提高304l不銹鋼耐點蝕性能的磁調控表面處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種提高304L不銹鋼耐點蝕性能的磁調控表面處理方法，屬金屬材料的表面處理工藝技術領域。
【背景技術】
[0002]不銹鋼因具有強度高、耐晶間腐、應力腐蝕、點腐蝕以及焊、加工性能優異等優點，而被廣泛應用。但其在使用中易受到易Cl-為代表的鹵素離子的侵蝕，局部腐蝕非常嚴重，比如點蝕、縫隙腐蝕和應力腐蝕開裂等，會嚴重影響設備的安全性能和使用壽命。
[0003]電解拋光(EP )處理方法，可以降低試樣表面粗糙度，拋光的表面不會產生變質層，無附加應力，并可去除或減小原有的應力層。有研宄發現電解拋光表面處理是一種提高不銹鋼材料耐蝕性能非常有效的技術手段，因此在不銹鋼的表面處理上得到了廣泛的應用。近年來磁場逐漸應用到金屬材料防腐蝕性能的研宄中來，許多研宄報道了金屬材料在有無磁場下的電化學行為的變化。研宄表明磁場對腐蝕金屬或合金在水溶液中界面電化學反應有影響，在磁場作用下，金屬表面某些元素在表面上的沉積和溶解速率會發生變化。將磁場運用到304L不銹鋼表面電解拋光技術上，調節電解拋光中陽極304L不銹鋼的表面層特性，從而改變其在服役環境中的電化學行為和耐蝕性。所以本發明提出一種提高304L不銹鋼耐點蝕性能的磁調控表面處理方法。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種提高304L不銹鋼耐點蝕性能的磁調控表面處理方法。
[0005]本發明的目的是通過以下技術手段來實現的:
一種提高304L不銹鋼耐點蝕性能的表面處理方法，包括以下工藝步驟:
(I)、將304L不銹鋼表面用水砂紙進行逐級打磨；
⑵、用金剛石拋光膏進行機械拋光；
⑶、在0-40°C溫度下，以304L不銹鋼為正極，控制正、負兩極板間電勢差為5-60 V，在304L不銹鋼表面外加磁場0.05-0.6 T，在高氯酸:冰醋酸(體積比)為1:1_1:10范圍內的混合液中進行電解拋光10-200 S。
[0006]磁場為水平磁場，工作電極豎直放置，其表面與外加磁場方向的角度為0-180°。可以有效提高304L不銹鋼的耐點蝕性能。
[0007]將304L不銹鋼表面逐級打磨至3000#。
[0008]本發明主要針對304L不銹鋼，將經過不同表面處理方式處理后的試樣在3.5%NaCl (質量百分比，以下同)溶液中進行開路電位測定，并按照GB/T 17899-1999進行不銹鋼點蝕電位測量。發現在磁調控電解拋光處理的試樣其點蝕電位比電解拋光處理的高約0.06V，只經1500#砂紙打磨處理的試樣其點蝕電位相對最低。磁調控電解拋光處理試樣的耐點蝕性能優于電解拋光處理試樣及水砂紙打磨試樣。
[0009]本發明應用于在含氯離子環境中使用的不銹鋼構件的表面處理，通過本工藝可以實現在不改變基體合金成分的前提下，通過在電解拋光技術上外加磁場來改變304L不銹鋼的表面狀態從而提高材料的耐腐蝕性能。磁場是由配備直流恒電流源的電磁鐵發生。材料經過砂紙打磨和機械拋光后在外加磁場情況下在高氯酸和冰醋酸的混合溶液中電解拋光，從而提高了其耐點蝕性能。
[0010]本發明與現有技術相比具有如下有益效果:
本工藝方法不需要改變本體材料的成分，只是在常用的304L不銹鋼電解拋光技術上疊加磁場調控，便可以提高304L不銹鋼的耐點蝕性能。
【附圖說明】
[0011]圖1為不同表面處理后304L在30°C下3.5% NaCl溶液中的開路電位圖，圖中1500#表示304L試樣表面磨至1500#，EP表示304L試樣表面進行電解拋光處理，M-EP表示304L試樣表面在0.3T磁場下進行電解拋光處理；
圖2為不同表面處理后304L在30 °C下3.5% NaCl溶液中的陽極極化曲線圖，圖中1500#表示304L試樣表面磨至1500#，EP表示304L試樣表面進行電解拋光處理，M-EP表示304L試樣表面在0.3T磁場下進行電解拋光處理。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步說明。
