不銹鋼表面加工的制作方法可以歸納為6種方法,不同的表面加工方法也可組合使用,按不同工藝分為不同的軋制表面加工等級(jí)。
1. 機(jī)械法
在軋制表面加工的基礎(chǔ)上再經(jīng)機(jī)械加工如:車(chē)削、噴丸、研磨、拋光、擦光、刷光,形成不同的表面加工:
①. 噴丸處理是使噴丸(玻璃球、陶瓷球、硅砂剛玉、不銹鋼珠、切斷的不銹鋼絲粒等)沖擊(離心力或壓縮空氣)不銹鋼表面,形成毛面無(wú)光的表面加工。
②. 研磨(以不同粒度的磨料研磨)、拋光(不同粗細(xì)的砂帶拋光)、擦磨(纖維或布輪擦拋)、刷光(在磨料和油介質(zhì)中用坦皮科拋光刷刷拋)形成毛面或平滑、光亮、鏡面等的表面加工。在表面加工中,經(jīng)常采用逐級(jí)研磨方式,初始粒度根據(jù)要去除的主要部分所需的磨料粒度進(jìn)行選擇。整個(gè)操作是通過(guò)粒度越來(lái)越小的輪子進(jìn)行研磨,直到達(dá)到最終要求的表面為止。每換一種規(guī)格的磨料,輪子在工件上的橫移方向轉(zhuǎn)90℃,以便消除殘留的修磨痕跡。粗磨去掉焊縫處鋼渣、噴濺留下的“焊道”和變色,可用不銹鋼鋼絲刷清理,然后再用合適的吊輪研磨。修磨焊道時(shí),周?chē)慕饘賾?yīng)采取保護(hù)措施,用紙或其他材料遮蓋防止金屬飛屑??蓪⒁恍癫挤旁诠ぜ衔鼰幔瑴p少熱變形,尤其是薄工件。
粗修磨所用的硬質(zhì)砂輪常用的磨料有氧化鋁、碳化鋯和碳化硅,粗磨的磨料粒度為20~36,精磨粒度可到60,硬砂輪的表面速度通常為1500~3000m/min。
減少砂輪研磨局部區(qū)域的熱量增大對(duì)奧氏體不銹鋼是非常重要的,不然會(huì)加劇熱變形。金屬溫度低可以避免熱回火色(250℃時(shí)熱回火色變得明顯)。
一般來(lái)說(shuō),研磨的主要目的是快速地去除金屬,而拋光的重點(diǎn)是使表面更加平滑,研磨通常用較粗的磨料,而拋光用的磨料粒度為80或更細(xì)。表7-8為磨料粒度與表面加工粗糙度的參考值。
拋光一般是用特制形狀的砂輪或砂帶。拋光速度一般要比研磨速度高一些,典型的砂輪拋光速度為2500m/min,研磨的注意事項(xiàng)也適用于拋光。采用150~240砂帶進(jìn)行拋光可得到連續(xù)線條的發(fā)紋表面加工。為達(dá)到鏡面拋光需用細(xì)磨料逐級(jí)拋光,最后用非常細(xì)的拋光膏拋光。
擦磨的操作一般分為兩步,第一為削光擦拋,第二為帶色磨光。前面拋光留下的細(xì)小劃痕用削光輪擦拋,磨料不粘在磨輪上,而是轉(zhuǎn)動(dòng)的磨輪在切削潤(rùn)滑劑上蹭一下,粘些潤(rùn)滑劑。切削潤(rùn)滑劑是由細(xì)(粒度約300)的人造磨料(如:氧化鋁),用硬油脂做粘合劑。它們浸透到布輪子里。帶色磨光和削光擦拋的方式一樣,只是潤(rùn)滑劑是有顏色的(如紅鐵粉)。表面符合要求后,用軟法蘭絨布沾上白石灰粉(碳酸鈣粉)或白堊粉進(jìn)行擦拭。
滾轉(zhuǎn)拋光是磨料和摩擦相結(jié)合,有利于小部件的表面處理。
用4號(hào)拋光薄板制作工件時(shí),需要對(duì)焊接區(qū)進(jìn)行二次處理,采用以下手工操作方法可以基本與原表面一致:焊縫與原拋光紋路平行,可用砂輪磨掉焊縫,再用粒度為80和120(或150)的便攜式特制砂輪進(jìn)行拋光。砂輪移動(dòng)的方向應(yīng)與焊縫的走向一致,這樣紋路與原機(jī)械拋光表面的紋路一致:如不平行,最終的手工拋光應(yīng)與機(jī)械拋光的方向一致。如果接縫兩側(cè)的紋路不一致(比如:一側(cè)與焊縫平行,另一側(cè)與焊縫垂直),最好的辦法是順著焊縫拋光(不要橫跨焊縫)。
2. 壓花法
