不锈钢种类及其电镀前处理工艺综述毕业论文Word文档格式.docx

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助理指导教师（并指出所负责的部分）：

不锈钢种类及其电镀前处理工艺综述

摘要:

本文对不锈钢的种类及其电镀前处理工艺进行了综述。

不锈钢根据不同结构和成分可分为五大系列钢，主要有马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢及沉淀硬化性不锈钢。

不锈钢之所以具有非常好的抗蚀性能，主要是因为其表面能生成一层薄而透明且附着牢固的自然钝化膜，能有效地隔绝腐蚀介质的侵蚀，但当不锈钢需要进行电镀时，这层自然钝化膜却成了电镀的最大障碍，若不彻底去除这层氧化膜，就得不到与基体结合牢固良好的镀层。

不锈钢进行电镀之前，除按一般钢铁的除油和浸渍外，通常还需要进行活化预处理。

不锈钢前处理基本工艺流程为：

除油→浸渍→抛光→活化，其中活化处理是保证电镀层有足够附着力的重要步骤，一般的活化处理方法包括阴极活化法、浸渍活化法和镀锌活化法等。

浸渍活化工艺的典型的配方为：

（NH4）2SO498～102g/L，H2SO485～90g/L，H3PO45～6g/L，H2SiF65～6g/L，温度：

室温，时间：

0.5min。

镀锌活化工艺过程为：

在普通镀锌槽中施镀1～2min，最多不超过5min，然后在500ml/L盐酸或硫酸中退锌，再重新镀锌。

关键字：

不锈钢前处理活化电镀抛光

TheReviewofStainlesssteelplatingpretreatment

Abstract:

Thispaperisdividedintotwoparts,introductionandbody.TheintroductionintroducesHistoricaldevelopmentofstainlesssteel,ClassificationandpropertiesofstainlesssteelandCurrentlythelatestofseveralstainlesssteel.

Stainlesssteelhasverygoodcorrosionresistanceduetoit’ssurfacecangenerateathintransparentandfirmlyattachedtothenaturalpassivationfilm,Corrosivemediacanbeeffectivelyisolatedfromerosion.Butnowmanyindustriesinordertogetsomespecialphysicochemicalpropertiesonthesurfaceofstainlesssteel，Soweoftenelectroplateametalcoatingtomeetvariousrequirements.

whenthestainlesssteelwasplated,thisnaturalpassivationfilmbecamethebiggestobstacleatonce.，youcan’tgetagoodsubstratewithasolidcoatingbecauseoftheOxidelayer.Therefore,beforeplatingonstainlesssteel,themostimportantthingsisActivationpretreatmentexceptofDegreasingandImpregnation.

Stainlesssteelpre-treatmentprocesscanbebasicallydividedintoDegreasing→​​Dipping→polishing→Activation（Ignorewashing）.Activationprocessisanimportantsteptoensuresufficientadhesionofplatinglayer.TherearemanyActivationtreatments,forexample:

Cathodeactivation、Dippingactivation、GalvanizedactivationEtc.Thetypicalformulaofgalvanizedactivation:

（NH4）2SO498～102g/L,H2SO485～90g/L,H3PO45～6g/L,H2SiF65～6g/L,Temperature:

roomtemperature,time:

0.5min.Thetypicalformulaofimpregnated 

activatedprocess:

Plating1~2minintheordinarygalvanizingbath,nomorethan5min,Andthenretreat 

zincin500mL/ 

L 

hydrochloricacidor 

sulfuricacid,repeatgalvanizedfinally.

Keyword：

StainlesssteelPretreatmentActivationplatingpolishing

SignatureofSupervisor:

