不銹鋼材料機加工后的鈍化工藝是制藥設(shè)備與工程領(lǐng)域非常關(guān)鍵的質(zhì)量控制點,鈍化是指使金屬表面轉(zhuǎn)化為不易被氧化的狀態(tài)而延緩金屬腐蝕速度的方法。
鈍化的效果,包括鈍化深度和表面金屬元素的優(yōu)化分布(如鉻鐵比),將決定金屬鈍化后的抗腐蝕性和腐蝕速率。鈍化是潔凈表面有氧氣存在時的自發(fā)現(xiàn)象,可在不銹鋼表面生成鈍化膜。通過化學(xué)處理,不銹鋼表面鈍化膜可一定程度增強。
鈍化的一個先決條件是對表面的清洗程序。所述的清洗程序應(yīng)包含所有必要的表面污物的清除(油脂、顆粒等)以保證鍛件表面最佳的抗腐蝕性能、保護產(chǎn)品不被污染的性能和合金表面外觀的達(dá)標(biāo)。最終化學(xué)鈍化處理的目的是確保合金表面無鐵元素及其他污物存在以實現(xiàn)最佳的抗腐蝕狀態(tài)。
鈍化分為自發(fā)性鈍化、化學(xué)鈍化和電化學(xué)鈍化。在不銹鋼表面生成鈍化膜,是不銹鋼潔凈表面有氧氣存在時的自發(fā)現(xiàn)象,成為自發(fā)性鈍化。通過化學(xué)和電化學(xué)處理,可實現(xiàn)不銹鋼表面鈍化膜一定程度的增強。
某些鈍化劑(化學(xué)藥品)所引起的金屬鈍化現(xiàn)象,稱為化學(xué)鈍化,如濃HNO3、濃H2SO4、HClO3、K2Cr2O7、KMnO4等氧化劑都可使金屬鈍化。
金屬鈍化后,其電極電勢向正方向移動,使其失去了原有的特性,如鈍化了的鐵在銅鹽中不能將銅置換出,又比如Fe→Fe2+電位為-0.44V,鈍化后躍變?yōu)?0.5-1V。
此外,用電化學(xué)方法也可使金屬鈍化,如將Fe置于H2SO4溶液中作為陽極,用外加電流使陽極極化,采用一定儀器使鐵的電位升高一定程度,F(xiàn)e就鈍化了,由陽極極化引起的金屬鈍化現(xiàn)象,叫陽極鈍化或電化學(xué)鈍化。
電化學(xué)鈍化是陽極極化時,金屬的電位發(fā)生變化而在電極表面上形成金屬氧化物或鹽類。這些物質(zhì)緊密地覆蓋在鍛件表面上成為鈍化膜而導(dǎo)致金屬鈍化,化學(xué)鈍化則是像濃HNO3等氧化劑直接對金屬的作用而在表面形成氧化膜。化學(xué)鈍化時,加入的氧化劑濃度還不應(yīng)小于某一臨界值,否則不僅無法導(dǎo)致鈍態(tài),反而還會引起金屬更快的溶解。
硝酸的化學(xué)性質(zhì)隨濃度變化而變化,稀硝酸主要體現(xiàn)的是其強酸性(見如下方程式),濃硝酸主要體現(xiàn)其強氧化性。而濃硝酸接觸到不銹鋼表面,則會氧化金屬,并生成致密的氧化層,附著于表面形成鈍化層。