使用刻紋軋輥軋出凹凸的幾何圖案的壓花、網(wǎng)紋及波紋等表面加工(一般單面壓花深度為0.03mm,雙面壓花深度為0.2mm),除了具有藝術(shù)效果外,還有防滑、耐磨、防碰撞等效果。
3. 化學(xué)及電化學(xué)法
進(jìn)行蝕刻,著色,電解拋光等表面加工。
蝕刻是采用絲網(wǎng)印刷技術(shù),遮蔽不需蝕刻的部分,腐蝕(藥液為氯化鐵溶液)出各種花紋圖案(白色無(wú)光澤表面),原板可用鏡面或發(fā)紋表面加工等不銹鋼板。
不銹鋼著色是將不銹鋼浸入熱鉻酸或硫酸溶液中,然后在另一種酸液中進(jìn)行陰極硬化處理?;饘倥c熱酸反應(yīng)生成一層基本無(wú)色的透明薄膜,但是在光的干涉作用下顯示出顏色。按照標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間順序,產(chǎn)生的顏色為青銅色、藍(lán)色、金黃色、紅色、紫色和綠色。著色效果與著色前的表面密切相關(guān),毛面和緞面著色后顏色無(wú)光澤,拋光表面著色后金屬光澤度很高。這種彩色不銹鋼不僅耐蝕性增強(qiáng),不退色(耐熱溫度200℃),還可彎曲或輕拉伸加工。不銹鋼可進(jìn)行表面黑化處理,即將鋼板浸泡在重鉻酸鈉溶液中。這是汽車(chē)行業(yè)黑化不銹鋼部件(如:雨刷器)最常用的方法,太陽(yáng)能聚光板和家用煤氣灶三角架制造廠也使用這種方法。黑化是在不銹鋼表面形成很薄的一層無(wú)光黑色氧化膜。該膜不會(huì)剝落、不退色而且耐磨性很好。
不銹鋼電解拋光是去除很薄的表層,使表面有光澤。被拋光的工件在電解液中為陽(yáng)極。電解不能去除表面瑕疵,如:劃痕、毛刺、氧化色、鍛造痕跡等,表面原有的缺陷經(jīng)過(guò)電解會(huì)變得更明顯,電解拋光前表面的好壞對(duì)拋光效果起著決定性的作用。電解拋光同樣適用于不銹鋼鑄件。
4. 涂裝法
進(jìn)行涂層等的表面加工,有涂裝后進(jìn)行再加工(預(yù)涂的方法)主要用于屋頂建材(不銹鋼0.3~0.8mm),還有加工后再涂裝(后涂的方法)主要用于大樓外裝建材(不銹鋼0.3~1.0mm).涂層不銹鋼是20世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)的首先用于屋頂?shù)牟牧?,在不銹鋼表面涂以氟樹(shù)脂(耐候壽命約20年)和硅聚脂(耐候壽命約7年)的著色涂層增加了海洋環(huán)境中的耐腐蝕性,使屋頂耐久、耐污染、美觀和防眩。
潤(rùn)滑涂層不銹鋼(涂層中配有蠟)使保護(hù)膜有高潤(rùn)滑及深沖性,屋頂施工后接受太陽(yáng)紫外線在短期內(nèi)會(huì)自然消失,從而解決不銹鋼保護(hù)薄膜手工剝離的處理。
在不銹鋼表面涂覆絕熱的發(fā)泡聚脂橡膠樹(shù)脂,并在涂料內(nèi)混入金屬粉具有導(dǎo)電性,可進(jìn)行點(diǎn)焊,此板用于冷藏輸送車(chē)和冷藏庫(kù)的內(nèi)外裝潢。
具有高分子聚脂系涂料的不銹鋼用于廚房壁板、冰箱等耐污染和耐洗滌用途。在透明涂層中配入珍珠色彩的透明涂層不銹鋼用于家電用具外殼。
5. 電鍍與蒸鍍法
在不銹鋼表面電鍍一層耐磨、耐蝕的鍍層用于藝術(shù)品和裝飾,常見(jiàn)有鍍鉻、鍍鎳。電鍍不銹鋼(多為鐵素體)也可作屋頂建材如鍍鋁、鍍鋅、鍍銅等表面加工。另有蒸鍍鈦的表面加工。電鍍后可再加透明涂層以提高耐蝕性。
鍍鋁不銹鋼在鹽的環(huán)境下具有優(yōu)良的耐蝕性,可作為汽車(chē)排氣系統(tǒng)材料和消音器材料,由于熱反射強(qiáng)還用于屋頂。鍍鋅不銹鋼作屋頂材料呈現(xiàn)黑灰屋瓦的效果并耐大氣腐蝕。鍍銅不銹鋼作屋頂材料耐腐蝕并因銅綠具有豪化美麗的顏色。
利用離子蒸鍍TiN/TiCN不銹鋼表面呈金色、黑色、青色及褐色等,用于建筑裝飾、日用器具、藝術(shù)品,表面硬度高,不易刮傷和易維護(hù)。