W produkcji przemysłowej stosuje się dwa rodzaje obróbki powierzchni: obróbkę fizyczną i obróbkę chemiczną. Czernienie powierzchni stali nierdzewnej jest powszechnie stosowanym procesem obróbki chemicznej.
Zasada: Poprzez obróbkę chemiczną na powierzchni metalu wytwarzana jest warstwa tlenku, a obróbka powierzchni odbywa się za pomocą warstwy tlenku. Zasada stosowana w tym procesie obróbki powierzchni polega na wytworzeniu warstwy tlenku na powierzchni metalu pod wpływem działania odpowiedniego sprzętu, który może izolować metal od bezpośredniego kontaktu ze środowiskiem zewnętrznym.
Do najpopularniejszych metod czernienia stali nierdzewnej należą:
Kategoria 1: Metoda barwienia kwasowego
(1) Metoda z użyciem stopionego dichromianu sodu. Zanurz części ze stali nierdzewnej w stopionym roztworze dichromianu sodu i dokładnie mieszaj przez 20–30 minut, aż utworzy się czarna warstwa tlenku. Wyjmij i ostudź, a następnie spłucz wodą.
(2) Metoda chemicznego utleniania czernią chromianową. Proces zmiany koloru tej warstwy filmu przebiega od jasnego do ciemnego. Zmiana z jasnoniebieskiego na głęboki niebieski (lub czysto czarny) następuje w odstępie zaledwie 0,5–1 minuty. Jeśli ten optymalny moment zostanie pominięty, warstwa powróci do jasnobrązowego koloru i będzie można ją jedynie usunąć i ponownie zabarwić.
2. Metoda wulkanizacji pozwala uzyskać piękną czarną powłokę, którą przed utlenianiem należy wytrawić wodą królewską
3. Metoda utleniania alkalicznego. Utlenianie alkaliczne to roztwór przygotowany z wodorotlenku sodu, którego czas utleniania wynosi 10-15 minut. Czarna powłoka tlenkowa charakteryzuje się dobrą odpornością na zużycie i nie wymaga utwardzania. Czas ekspozycji na mgłę solną wynosi zazwyczaj od 600 do 800 godzin. Pozwala to na utrzymanie doskonałej jakości stali nierdzewnej bez rdzy.
Kategoria 2: Metoda utleniania elektrolitycznego
Przygotowanie roztworu: (dwuchromian 20-40 g/l, siarczan manganu 10-40 g/l, kwas borowy 10-20 g/l, PH3-4 10-20 g/l). Kolorową powłokę moczono w 10% roztworze HCl w temperaturze 25°C przez 5 minut. Nie zaobserwowano zmiany koloru ani złuszczania się wewnętrznej warstwy, co wskazuje na dobrą odporność na korozję. Po elektrolizie ferrytyczna stal nierdzewna 1Cr17 jest szybko czerniona, a następnie utwardzana w celu uzyskania czarnej warstwy tlenkowej o jednolitym kolorze, elastyczności i pewnym stopniu twardości. Charakteryzuje się prostotą procesu, szybkim czernieniem, dobrym efektem barwienia i dobrą odpornością na korozję. Nadaje się do czernienia powierzchni różnych stali nierdzewnych, co ma istotne znaczenie praktyczne.
Kategoria 3: Metoda obróbki cieplnej QPQ
Po przeprowadzeniu procesu w specjalistycznym sprzęcie, warstwa powłoki jest trwała i charakteryzuje się dobrą odpornością na zużycie. Jednak ze względu na fakt, że stal nierdzewna, a zwłaszcza stal austenityczna, nie ma takich samych właściwości antykorozyjnych jak po obróbce QPQ. Powodem jest to, że zawartość chromu na powierzchni stali austenitycznej uległa uszkodzeniu. Ponieważ w poprzednim procesie QPQ, czyli azotowaniu, węgiel i azot wnikały do środka, powodując uszkodzenie struktury powierzchni. Łatwo rdzewieje, a w przypadku słabej odporności na mgłę solną rdzewieje już po kilku godzinach. Ze względu na tę wadę, jej praktyczne zastosowanie jest ograniczone.
Czas publikacji: 29.08.2024