درمان های سطحی قطعات فولاد ضد زنگ چیست؟

فولاد ضد زنگ به طور گسترده ای در زندگی روزمره ما استفاده می شود. با وجود روش های بسیاری از درمان سطح فلزی در بازار موجود است، کدام یک برای فولاد ضد زنگ مناسب است؟اولین قدم تعیین هدف اصلی است: آیا برای افزایش ظاهر و بافت، بهبود مقاومت در برابر خوردگی، بهینه سازی خواص کاربردی (مانند مقاومت در برابر لباس و خواص ضد استاتیک) ،یا مطابق با استانداردهای صنعت (مانند استانداردهای صنایع غذایی و پزشکی)بر اساس هدف درمان و اصول فرآیند، درمان های سطحی فولاد ضد زنگ را می توان به چهار نوع اصلی طبقه بندی کرد: صاف کردن سطح،درمان تبدیل شیمیایی، پوشش / پوشش، و تغییر سطح کاربردی.

نقص های سطحی (مانند بر، خراش و مقیاس اکسید) از طریق روش های فیزیکی یا مکانیکی برای بهینه سازی خشکی سطح (Ra) حذف می شوند. این درمان به دو جهت اصلی تقسیم می شود:"مات/بروش" و "پایان آینه ای"،" و این روش اساسی ترین و به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.

یک فیلم اکسید متراکم / فیلم غیرفعال سازی در سطح فولاد ضد زنگ از طریق واکنش های شیمیایی تولید می شود.این مقاومت در برابر خوردگی را بدون نیاز به پوشش اضافی و بدون تغییر ابعاد قطعه افزایش می دهد (ضخامت فیلم معمولا 0.1-1μm) ، که آن را برای قطعات دقیق مناسب می کند.

• درمان پاسیویشن (معالجه شیمیایی هسته ای)

فولاد ضد زنگ در محلول اسید نیتریک (یا اسید سیتریک، محلول کرومات،که با محیط زیست سازگار هستند) برای اکسید کردن عنصر Cr در سطح و تشکیل یک فیلم Passivation Cr2O3 (ضخامت حدود 2-5nm)این فیلم مانع از تماس مواد پایه با هوا و رطوبت می شود و مقاومت در برابر خوردگی را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد.

• پاسیویاسیون سنتی: استفاده از محلول اسید نیتریک ۶۵ تا ۸۵٪، مناسب برای انواع فولاد ضد زنگ رایج (مانند ۳۰۴، ۳۱۶) ، اما فاضلاب حاوی کروم باید تصفیه شوند.
• غیرفعال سازی سازگار با محیط زیست: استفاده از راه حل های بدون کروم مانند اسید سیتریک و اسید فسفوریک، که مطابق با RoHS و استانداردهای درجه غذایی (مانند FDA) هستند.و به طور گسترده ای در صنایع پزشکی و مواد غذایی استفاده می شود.

• درمان رنگ

یک فیلم اکسید رنگی بر اساس فیلم غیرفعال سازی از طریق اکسیداسیون شیمیایی (مانند محلول اکسیداسیون قلیایی) یا اکسیداسیون الکتروشیمی تولید می شود.رنگ فیلم با ضخامت آن تعیین می شود (آبی)، بنفش، قرمز، سبز و غیره) ، دارای خواص تزئینی و مقاوم در برابر خوردگی (ضخامت فیلم 5-20μm) است.

هنگامی که مقاومت ذاتی خوردگی و مقاومت لباس فولاد ضد زنگ ناکافی است،لایه های کاربردی از طریق روش های "پوشش" یا "پذیری" برای پاسخگویی به خواسته های محیط های شدید (مانند دمای بالا) اضافه می شوند.، اسیدهای قوی و فرسایش بالا).

• رسوب فزیکی بخار (PVD Plating)

در محیط خلاء، مواد هدف فلزی (مانند Ti، Cr، Zr) از طریق تبخیر، اسپتر،یا یونیزاسیون برای تشکیل فیلم های سخت (مانند TiN نایترید تیتانیوم)، CrN نایتريد کرومیوم)

• کاربرد: ابزار برش (سکه های جراحی، سکه های صنایع دستی) ، قالب ها، کیس های ساعت و قطعات تزئینی خودرو.

