不锈钢零件的钝化:成功的秘诀

称为“钝化”的程序实际上代表了对大多数不锈钢天然发生的过程的改进和增强。该过程涉及当不锈钢暴露于氧环境时形成的被动，化学惰性表面层或薄膜。这种天然无源膜的形成可以受污染物（污垢，油，油脂，化合物，刻度）和部分表面上的游离铁的影响或损害。因此，专用车间钝化工艺设计用于去除这些污染物以生产干净和耐腐蚀的不锈钢部件。这一步骤对于不锈钢零件和装置的安全性和性能至关重要，并且通常需要在航空航天和医疗行业中等待。

钝化标准

对于许多类型的部件和行业，包括许多军事规范，ASTM标准A380和A967（www.astm.org.）提供良好的钝化实践指导。这些标准详细说明了钝化不锈钢的可接受的方法和/或配方，并提供测量钝化成功的测试。AMS2700C（www.sae.org.）为航空航天建立可接受的钝化方法和/或食谱，做法和测试协议，并取代AMS-QQ-P-35（在2005年取消，但有时仍由购买者引用）。

钝化过程

在所有情况下，清洁是钝化过程中的第一步，认为这种清洁可以在单独的过程线或细胞中进行。所需的清洁类型取决于污染物，土壤负荷，所需的清洁度和部件几何形状。清洁以去除沉积的污染物，例如污垢和润滑脂可能涉及擦拭，蒸气脱脂或喷雾，或者它可能涉及浸入或没有超声和/或搅拌。清洁化学或洗涤剂应适合待拆除的土壤类型，并应按照安全和环境法规进行处理。如果需要除去（从热处理或焊接除去重氧化物薄膜或加热色调），则可能需要酸洗或电抛光，然后彻底漂洗，并且可能未指出随后用硝酸或柠檬酸的钝化（参见ASTM A380和b254）。

在多站浸没钝化线中，该过程通常从一个或多个配备有超声波和过滤的清洁罐开始，以及可能搅动或索引旋转（如果部分几何形状或土壤负载表明这是有利的），并且水基清洁化学或洗涤剂。零件应以篮子，固定装置，机架或索引设备呈现，以便优化在每个过程步骤中与所有临界表面的解决方案接触，即使在复杂的部分几何形状的情况下也是如此。

清洁站紧随其后的一个或多个冲洗站，再次可以配备有超声波，搅拌，分度和/或喷涂的机械动作，以便于良好的漂洗。反流式漂洗技术和自动构造设备最大限度地提高有效的用水，保护和一致性。

硝酸或柠檬酸？

钝化过程的酸阶段随后接下来。该步骤涉及根据规范中定义的几种可能的配方之一，稀释的不锈钢零件和稀释的硝基或柠檬酸之间的控制接触，例如ASTM A967和AMS2700C。本步骤的目的是除去自由钢和外来污染物，该污染物可以在成功完成之前的清洁和漂洗步骤后留下。成功去除游离熨斗和外源材料有助于形成不锈钢上的天然无源膜或层，增强其耐腐蚀性。

当可能时，钝化步骤涉及在钝化浴中完全浸没部分。应尺寸浴缸尺寸以允许在整个负载周围和整个载荷的溶液运动，这可以通过再循环和/或超声波进一步增强。与钝化步骤相关的所有设备应与所选酸相容。

酸的浓度，镀液的温度和接触时间在钝化配方中都是成比例的，并且对规范的成功实施至关重要。这些工艺参数可以在这样配备的系统中手动或自动监控，并提供长期数据存储。

硝酸是该钝化步骤的传统酸，尽管ASTM A967和AMS2700C都允许使用柠檬酸。近年来，柠檬酸一直在赢得地面，因为它在安全和环境考虑方面比硝酸更友好。柠檬酸的另一个激动人心的方面是其循环时间可以更短。只要符合规定的规格和购买者的要求，包括成功的钝化测试结果，柠檬酸钝化被认为是可接受的。一些商店现在通过设置具有硝酸和柠檬酸钝化坦克的钝化线来扩展其功能，然后是专用冲洗液。

无论如何指定了哪种酸，应在钝化期间使用化学适用的设备（用于个人保护以及该过程的保护），并遵守所选酸的处理，储存和处理必须符合联邦，州和当地法规。

彻底冲洗

钝化浴被紧随其后的一个或多个冲洗，这可以是喷雾或浸没，或组合，取决于规范，部分几何形状和水保护哲学。同样，更多的冲洗液设置为反流，提供优越的冲洗，同时保守。有时也可以指示中和步骤（例如5％氢氧化钠）或后处理步骤（通常是二聚值钠），再次通过漂洗。最终冲洗应该用“清洁水”喂食，用去离子（DI）或反渗透（RO）水是良好的选择，以防止斑点。冲洗零件立即干燥。在粒子计数至关重要的情况下，干燥器可以用高效率的微粒空气过滤器（HEPA）配套，和/或整个过程可以在适当的净清洁室设置中进行。

钝化设备

批量浸没钝化的最佳设备是由连续系列罐组成的手动或自动化工艺线。批量卷和吞吐量需求影响坦克尺寸以及建议符合生产目标的过程站数。所需过程的数量也影响了过程站的数量。例如，连续的自动化线可以具有清洁，酸洗和在一行中钝化，每个都具有专用冲洗，并且PLC控制程序用于每个过程和所需的并行或随机操作。还提供了许多包括推挽式排气，外壳，光帘和/或二级容器的安全性，以及统计过程控制，条形码和/或数据管理。

钝化成功

钝化过程的成功通常是通过检查和/或测试来确定的。在钝化、漂洗和干燥完成后，零件表面不应出现点蚀、腐蚀或结霜等缺陷，也不应出现表明可能存在游离铁的污渍。*根据规定的规格或买方的要求，零件可接受游离铁的钝化后测试。这些测试可以包括水浸，高湿度，盐雾或硫酸铜等，按照ASTM A967和/或AMS2700C执行。

关于作者: Miraclean设计和制造柠檬酸和硝酸钝化生产线，以及其他清洁和整理系统。Brian Sutton是Miraclean的技术总监Cheryl Larkin是东北地区的经理。

* AMS2700C，2008-11,3.2.2和ASTM A380-06,7.2.1,7.2.3