不銹鋼所具有的多種表面加工拓寬了它的應(yīng)用領(lǐng)域--不同的表面加工使不銹鋼表面各異,使其在應(yīng)用中各具獨到之處。
在建筑應(yīng)用領(lǐng)域,不銹鋼的表面加工之所以重要是有許多原因的。
腐蝕環(huán)境要求光滑的表面是因為表面光滑不容易積垢。污垢的沉積會使不銹鋼生銹甚至造成腐蝕。
在寬敞的大廳中,不銹鋼是電梯裝飾板最常用的材料,表面的手印雖然可以擦掉,但影響美觀,所以最好選用合適的表面防止留下手印。
衛(wèi)生條件對許多行業(yè)是很重要的,例如,食品加工、餐飲、釀造和化工等,在這些應(yīng)用領(lǐng)域,表面必須便于每天清洗,而且經(jīng)常要用化學(xué)清洗劑。
不銹鋼是這方面的最佳材料,在公共場所,不銹鋼的表面經(jīng)常會被胡寫亂畫,但是,它的一個重要特性是可以將它們清洗掉,這是不銹鋼優(yōu)于鋁的一個顯著特點。鋁的表面容易留下痕跡,往往很難去掉。清理不銹鋼表面時應(yīng)順著不銹鋼的紋路清理,因為有些表面加工的紋路是單向性的。
不銹鋼最適用于醫(yī)院或其它衛(wèi)生條件至關(guān)重要的領(lǐng)域,如:食品加工、餐飲、釀造和化工,這不僅是因為它便于每天清洗,有時還要使用化學(xué)清洗劑,而且還因為它不易滋生細菌。試驗表明不銹鋼在這方面的性能與玻璃和陶瓷相同。
1.不銹鋼的自然外觀
不銹鋼給人一種自然的堅固亮麗之感,其自然色彩柔和地反映出周圍環(huán)境的顏色。
2.表面加工的基本種類
可以用于不銹鋼的表面加工大致有五種,它們可以結(jié)合起來使用,變換出更多的最終產(chǎn)品。
五個種類有:軋制表面加工、機械表面加工、化學(xué)表面加工、網(wǎng)紋表面加工和彩色表面加工。
還有一些專用的表面加工,不過無論指定哪一種表面加工,都應(yīng)遵循以下步驟:
①與制造廠家一起商定需要的表面加工,最好準(zhǔn)備一個樣品,作為今后批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。
②大面積使用時(如復(fù)合板,必須保證所用的基底卷板或卷材采用的是同一批次。
③在許多建筑應(yīng)用中,如:電梯內(nèi)部,盡管手印可以擦掉,但很不美觀。如果選用布紋表面,就不那么明顯了。在這些敏感的地方一定不能使用鏡面不銹鋼。
④選擇表面加工時應(yīng)考慮到制作工藝,例如:為了除去焊珠,可能要對焊縫進行修磨,而且還要恢復(fù)原有的表面加工。
花紋板很難甚至無法滿足這一要求。
⑤對于有些表面加工、修磨或拋光的紋路是有方向性的,被稱為單向的。如果使用時使這種紋路垂直而不是水平,污物就不易附著在上面,而且容易清洗。
⑥無論采用哪種精加工都需要增加工藝步驟,因此要增加費用,所以,選擇表面加工時要慎重。 ⑦根據(jù)我們的經(jīng)驗,我們不建議使用氧化鋁作磨料,除非在使用過程中十分小心。最好是使用碳化硅磨料。
3.標(biāo)準(zhǔn)表面加工
許多種表面加工一直是采用編號或其它分類方法表示、它們都被編入了有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)中,如:"英國標(biāo)準(zhǔn)BS1449"和"美國鋼鐵協(xié)會不銹鋼生產(chǎn)者委員會標(biāo)準(zhǔn)"。
4.軋制表面加工
板材和帶材有三種基本的軋制表面加工,它們是通過板材和帶村的生產(chǎn)工藝表示的。
No.1:經(jīng)過熱軋、退火、酸洗和除鱗。處理后的鋼板表面是一種黯淡表面,有點粗糙。
No.2D:比N0.1表面加工好,也是黯淡表面。經(jīng)過冷軋、退火、除鱗,最后用毛面輥輕軋。
No.2B:這是建筑應(yīng)用中最常用的,除在退火和除鱗后用拋光輥進行最后一道輕度冷軋外,其它工藝與2D相同,表面略有些發(fā)光,可以進行拋光處理。
No.2B光亮退火:這是一種反射性表面,經(jīng)過拋光輥軋制并在可控氣氛中進行最終退火。光亮退火仍保持其反射表面,而且不產(chǎn)生氧化皮。
由于光亮退火過程中不發(fā)生氧化反應(yīng),所以,不需要再進行酸洗和鈍化處理。
5.拋光表面加工
No.3:由3A和3B表示。"
3A:表面經(jīng)過均勻地研磨,磨料粒度為80~100。
3B:毛面拋光,表面有均勻的直紋,通常是用粒度為180~200的砂帶在2A或2B板上一次拋磨而成。
