ステンレス鋼とは、ステンレス酸耐性鋼の略称で、空気、蒸気、水などの弱い腐食性媒体に耐えたり、ステンレスの性質を持った鋼種をステンレス鋼と呼びます。
一般に、一般的なステンレス鋼は金属組織によりオーステナイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼の3つに分類されます。
1.ステンレス鋼の一般的な表面処理方法
1.1 ステンレス鋼の種類の紹介
ステンレス鋼の主成分:一般にクロム[Cr]、ニッケル[Ni]、モリブデン[Mo]、チタン[Ti]などの高品質な金属元素が含まれています。
一般的なステンレス鋼: 12% Cr 以上を含むクロムステンレス鋼。 Cr≧18%、Ni≧12%を含むニッケルクロムステンレス鋼。
ステンレス鋼の金属組織からの分類:1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni11Nb、Cr18Mn8Ni5などのオーステナイト系ステンレス鋼があります。マルテンサイト系ステンレス鋼(Cr17、Cr28など)
1.2 ステンレス鋼の一般的な表面処理方法
ステンレス鋼の表面処理には、「表面自然色白化処理」「表面鏡面光沢処理」「表面着色処理」などの処理方法が一般的です。
表面美白処理: ステンレス鋼の加工中、コイリング、エッジバインディング、溶接または人工表面加熱後に黒色酸化皮膜が生成されます。この硬質の灰黒色スケールは、主に 2 種類の EO4、NiCr2O4、NiF で構成されています。従来、強力な腐食除去にはフッ酸や硝酸が一般的に使用されていました。しかし、この方法はコストが高く、環境を汚染し、人体に有害であり、腐食性も強いため、徐々に廃止されています。現在、酸化スケール処理には主に次の 2 つの方法があります。
⑴サンドブラスト(ショット)法:主にガラスビーズを吹き付けて表面の黒色酸化皮膜を除去する方法です。
⑵ 化学的方法: 浸漬には、無公害の酸洗不動態化ペーストと無機添加剤を含む無毒の洗浄液を室温で使用します。ステンレス鋼の自然な色を白くするという目的を達成するため。加工後は基本的にくすんだ色になります。この方法は、大型で複雑な製品に適しています。
(3)表面鏡面光沢処理方法:ステンレス鋼製品の複雑さやユーザーの要求に応じて、機械研磨、化学研磨、電気化学研磨などの方法を使用して鏡面光沢を実現できます。これら 3 つの方法の長所と短所は次のとおりです。
機械研磨: レベリングは良好、労働集約度は高く、汚染は深刻で、複雑な部品は加工が難しく、光沢が低下します。
化学研磨:複雑な部品を高効率、高速、輝度不足で研磨できます。研磨中にガスが逃げるため、換気が必要です。
電解研磨:鏡面光沢が長期間維持でき、プロセスが安定しており、汚染が少なく、低コストです。複雑な部品には補助モーター装置が必要であり、量産には冷却が必要です。さまざまな生産ラインに幅広くご使用いただけます。
表面着色処理: ステンレス鋼の着色は、ステンレス鋼製品にさまざまな色を与え、製品のデザインと色のバリエーションを増やすだけでなく、製品の耐摩耗性と耐食性を向上させます。ステンレスの着色方法は以下の通りです。
(1)化学酸化着色法。
⑵ 電気化学的酸化着色法。
(3)ロン蒸着酸化物着色法。
⑷高温酸化着色法。
⑸気相熱分解発色法。
さまざまな方法の概要は次のとおりです。
(1) 化学酸化発色法:特定の溶液中で、重クロム酸塩法、ナトリウム混合塩法、加硫法、酸酸化法、アルカリ酸化法などの化学酸化によりフィルムを発色させます。一般的には「インコ法」[INCO]が多く使用されますが、バッチの製品を同じ色にしたい場合は、参照電極を使用して制御する必要があります。
(2) 電気化学的発色法:特定の溶液中での電気化学的酸化によりフィルムの色を形成します。