目录

1.前言1

2不锈钢的种类及性能2

2.1马氏体不锈钢3

2.1.1YUS550高强度耐蚀性马氏体不锈钢3

2.1.2DSR16FA马氏体系复合超易切削不锈钢3

2.1.3AUS44OCH冷锻用马氏体不锈钢3

2.1.4DSR7高硬度马氏体不锈钢4

2.1.5NSL491焊接结构用马氏体不锈钢4

2.2铁素体不锈钢4

2.2.1超铁素体不锈钢5

2.2.2高耐蚀性铁素体不锈钢5

2.2.3高耐大气腐蚀铁素体不锈钢5

2.2.4超高耐蚀性铁素体不锈钢5

2.2.5抗菌性不锈钢6

2.2.6HOM125高耐热铁素体不锈钢6

2.2.7DSR6F复合超易切削铁素体不锈钢6

2.3奥氏体不锈钢6

2.3.1超耐热奥氏体不锈钢7

2.3.2高耐蚀性奥氏体不锈钢7

2.3.3NAR-AH-4耐高温奥氏体不锈钢7

2.3.4Type3161-SCQ、TyPe304-SCQ超净质奥氏体不锈钢7

2.3.5DSN6、DSNS高强无磁不锈弹簧钢8

2.3.6SUPER-304BF易切削奥氏体不锈钢8

2.4双相不锈钢8

2.4.1AF2507高合金化耐有机酸腐蚀双相不锈钢9

2.4.2YUSDXI高强度高耐蚀性双相不锈钢9

2.4.3NAS65超塑性双相不锈钢9

2.4.4UGIMA329易切削双相不锈钢9

2.5沉淀硬化型（PH）不锈钢10

2.5.1低温沉淀硬化型不锈钢10

2.5.2QSH6高耐蚀析出硬化型不锈钢10

2.5.3QSD15析出硬化型无磁不锈钢11

2.5.4pyrowear675渗碳不锈钢11

2.6小结11

3.不锈钢电镀前处理工艺12

3.1脱脂工艺13

3.2浸渍14

3.2.1不锈钢浸渍的意义14

3.2.2不锈钢浸渍过程15

3.3除挂灰17

34抛光工艺18

3.4.1机械抛光18

3.4.2化学抛光18

3.43电化学抛光19

3.44三种抛光技术的对比22

3.5弱浸蚀23

3.6不锈钢活化23

3.6.1阴极活化23

3.6.2浸渍活化24

3.6.3活化与预镀同槽处理法25

3.6.4不锈钢活化与预镀分槽处理法26

3.6.5镀锌活化法27

3.7预镀28

3.7.1预镀铜28

3.7.2预镀镍28

3.8小结29

4.总结论31

参考文献32

致谢34

1.前言

不锈钢是指在大气，酸，碱等溶液，或在其它的腐蚀性介质中具有一定化学稳定性的钢，它是不锈钢和耐酸钢的总称。

不锈钢顾名思义具有不锈性，但它不一定耐腐蚀，而耐腐蚀的钢则一般都会有较好的不锈性，不锈钢具备良好的耐腐蚀性能是由于在铁碳合金中加入了铬等元素所致。

自1913年HarryBrearly发现“铬不锈”以来，80多年来不锈钢的发展十分迅速，世界的产量从1950年的1Mt到1994年的12.8Mt，至今仍在不断增长。