• رسوب بخار شیمیایی (CVD Plating)

فیلم های سرامیکی مانند کربید سیلیکون (SiC) و نیترید آلومینیوم (AlN) از طریق واکنش واکنش دهنده های گازی با سطح فولاد ضد زنگ در دمای بالا (800-1200 °C) تولید می شوند.با ضخامت فیلم 5 تا 20μm.

• کاربردها: اجزای مقاوم به خوردگی در صنعت شیمیایی، قطعات داخل کوره های با دمای بالا و حامل های وافرهای نیمه هادی.

• پوشش های ارگانیک (اسپرینگ/پوسایش الکتروفورتیک)

رزین های ارگانیک (مانند رزین اپوکسی، پلی تیترافلورو اتیلن PTFE، رنگ فلورو کربن) از طریق اسپری یا رسوب الکتروفرتیک به سطح اعمال می شوند تا عایق، مقاوم در برابر آب و هوا،یا لایه های ضد چسب.

• پوشش رزین اپوکسی: مقاومت خوب در برابر محلول ها و خواص عایق بندی، برای پوشش تجهیزات الکتریکی و پشتیبانی های صفحه مدار استفاده می شود.
• پوشش PTFE (تفلون): ضد چسب و مقاوم در برابر دما (-200 °C تا 260 °C) ، برای تابه های ضد چسب و قالب های مواد غذایی استفاده می شود.
• رنگ فلوروکربن: مقاوم در برابر اشعه UV و مقاوم در برابر پیری در فضای بیرونی (زندگی بیش از 15 سال) ، برای نمای بیرونی فولاد ضد زنگ و بیلبورد استفاده می شود.

• پوشش نانوسیرامیک گرافین کامپوزیت

این پوشش از یک فرآیند نانو - رسوب استفاده می کند که ترکیبی از رسوب فاز مایع و فاز بخار است، که منجر به تراکم در سطح یون می شود.برای استفاده طولانی مدت بین -120°C تا 300°C مناسب است، و دارای ضخامت پایدار و قابل کنترل ± 1 میکران است. از تهویه و یخ زدن در دمای پایین جلوگیری می کند، ضد استاتیک و مقاوم در برابر خوردگی است.

• کاربرد: محصولات دیجیتال 3C، تجهیزات مکانیکی، مراکز داده، پزشکی زیستی، لوازم خانگی هوشمند، حمل و نقل و دستگاه های دقیق.

برای پاسخگویی به نیازهای ویژه (مانند خواص ضد باکتری، رسانا یا هیدروفوبیک)میکروساخت و یا ترکیب سطح از طریق روش های فیزیکی یا شیمیایی تغییر می کند تا به "تخصیص عملکردی" برسد.. "

• درمان با آنتی باکتری

یون های نقره (Ag+) ، یون های مس (Cu2+) بر روی سطح قرار می گیرند یا به آن تزریق می شوند یا رزین های ضد باکتریایی (مانند رزین اپوکسی نقره ای) اعمال می شوند.این یون های فلزی غشای سلول های باکتری را مختل می کنند، مانع رشد E. coli و Staphylococcus aureus می شود.

• کاربردها: تجهیزات پزشکی (سقف های تختخواب، استانداردهای تزریق) ، امکانات عمومی (دکمه های آسانسور، دستبندها) و ظروف اطفال.

• درمان هیدروفوبیک/سوپر هیدروفوبیک

ساختارهای مخروطی مخروطی میکروسکوپی در سطح از طریق حکاکی لیزر یا استفاده از مواد با انرژی سطح پایین (مانند پلی دیمیتایل سیلوکسان PDMS) ایجاد می شوند.این باعث می شود زاویه تماس بیشتر از 150° باشد.، باعث می شود آب قطرات را تشکیل دهد و از بین برود، و به یک اثر "خود تمیز کردن" دست یابد.

• کاربردها: محفظه های دوربین های نظارتی بیرونی، پانل های خورشیدی فتوولتائیک (چوکات فولاد ضد زنگ) و آینه های عقب خودرو (حاشیه های فولاد ضد زنگ).

• درمان رسانا/ مغناطیسی

مس، نیکل، نقره (برای هدایت) یا Permalloy (برای مغناطیس) بر روی سطح فولاد ضد زنگ الکتروپلاستی می شوند تا از خواص هدایت / مغناطیسی ذاتی ضعیف آن جبران شود.

• کاربردها: کانکتورهای الکترونیکی (مواد پایه فولاد ضد زنگ + نقره) ، پوشش های محافظ الکترومغناطیسی (فولاد ضد زنگ + نیکل)