[0013]將304L 不銹鋼(成分的質量百分比為:0.019 C, 0.41Si, 1.07Mn, 0.038 P, 0.007S, 18.2Cr, 8.11 Ni，余量Fe)切取1mmX 1mmX 3mm試樣，試樣背面用錫焊與銅導線連接，留出1mmX 1mm的工作面。制作三種試樣:第一種試樣非工作面用環氧樹脂涂封，然后將工作面逐級打磨至1500#，記為試樣1500#。第二種試樣將工作面逐級打磨至3000#后，然后用金剛石拋光膏進行機械拋光，接著用透明指甲油將背面焊接處與銅導線涂封，最后在0-40°C的溫度下，以304L不銹鋼為正極，控制正、負兩極板間電勢差為5-60V，在高氯酸和冰醋酸的混合液中進行電解拋光10-200S，硅膠將非工作面涂封，記為試樣EP。第三種試樣即為運用本發明處理的試樣，是將工作面逐級打磨至3000#后，然后用金剛石拋光膏進行機械拋光，接著用透明指甲油將背面焊接處與銅導線涂封，最后在0-40°C的溫度下，以304L不銹鋼為正極，控制正、負兩極板間電勢差為5-60V，在304L不銹鋼表面外加磁場0.05-0.6T，磁場為水平磁場，工作電極豎直放置，其表面與外加磁場平行，在高氯酸和冰醋酸的混合液中進行電解拋光10-200S，高氯酸和冰醋酸的體積比為1:5，硅膠將非工作面涂封，記為試樣M-EP。
[0014]將三種試樣浸沒在30°0的3.5% NaCl溶液中進行電化學試驗。電化學實驗采用三電極體系:輔助電極為鉑電極，參比電極為飽和甘汞電極(SCE)，文中電位均為相對SCE。試樣為工作電極。將試樣在溶液中浸泡600s至開路電位(Ecorr)基本穩定后開始動電位掃描，陽極極化以0.33V/s的速率從Ecorr向0.6 V進行掃描，測試前半小時開始和整個測試過程中一直向溶液中通入N2。每次試驗至少重復三次，試驗結果重現性良好。
[0015]經過不同表面處理后的三種試樣在30°C 3.5% NaCl溶液中的開路電位和陽極極化曲線如圖1和圖2所示。試樣1500#的Ecorr約為-0.330 V，點蝕電位約為0.178V (電流為10-5 A對應的電位值);試樣EP的Ecorr約為-0.254 V，點蝕電位約為0.211 V ;試樣M-EP的Ecorr約為-0.228 V，點蝕電位約為0.270 V。在磁場下電解拋光處理試樣(M-EP)其點蝕電位比電解拋光處理試樣(EP)高約0.06V，開路電位高約0.025V ;試樣1500#的開路電位和點蝕電位相對最低。表明磁場調控電解拋光處理過的304L試樣耐點蝕性能最好。
[0016]實施例只是為了便于理解本發明的技術方案，并不構成對本發明保護范圍的限制，凡是未脫離本發明技術方案的內容或依據本發明的技術實質對以上方案所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明保護范圍之內。
【主權項】
1.一種提高304L不銹鋼耐點蝕性能的表面處理方法，包括以下工藝步驟: (I)、將304L不銹鋼表面用水砂紙進行逐級打磨； ⑵、用金剛石拋光膏進行機械拋光； ⑶、在0-40°C溫度下，以304L不銹鋼為正極，控制正、負兩極板間電勢差為5-60 V，在304L不銹鋼表面外加磁場0.05-0.6 T，在高氯酸:冰醋酸(體積比)為1:1_1:10范圍內的混合液中進行電解拋光10-200 S。2.根據權利要求1所述的一種提高304L不銹鋼耐點蝕性能的表面處理方法，其特征在于:磁場為水平磁場，工作電極豎直放置，其表面與外加磁場方向的角度為0-180°，可以有效提高304L不銹鋼的耐點蝕性能。3.根據權利要求1或2所述的一種提高304L不銹鋼耐點蝕性能的表面處理方法，其特征在于:將304L不銹鋼表面逐級打磨至3000#。
【專利摘要】本發明公開了一種提高304L不銹鋼耐點蝕性能的表面處理方法，將304L不銹鋼經過砂紙粗磨，機械拋光，然后在外加磁場下電解拋光進行表面處理。本工藝不需改變本體材料的成分，僅通過磁調控表面處理而得到具有耐點蝕性能的表面，經過本發明處理后的試樣在30℃3.5%NaCl溶液中的開路電位和點蝕電位相對最高，有效提高了304L不銹鋼的耐點蝕性能。
【IPC分類】C25F3/24
【公開號】CN104911686
【申請號】CN201510304153
【發明人】呂戰鵬, 肖茜, 陳俊劼, 韓廣東
【申請人】上海大學興化特種不銹鋼研究院
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月4日