95年世界不锈钢产量为1488.8万吨。

快速是不锈钢发展的最主要的特点，30年来每年的增长率约为4%[1]。

从1950年到1996年的总发展状况来看是不断发展的过程。

由于AOD和VOD精炼技术和连铸技术在不锈钢生产上的应用，在大大促进不锈钢材料的发展，提高不锈钢产量、降低生产成本方面起到了重要作用。

现在的不锈钢不仅在产量上增长很快，而且已从HarryBrearly[2]发现的的13%Cr钢发展到了各种不同等级和种类的不锈钢，并且新钢种不断出现。

现在，不锈钢在特殊钢中占很大比例，已成为一种独立的体系。

发达国家的不锈钢生产经历了多辊冷轧机、连续铸造和炉外精炼三次生产工艺装备技术革命，实现了精炼化、连续化、自动化、大型化，使质量提高，不锈钢产量剧增。

70年代以来，在世界钢材市场普遍不景气的情况下，不锈钢产量却高速增长。

从1967年到1995年的28年间，不锈钢平均增长速度为3.7%（同期产钢总量增长速度为1.3%）。

表1.1[3]列出了世界部分不锈钢生产国1993年至1995年的不锈钢产量。

全世界不锈钢占钢的总产量的比例也在逐年上升（表1.2[3]），由1992年的不足2环增至1994年的接近2.3%，1995年又增至2.4%以上。

表1.1世界主要不锈钢生产国的年产量（万吨）

年份

日本

美国

德国

法国

意大利

韩国

西班牙

瑞典

比利时

英国

芬兰

1993

322

177

119

79

72

57

56

55

44

43

37

1994

345

182

142

92

85

63

65

60

52

53

1995（估计）

358

195

150

93

90

67

70

64

58

45

表1.2世界主要不锈钢生产国不锈钢产量占钢总量的比例（%）

中国

世界

1990

3

2.O8

2.99

4.21

2.24

10.44

2.19

0.39

1.89

1992

2.29

2.93

4.53

2.62

10.9

2.41

0.48

1.99

3.23

2.06

3.48

5.1

3.26

12.24

3.06

0.28

2.27

目前，世界人均不锈钢年消费量已超过2Kg，工业国家人均不锈钢消费量已达8Kg以上，仍有增长的趋势。

日本在90年代初人均年消费不锈钢已超过16Kg，北美人均不锈钢年消费量已从3年前的6.4Kg增加到8.2Kg，即增长了28%。

近年来，国外不锈钢的生产技术和新钢种发展很快，几乎每隔几年，原有的技术和钢种就会被新的技术和钢种所替代，以便迎接面临其它钢种和材料的挑战和竞争。

近年来不锈钢发展主要表现在以下几个方面：

（1）不锈钢生产向精炼化、连续化、自动化、大型化方向发展。

（2）民用不锈钢不断增加。

不锈钢抛光钢带在冷轧板带中所占比例越来越大，已达70%以上，钢管生产已从无缝钢管过渡到以焊管为主。

（3）不锈钢品种向超薄钢板、超细丝、复合板和表面处理几个方面发展。

（4）标准牌号不锈钢稳步发展。

近几年新开发的新型不锈钢基本上是向适用的新型专用方面，如高强度、高耐热耐腐蚀；

高科技用超纯净、无磁超弹性；

以及主要为降低成本、节省资源方面发展。

2不锈钢的种类及性能

自不锈钢问世以来，不锈钢钢种发展很快，变化也很大。

不锈钢的种类已从13%Cr钢发展到了各种不同结构和成分的五大系列。

而且，不锈钢的标准也随着不锈钢的发展而不断变化，根据各方面的需要不断补充和淘汰，一般为5年修改一次，美国修改较频繁。

虽然，据日本22家公司统计目前在市场流通的不锈钢钢种牌号约为224个，但经常使用和大量生产并纳人JIS标准[4]的只有61个。

美国ASTM标准1990年注录的不锈钢牌号有66个，其中：

奥氏体44个、双相钢2个、铁素体8个、马氏体12个。

总的来说，按其金相组织来划分，可分为奥氏体不锈钢，奥氏体-铁素体不锈钢，马氏体不锈钢，铁素体不锈钢与沉淀硬化型不锈钢。

按照合金方式来划分，可分为铬镍钢和铬猛钢这两大类。

前者以镍为奥氏体化元素，构成奥氏体钢的主体；

后者则是以锰，氮代替昂贵的镍元素构成的节镍型钢种。

奥氏体钢具有较好的耐蚀性能，且力学性能和工艺性能优良，缺点是强度，材料硬度不高，它是应用最广泛的不锈钢类型。

而铁素体不锈钢含络是百分之十一到百分之三十，基本上不含有镍元素，是节镍型钢种。

该类钢优点是强度较高，耐氯化物等腐蚀性介质的性能突出，抗氧化性好突出，不足之处是冷加工硬化倾向较低，对晶间腐蚀很敏感，在低温环境下韧性不强。

一般而言，双相不锈钢通常是指在奥氏体基体上含有至少百分之十五的铁素体，或在铁素体基体上含有百分之十五以上的奥氏体的钢。

双相不锈钢同时具备奥氏体钢和铁素体钢的共同优点，马氏体不锈钢是一类性能可通过热处理来调节的钢，它强度和硬度都较高，而且价格低廉，因此在机械性能要求较高而耐腐蚀要求不高的领域被广泛采用。

