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不銹鋼表面的電解拋光
電解拋光能夠使生產(chǎn)的不銹鋼表面滿足最高等級(jí)的純凈和清潔度要求。工業(yè)方面的應(yīng)用實(shí)例說(shuō)明了電解拋光對(duì)不同衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的影響以及它的實(shí)際應(yīng)用。保證最佳電解拋光結(jié)果的先決條件是材料、結(jié)構(gòu)技術(shù)和加工制造工藝的謹(jǐn)慎協(xié)調(diào)。 1　問(wèn)題確定本文中提到的不銹鋼可被認(rèn)為是合金中不生銹最低含鉻量13%的不銹鋼。更為常見(jiàn)的不銹鋼含鉻量大于17%，同時(shí)加入鎳和鉬。顯微組織可以是鐵素體、奧氏體或雙相組織。在要求純凈度極高的系統(tǒng)中越來(lái)越多地使用的是奧氏體鉻-鎳-鉬鋼，表面處理對(duì)于可達(dá)到的操作結(jié)果是至關(guān)重要的。電解拋光被證明是能滿足這些要求的一種安全和經(jīng)濟(jì)的操作工藝。 2　純凈度標(biāo)準(zhǔn) 適合在高純凈度要求的系統(tǒng)中使用的表面取決于兩個(gè)性質(zhì)： •表面本身不應(yīng)當(dāng)將任何物質(zhì)轉(zhuǎn)移到接觸介質(zhì)。 •不應(yīng)當(dāng)有外部雜質(zhì)粘附到表面，表面也不能與周圍的介質(zhì)產(chǎn)生催化反應(yīng)。第一個(gè)性質(zhì)稱為表面純凈的‘內(nèi)因’，第二個(gè)性質(zhì)稱為‘外因’。表面內(nèi)部純凈主要是由耐腐蝕性、材料微粒析出性能和擴(kuò)散性能決定的。對(duì)于耐腐蝕的鋼，這些性能很大程度上決定于表面下層材料的狀況，通過(guò)電解拋光可對(duì)它們產(chǎn)生影響，并得到顯著提高。對(duì)于外部純凈度，不銹鋼表面的粘附和清潔性能，同樣還有它們的鈍化性以及催化行為主要是由表面的能量狀態(tài)和顯微結(jié)構(gòu)決定的。通過(guò)電解拋光可很大程度地直接影響這兩種性能。 3　電解拋光的影響在加工制作過(guò)程中，表面要經(jīng)過(guò)一系列的處理，這些處理導(dǎo)致了外形、結(jié)構(gòu)紋理、合金成分、純凈度和能量狀態(tài)方面的變化。制作過(guò)程完成時(shí)，產(chǎn)生的表面通常在結(jié)構(gòu)和性能方面大不相同，大多數(shù)情況下與基體材料相反。這些受損傷的表層能被去除，采用電解拋光不需更大的壓力就可到一定深度，在此處材料仍處于一種無(wú)雜質(zhì)的，原來(lái)的形狀。因此表面性能在一個(gè)單獨(dú)的工藝步驟內(nèi)就可整體提高到一定程度，而用其他任何工藝不可能達(dá)到。 3.1 幾何形狀和外貌不銹鋼表面的結(jié)構(gòu)主要是根據(jù)電解拋光帶來(lái)的微量變化。結(jié)構(gòu)中所有粗的和細(xì)的裂紋都被磨光和去除。在類似的粗糙度示值中，電解拋光的表面與機(jī)械加工表面比較，與環(huán)境的相互影響相應(yīng)降低，表面積減小約80%。雖然從微觀上講，表面是光滑和密實(shí)的，但從宏觀上講，根據(jù)原始表面狀況的不同顯示出一定的殘余波紋。同時(shí)，它無(wú)毛刺、壓入鐵鱗、折疊和材料氧化鐵皮。 3.2 內(nèi)部純凈度機(jī)械加工產(chǎn)品表面夾雜物深度高達(dá)幾微米。這些夾雜物只能采用電解拋光將被污染的材料層打碎高效地去除。由此產(chǎn)生的表面將與基體合金的純凈度等級(jí)一致。 3.3　材料結(jié)構(gòu) 有缺陷的表面層去除后，電解拋光的表面從原來(lái)的基體組織開(kāi)始形成，具有它的特征紋理和它的原始特性。 3.4　能量條件用電解拋光，有缺陷的表層被去除，沒(méi)有更多的能量引入被處理的表面。因此電解拋光表面的勢(shì)能最小，從而有高的鈍性和耐腐蝕性。粘附和催化過(guò)程所形成的沉積物也顯著減少。 3.5　擴(kuò)散從表面擴(kuò)散的氣體主要是由于實(shí)際表面層的雜質(zhì)引起的。決定擴(kuò)散速度的主要因素是雜質(zhì)的類型和在結(jié)構(gòu)中以位錯(cuò)形式出現(xiàn)的擴(kuò)散路徑的出現(xiàn)率。經(jīng)驗(yàn)表明大部分雜質(zhì)集中在最接近表層下面的地方，它們通過(guò)電解拋光被去除。電解拋光還可使以結(jié)構(gòu)缺陷形式出現(xiàn)的擴(kuò)散路徑減小到最少。 4　鈍化與耐腐蝕性能不銹鋼的耐腐蝕性能在很大程度上都依賴于一種均勻致密的鉻氧化物耐腐蝕層的形成，通常稱為鈍化層。它要求具有足夠鉻含量和提供氧氣的冶金潔凈表面。這些要求電解拋光可以很好地滿足。電解拋光的表面是一種金屬純表面甚至顯示出比基體結(jié)構(gòu)稍微富鉻。在電解拋光過(guò)程中，氧從材料表面釋出，它在電解拋光過(guò)程完成之后很快就導(dǎo)致形成一種均勻的鈍化層。因此電解拋光不銹鋼表面清楚地顯示出比其他方法處理的表面有更好的耐腐蝕性能。對(duì)于要求苛刻的應(yīng)用領(lǐng)域如醫(yī)藥工業(yè)，通過(guò)最近開(kāi)發(fā)的螯合鈍化技術(shù)如POLINOX Protect，可進(jìn)一步提高耐腐蝕性能。有機(jī)鈍化溶液施加于現(xiàn)有的鈍化層能與基體形成穩(wěn)定的復(fù)合物，它具有最佳的耐腐蝕性能。在150℃左右對(duì)鈍化層進(jìn)行5分鐘連續(xù)控制熱處理可得到最好的耐腐蝕性能。 5　應(yīng)用醫(yī)藥和生物技術(shù) 無(wú)粉塵、無(wú)纖維和絕熱表面是高級(jí)醫(yī)藥和生物技術(shù)制品生產(chǎn)廠所要求的。在優(yōu)選材料和表面質(zhì)量的廣泛研究和試驗(yàn)中顯示高等級(jí)電解拋光的不銹鋼表面是解決問(wèn)題最常用的安全方案。熱源（即引起發(fā)熱的雜質(zhì)）主要來(lái)自于隔板的蛋白質(zhì)殘余物，清理過(guò)程無(wú)法將它去除。電解拋光不銹鋼表面的應(yīng)用能夠保證在連續(xù)生產(chǎn)中的絕熱環(huán)境，該措施的有效性基于高等級(jí)電解拋光質(zhì)量，材料表面每點(diǎn)至少要去掉40μm厚，包括焊接點(diǎn)。
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