奥氏体不锈钢低温离子渗碳后的化学亮化处理研究

摘要

奥氏体不锈钢经过低温离子渗碳处理后，可显著提高其表面的硬度和耐磨损性能。但不锈钢经低温离子渗碳处理后，其表面覆盖了一层结构致密、结合牢固、极薄的黑色薄膜，不但影响了不锈钢表面的美观性，而且还影响渗碳不锈钢的耐蚀性。
　　 传统的化学抛光是将钢制品在三酸(磷酸-硫酸-硝酸)溶液中浸蚀。由于不锈钢离子渗碳后的硬化层厚度仅为50μm左右，所以传统的化学抛光技术无法完全适用于本课题。本课题在传统化学抛光的技术上，确定开发以硫酸-高锰酸钾为基液的新型化学亮化技术。该技术的关键是在基液中添加一些具有特殊作用的化合物来替代强腐蚀酸。为此首先需要对不锈钢的传统三酸化学抛光过程进行分析，研究其机理过程，为寻找替代物奠定理论基础。
　　 通过对化学亮化处理技术的研究，找到了影响化学亮化处理技术的主要因素。然后，分析了亮化液各成分的作用原理，首先确定了基础溶液。然后进行了亮化溶液添加剂成分选择的单因素试验，通过试验选出了有助于亮化的添加剂的主要成分。接着，以单因素试验选出的主要成分为基础，进行配方优化试验，研究了亮化溶液各成分加入对亮化效果的影响规律，得到了可以完全亮化的亮化溶液。工艺条件也是影响亮化效果的一个重要因素，因此试验中还对亮化温度、时间等工艺条件进行了研究，使该化学亮化技术更加可靠，亮化质量更加稳定。
　　 实验结果表明，低温离子渗碳后的奥氏体不锈钢表面经化学亮化处理后，可以在不损耗不锈钢表面硬化层厚度的前提下，实现对渗碳后奥氏体不锈钢表面的彻底亮化，恢复不锈钢原色，而且可以大幅度地提高渗碳奥氏体不锈钢表面的耐蚀性。