近年来，世界各国仍不断在超低C、N高纯度、高氮合金化、高强度耐酸耐热、节省资源成本、专用化等方面开发了新型的以及特殊用途的不锈钢新钢种。

2.1马氏体不锈钢

马氏体系（一般含12～18%Cr、0.1～1.0%C）不锈钢：

其基体为马氏体。

美、日钢种牌号为400系列，含C较高[5]。

可以通过热处理硬化，具有高的强度和耐磨性，广泛用于刀具、刹车片、紧固件、轴承、汽轮机叶片、结构件及耐磨器具等。

2.1.1YUS550高强度耐蚀性马氏体不锈钢

新日本制铁公司通过适量的Cr和Mo以及微量元素的调整，显著提高了淬透硬化性能，其拉丝和锻压加工性能与SUS304相同，而耐蚀性比SUS304好。

其屈服强度达1150N/mm2，抗拉强度达1750N/mm2，HV硬度为520，冲击强度达80MJ/cm2。

适用于要求高耐蚀性的零件，如自攻螺钉、高强度钉子、销和链条等。

2.1.2DSR16FA马氏体系复合超易切削不锈钢

日本大同特殊钢公司在SUS416不锈钢中添加了Pb、Mo、Se开发的超易切削不锈钢。

据称具有马氏体系不锈钢中最高级的易切削性能。

由于切削破碎性优良，容易得到良好的表面加工精度。

是精密加工马达及打印机用轴的极好的材料[6]。

该公司开发的DSRZOFA，也属于这类性质的钢。

2.1.3AUS44OCH冷锻用马氏体不锈钢

日本爱知制钢公司在SUS440C基础上添加特殊元素开发的AUS440CH钢的淬火硬度和耐蚀性与AUS440C相等，而冷锻性优于AUS440C，HRB为79，冷加工塑性成形性比AUS440C好。

适用于耐蚀性和耐磨性要求高的冷冲压加工成形的电子器件。

2.1.4DSR7高硬度马氏体不锈钢

与SUS440C[7]相比，其共晶碳化物少，故淬火回火硬度高；

耐蚀性同SUS440C，而切削性、磨削性、冷加工性均优于SUS440C。

屈服强度很高，达1285N/mm2。

抗拉强度亦达1579N/mm2，Hv硬度高达697。

据称DSR7的使用寿命约为SUS44OC的三倍。

可制做耐蚀用轴、微型轴承、刀具等。

2.1.5NSL491焊接结构用马氏体不锈钢

NKK综合材料技术研究所研制的低C、N（均≤0.020）的15%Cr-6%Ni-0.5%Cu可焊接结构用不锈钢。

其特点是不需进行焊接的预热和后热，屈服极限≥800N/mm2，且耐蚀性、拉伸强度和韧性均优于SUS410S，它不仅适用于一般的焊接结构件，还适用于闸门、堤坝以及船用结构件如叶片和近海建筑构件等。

2.2铁素体不锈钢

铁素体系（一般含Cr11～30%，微C）不锈钢其基体为铁素体（α-Fe），优磁性，是不能热处理硬化的钢种。

美、日钢种牌号也为400系列，日本JIS中以耐热钢收录的11%Cr-Ti-SUH409，也属于这个系列的钢种牌号。

其主要用途为仪器装置装饰、饮炊器具等。

与Cr-Ni奥氏体不锈钢相比，铁素体不锈钢不含镍或仅含少量镍，是一种节镍不锈钢；

其强度高，而冷加工硬化倾向较低，导热系数为奥氏体不锈钢的60%～70%。

但是，它们的室温、低温韧性差、缺口敏感性高、对晶间腐蚀比较敏感。

由于AOD和VOD等不锈钢精炼技术的发展，已能生产出低碳、氮、氧的高纯和超高纯铁素体不锈钢，从而一定程度地克服了上述缺点和不足。

近年来，高铬、镍且超低碳、氮的所谓超级铁素体不锈钢的出现，使铁素体不锈钢在耐苛刻介质腐蚀、耐氯化物的点蚀和缝隙腐蚀等应用方面进入了一个新阶段。

对铁素体和奥氏体不锈钢腐蚀行为进行了研究后得出[7]：

①增加Cr和Mo含量，铁素体不锈钢耐点蚀和耐缝隙腐蚀的性能得到提高并超过奥氏体不锈钢。

当腐蚀指数低于32～35，铁素体不锈钢的耐蚀性比奥氏体不锈钢差;

