硝酸与柠檬酸钝化法
不锈钢是一种固有的耐腐蚀材料，然而，当不锈钢经过加工、成形或制作时，自由铁可以被引入到表面，而不受基材的腐蚀。适当的不锈钢钝化用氧化酸(如硝酸或柠檬酸)去除游离铁，促进薄而致密的氧化保护层的生长，从而最大限度地提高不锈钢的耐腐蚀性。根据不锈钢的类型和最终应用的不同，某些钝化工艺可能比其他工艺的钝化效果更好。在本文中，我们将进行比较硝酸与柠檬酸钝化哪两种主要的化学物质在ASTM A967和AMS 2700。
硝酸钝化
当比较硝酸钝化和柠檬酸钝化时，工业上最常用的方法是硝酸钝化。硝酸钝化工艺是qqp -35中规定的原始钝化工艺，qqp -35是第一个涵盖钝化的军事规范，A版于20世纪60年代发布。硝酸钝化提供了一系列的选择，以定制酸的氧化电位，以适应特定等级的不锈钢。各种不同的方法和类型的硝酸钝化包括几个加热的选择，以及选择包括重铬酸钠。
硝酸浓度越高，硝酸温度越高，钝化化学的氧化电位越高。重铬酸钠也可以添加到硝酸中，以提高氧化能力，使其更适合于耐腐蚀性较差的不锈钢，如沉淀硬化不锈钢、马氏体不锈钢和铁素体不锈钢。这些等级的不锈钢含有较少的镍和铬，这使得它们更容易被腐蚀。化学氧化电位越高，表面形成的被动氧化膜越快、越有效，从而降低了腐蚀电位。
根据ASTM A967提供的各种硝酸钝化方法的摘要如下:
- 硝酸1:20- 25v %硝酸，2.5 w%重铬酸钠，120-130F，最低20分钟
- 硝酸2:20- 45v %硝酸，70-90F，最低30分钟
- 硝酸3:20- 25v %硝酸，120-140F，最低20分钟
- 硝酸:45-55 v%硝酸，120-130F，最低30分钟
- 硝酸:温度、时间和酸的其他组合，有或没有促进剂、抑制剂或专有溶液，能够生产出符合规定测试要求的部件
ASTM A967还为推荐的硝酸钝化方法提供了一个非常有用的不锈钢等级参考。本表摘要如下:
钝化化学的污染会导致表面的闪光，从而产生严重的腐蚀或较暗的表面。一种常见的导致突发事件的容器是氯化物，它可以来自多种来源，包括拖入酸或在水中使用氯化物。此外，钝化液中的有机结块，如机加工油从没有被正确清洗的部件中被拖进，可能会导致不锈钢的闪蒸或腐蚀。因此，需要定期对钝化化学试剂进行分析和维护。某些钝化方法也比其他方法更能抵抗闪电攻击。为硝酸钝化提高了氧化电位的水浴也更能抵抗闪电的袭击。与柠檬酸相比，硝酸也更能抵抗闪蒸。[1]
柠檬酸钝化
柠檬酸钝化是由Adolf Coors啤酒公司开发的用于啤酒桶内壁钝化的技术。它提供了一种有效的替代硝酸钝化的方法，减少了处理问题，并且被认为是对环境友好的GRAS物质(通常被认为是安全的)名单上的食品和饮料应用的理想物质。
在比较硝酸钝化和柠檬酸钝化时，柠檬酸溶液比任何一种硝酸钝化溶液都能有效钝化更大范围的不锈钢合金，从而允许对多种不锈钢合金进行钝化。
钝化化学物质除去不锈钢表面的游离铁，但也能除去一些镍和铬。去除镍和铬会减少表面的耐腐蚀材料，留下更薄的氧化层。柠檬酸钝化选择性地除去镍和铬上的铁，留下比硝酸钝化更厚的耐腐蚀氧化层[2]
柠檬酸的另一个优点是，它的镀液配方可以调整，减少硝酸的循环次数，从而提高生产效率，降低钝化成本。使用某些柠檬酸钝化配方可以使循环时间最短为4分钟。下面提供了ASTM A967中各种柠檬酸钝化浓度和时间的摘要。
- 柠檬酸:4- 10w %柠檬酸，140-160F，最低4分钟
- 柠檬酸:4- 10w %柠檬酸，120-140F，最低10分钟
- 柠檬酸3:4-10 w%柠檬酸，70-120F，最低20分钟
- 柠檬酸:柠檬酸的温度、时间和浓度的其他组合，有或没有化学物质来加强清洗，促进剂或抑制剂能够生产出通过指定测试要求的部件。
- 柠檬酸:柠檬酸的温度、时间和浓度的其他组合，有或没有化学物质来加强清洗，促进剂或抑制剂能够生产出通过指定测试要求的部件。浸浴pH控制在1.8-2.2
钝化预处理
比较硝酸钝化和柠檬酸钝化的一个普遍要求是对零件进行适当的预处理。对于经过热处理的马氏体等级和沉淀硬化等级的不锈钢，在硬化处理后的零件上有可能产生积垢。加工过的零件有切削液和其他油。最后，对于组装件有焊接刻度和热痕。任何这些鳞片或油残留在零件上，降低了材料的腐蚀防护和钝化，将抑制其有效性，并可能损伤零件。在钝化之前，应除去氧化皮和油脂。油可以简单地清洗或蒸汽脱脂掉的部分。除垢时，可用盐酸等无机酸或高锰酸钾等无机脱氧剂，或用介质爆破或振动抛光等研磨方法。对于那些表面要求非常均匀的零件，特别是焊接等热影响区域的零件，建议采用机械除垢方法。
结论
不锈钢钝化是制造不锈钢元件的关键部件，以确保充分优化的耐腐蚀性。在选择柠檬酸和硝酸钝化方法时，有许多不同的因素，本文介绍了选择钝化工艺的一些基础知识。如需了解更多信息，请联系先进电镀技术销售与工程小组的成员电子游艺棋牌sales@www.sunytust.com或414.271.8138。
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博客作者:Will T.，过程工程师
引用:
[1]莫尔，J. H.(2007年8月1日)。制造不锈钢。检索自PF在线:https://www.pfonline.com/articles/making-steel
b . b . Kremer, Stellar Solutions, Inc.(2007)。不锈钢柠檬酸钝化的研究进展。麦克亨利:NSF。
