剛石拋光膏進(jìn)行機(jī)械拋光； ⑶、在0-40°C溫度下，以304L不銹鋼為正極，控制正、負(fù)兩極板間電勢(shì)差為5-60 V，在304L不銹鋼表面外加磁場(chǎng)0.05-0.6 T，在高氯酸:冰醋酸(體積比)為1:1_1:10范圍內(nèi)的混合液中進(jìn)行電解拋光10-200 S。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高304L不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能的表面處理方法，其特征在于:磁場(chǎng)為水平磁場(chǎng)，工作電極豎直放置，其表面與外加磁場(chǎng)方向的角度為0-180°，可以有效提高304L不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性能。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種提高304L不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能的表面處理方法，其特征在于:將304L不銹鋼表面逐級(jí)打磨至3000#。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高304L不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能的表面處理方法，將304L不銹鋼經(jīng)過砂紙粗磨，機(jī)械拋光，然后在外加磁場(chǎng)下電解拋光進(jìn)行表面處理。本工藝不需改變本體材料的成分，僅通過磁調(diào)控表面處理而得到具有耐點(diǎn)蝕性能的表面，經(jīng)過本發(fā)明處理后的試樣在30℃3.5%NaCl溶液中的開路電位和點(diǎn)蝕電位相對(duì)最高，有效提高了304L不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性能。
【IPC分類】C25F3/24
【公開號(hào)】CN104911686
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510304153
【發(fā)明人】呂戰(zhàn)鵬, 肖茜, 陳俊劼, 韓廣東
【申請(qǐng)人】上海大學(xué)興化特種不銹鋼研究院
【公開日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年6月4日