而当高于32～35时，铁素体不锈钢比奥氏体不锈钢的耐蚀性能好。

②当Cr和M。

含量相同时，高合金的铁素体不锈钢比奥氏体不锈钢的缝隙腐蚀率低得多，但在H2SO4溶液中的一般腐蚀率比奥氏体不锈钢高。

以下介绍几种新开发的铁素体不锈钢。

2.2.1超铁素体不锈钢

该钢种是AlleghenyLudlum公司继70年代开发T含29%Cr的Fe-Cr-Mo合金AL29-4和AL29-4-2（UNSS44700和S44800）后近年来新开发的超铁素体不锈钢。

UNSS44735在海洋环境使用中具有极高的耐缝隙腐蚀性能，据称可与合金625（UNSN06625）相媲美，而比含6%钼的超奥氏体如UNSNO8367更好，比316不锈钢（UNSS31600）好得多。

因此，AL29-4C已成功地应用于一些含高氮化物环境，如电厂发电机组用海水冷却或半碱水冷却表面致冷装置。

在腐蚀强度最大的高抓环境中应用的有地热海水用AL29-4C热交换器。

这种不锈钢已被广泛用于各种石油精炼工业。

2.2.2高耐蚀性铁素体不锈钢

日本冶金工业公司研制，这种不锈钢的C、N含量很低，具有良好的耐应力腐蚀裂纹特性。

与SUS444相比，耐点腐蚀、耐缝隙腐蚀和耐大气腐蚀性更为优异[8]。

其热膨胀系数比奥氏体不锈钢小，适于做长尺寸的屋顶材料。

其主要用途还有建筑物外墙装饰用以及有高耐蚀性要求的潮湿环境用机器外壳材料。

2.2.3高耐大气腐蚀铁素体不锈钢

住友金属公司开发的NAR.FC-4（22Cr-2Mo）不锈钢具有良好的耐应力腐蚀裂纹性能，耐点蚀和耐缝隙性能都优于SUS316不锈钢。

其热膨胀系数小，降低了热胀冷缩的变形率。

适宜于做建筑用材料，如屋顶、外装饰、储水槽用材料，还可用于家电产品如机器的外壳、热水器用热交换器材料。

2.2.4超高耐蚀性铁素体不锈钢

川崎制铁公司研究的这种钢，通过高Cr（30%）与高Mo（2%）的最佳组合，具有极好的耐蚀性能，不会产生应力腐蚀裂纹，由于含C（0.003）、N（0.007）量极低，提高了加工性能，添加了适量的Nb（0.15）确保了焊接部位的耐蚀性能。

适合于有耐蚀性和耐大气腐蚀要求的场合应用，如沿海地区或工业地区的建筑物外装饰材料，以及化工厂用热交换机用材料。

2.2.5抗菌性不锈钢

日新制钢和日立制作共同开发的这种钢是铁素体不锈钢，含Cr7.l%，Cul.5%，添加微量Nb，采用特殊热处理，使其具有高抗菌性的铜在不锈钢中呈单体均匀分布。

由于铜离子的析出，使依附在钢表面的细菌起氧化反应，起到杀菌作用。

日立已决定将其用于日立洗衣机的转筒材料。

预期可应用在干燥机、冷藏柜、洗碟机、厨房设备和洗面台、医疗器械、医院和电车的内装饰材料，以及食品机械等领域。

2.2.6HOM125高耐热铁素体不锈钢

新日本制铁公司研制的含AIHOM125不锈钢具有很高的耐高温氧化性能，且在常温和高温下的电阻均很高，比镍-铭合金的电阻还高。

这种钢主要用作抗高温氧化电阻器件材料。

2.2.7DSR6F复合超易切削铁素体不锈钢

大同特殊钢研制，添加Pb和Fe，据称DSR6F的切削性能约为SUS303的8倍，具有超硬工具寿命，耐蚀性与SUS303几乎相同，而冷加工性约为SUS303的2倍以上。

主要用途为汽车、家电产品、OA机器等用精密加工件。

山阳特殊制钢公司生产的QS192F也属于这类钢种。

2.3奥氏体不锈钢

奥氏体（含17～25%Cr；

8～25%Ni）不锈钢，其基体组织为奥氏体，无磁、不能热处理。

美、日钢种牌号为300系列，典型钢号为304，常称为18-8钢。

这个系列也包括节Ni型200系钢种。

由于具有良好的加工性能、力学性能、耐蚀性能以及焊接性能等，奥氏体不锈钢是不锈钢中最重要的钢类，其生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的70%，钢号也最多。

但因其具有冷加工硬化和局部腐蚀非常敏