(3) 化学的方法であるイオン蒸着酸化物着色法: ステンレス鋼ワークピースを真空蒸着メッキのために真空コーティング機に置きます。たとえば、チタンメッキの時計ケースと時計ストラップは通常、黄金色です。この方法は、大量の製品の処理に適しています。多額の投資とコストがかかるため、小ロットの製品は費用対効果が高くありません。
⑷ 高温酸化発色法:加工物を特定の溶融塩に浸漬して一定のプロセスパラメータを維持し、加工物に一定の厚さの酸化膜を形成し、さまざまな色を呈します。
⑸ 気相熱分解着色法: より複雑であり、工業的にはあまり使用されていません。
1.3 治療法の選択
ステンレス鋼の表面処理は、製品の構造や材質、外観上のさまざまな要求に応じて適切な処理方法を選択してください。
伸線
サンドブラスト(ショット)方式
表面ミラーブライト処理方法
2.ステンレス鋼部品の腐食の一般的な原因
2.1 化学腐食
表面汚染:ワークの表面に付着した油、粉塵、酸、アルカリ、塩などが、一定の条件下で腐食媒体に変化し、ステンレス鋼部品の特定の成分と化学反応を起こし、化学腐食や錆を引き起こします。
表面の傷: あらゆる種類の傷は不動態皮膜を損傷し、ステンレス鋼の保護能力を低下させ、化学媒体と容易に反応して化学腐食や錆を引き起こします。
洗浄: 酸洗いと不動態化の後、洗浄が不潔になり、液体が残留し、ステンレス鋼部品を直接腐食します (化学腐食)。
2.2 電気化学腐食
炭素鋼汚染: 炭素鋼部品と腐食性媒体との接触によって生じる傷は、一次電池を形成し、電気化学的腐食を引き起こします。
切断: 切断スラグや飛沫、腐食性媒体などの錆びやすい物質が付着すると、一次電池が形成され、電気化学的腐食が発生します。
ベーキングスクール:火炎加熱領域の組成と金属組織が不均一に変化し、腐食性媒体と一次電池を形成して電気化学的腐食を引き起こします。
溶接: 溶接領域の物理的欠陥 (アンダーカット、細孔、亀裂、不完全な溶融、不完全な溶け込みなど) および化学的欠陥 (粗大粒子、クロムの少ない粒界、偏析など) により、腐食性媒体を含む一次電池が形成されます。電気化学的腐食。
材質: ステンレス鋼の化学的欠陥 (不均一な組成、S、P 不純物など) および表面の物理的欠陥 (多孔性、トラコーマ、亀裂など) は、腐食性媒体や電気化学的腐食を伴う一次電池の形成に役立ちます。
不動態化: 酸洗いの不動態化効果が不十分であると、ステンレス鋼の表面に不均一または薄い不動態膜が形成され、電気化学的腐食が発生しやすくなります。
洗浄: 残った酸洗不動態化残留物とステンレス鋼の化学腐食生成物は、ステンレス鋼部品に電気化学腐食を引き起こします。
2.3 応力集中により応力腐食が発生しやすい
つまり、ステンレス鋼はその特殊な金属組織と表面不動態皮膜により、通常の環境では媒体との化学反応による腐食が起こりにくくなっていますが、いかなる条件下でも腐食しないわけではありません。腐食性媒体や誘因(傷、飛沫、切削スラグなど)が存在すると、ステンレス鋼も腐食性媒体との遅い化学反応や電気化学反応を起こして腐食する可能性があり、特定の条件下では腐食速度が非常に速くなります。腐食、特に孔食や隙間腐食を引き起こします。ステンレス鋼部品の腐食メカニズムは主に電気化学腐食です。
したがって、ステンレス鋼製品の加工中には、腐食状態やその原因の発生を可能な限り防ぐために、あらゆる有効な措置を講じる必要があります。実際、多くの腐食状態と原因 (傷、飛沫、切削スラグなど) も製品の外観品質に重大な悪影響を及ぼし、克服する必要があります。
研磨後のステンレス鋼の光沢等級
視覚的な方法を使用して、研磨部品の表面の明るさを 5 つのレベルに分けます。
レベル1:表面に白い酸化膜があり、光沢がない。
レベル2:やや明るいが、輪郭がはっきりと見えない。
レベル3:明るさが良く、輪郭が見える。
レベル4:表面が明るく、輪郭がより鮮明に見える(電解研磨の表面品質と同等)。
レベル 5: 鏡のように明るい。