No.4:單向表面加工,反射性不強,這種表面加工可能在建筑應(yīng)用中用途最廣。其工藝步驟是先用粗磨料拋光,最后再用粒度為180的磨料研磨。
No.6:是對No.4的進一步改進,是在磨料和油介質(zhì)中用坦皮科拋光刷拋光No.4表面。"英國標(biāo)準(zhǔn)1449"中沒有該表面加工,但在美國標(biāo)準(zhǔn)中可以查到。
No.7:被稱為光亮拋光,是對已經(jīng)磨得很細但仍有磨痕的表面進行拋光。
通常使用的是2A或2B板,用纖維或布拋光輪和相應(yīng)的拋光膏。
No.8:鏡面拋光表面,反射率高,通常被稱為鏡面表面加工,因為它反射的圖像很清晰。
用細磨料對不銹鋼連續(xù)拋光,然后再用非常細的拋光膏打磨。
在建筑應(yīng)用中應(yīng)該注意的是這種表面如果用在人員流動量較大或人們經(jīng)常觸摸到的地方會留下手印。
手印當(dāng)然可以擦掉,但有時影響美觀。
"官方"標(biāo)準(zhǔn)和文獻中描述的表面加工只是一般性的介紹,樣本才能最直觀地表示表面加工的種類。拋光或金屬精加工廠家將提供各種表面加工的樣品,用戶應(yīng)同他們進行討論。
因此,建筑師、設(shè)計人員和制造廠家等有關(guān)人員需要對不銹鋼的表面加工有所了解。通過彼此之間的友好合作和相互交流,一定會獲得所期望的效果。
6.表面粗糙度
軋制表面加工和拋光表面加工的分類是說明能夠達到的程度,另一個有效的表示方法是測量表面粗糙度。標(biāo)準(zhǔn)的測量方法被稱為CLA(中心線平均值),測量儀在鋼板表面橫向移動,記錄下峰谷的變化幅度。CLA的編號越小,表面越光滑。從下表中的表面加工和CLA編號可以看出不同等級的最終結(jié)果。
表面加工CLA,微米
2B 0.1-0.5
2A 0.05-0.1
2D 0.4-1.0
3 0.4-1.5
4 0.2-1.5
8 0.2
EP 基本值的1/2
EP=電解拋光,大致可將峰谷的變化幅度減少到原表面的1/2。
7.機械拋光
注意事項:
我們應(yīng)該記住,研磨操作中用砂紙或砂帶進行的研磨基本上屬于磨光切割操作,在鋼板表面留下很細的紋路。
我們在用氧化鋁作為磨料時曾遇到過麻煩,其部分原因是壓力問題。
設(shè)備的任何研磨部件,如:砂帶和磨輪等,使用前絕不能用于其它非不銹鋼材料。因為這樣會污染不銹鋼表面。
為了保證表面加工的一致性,新砂輪或砂帶應(yīng)先在成分相同的廢料上試用,以便同樣品進行比較。
8.電解拋光
這是一種金屬清除工藝,在此工藝中不銹鋼作為電解液中的陽極,通電后金屬從表層除去。
該工藝通常用于零部件的加工,因為它們的形狀難以用傳統(tǒng)方法進行拋光。
該工藝常用于冷軋鋼板的表面,因為其表面比熱軋鋼板的表面光滑。
但是電解拋光會使表面的雜質(zhì)更明顯,特別是鈦和鈮穩(wěn)化的材料會由于粒狀雜質(zhì)使焊縫區(qū)出現(xiàn)差異。
小焊疤和銳棱可以通過該工藝清除掉。該工藝著重處理表面上的突出部分,優(yōu)先對它們進行溶解。
電解拋光工藝是將不銹鋼浸泡在加熱的液體中,液體的配比涉及到許多專有技術(shù)和專利技術(shù)。
奧氏體不銹鋼的電解拋光效果很好。
9.網(wǎng)紋表面加工
不銹鋼可以采用的花紋種類很多。
使鋼板具有添加花紋或網(wǎng)紋表面加工的優(yōu)點如下:
①減少"金屬屋面材料皺縮"(oilcan-ning),該詞是一個用來描述光亮材料表面的術(shù)語,這種表面從光學(xué)角度看不平。例如:大面積的裝飾板,即使經(jīng)過拉伸矯直或張力拉矯也很難使表面完全平直,因而會出現(xiàn)金屬屋面材料皺縮。
②網(wǎng)紋圖案可以減少在陽光下發(fā)出的眩光。
③花紋板如果有輕微的劃痕和小面積壓痕都不太明顯。
④增大鋼板的強度。
⑤為建筑師提供了選擇的余地。
有專利權(quán)的圖案包括布紋(用于倫敦的埃德大廈)、鑲嵌圖案、珍珠狀和皮革紋。還可以使用波紋和線狀圖案。
花紋表面特別適合于內(nèi)部裝飾,如:電梯鑲板、柜臺、壁板和入口處。
外部應(yīng)用時應(yīng)考慮到使不銹鋼能夠通過雨水和人工沖刷清洗表面,避免有易聚集污物和空中雜質(zhì)的死角,以免造成腐蝕影響美觀。
10.毛面表面加工
毛面表面加工是最常用的表面加工之一,它是在經(jīng)過拋光或光亮退火的鋼板表面用尼龍研磨帶或刷進行拋光。
11.噴玻璃球或噴丸
對于內(nèi)部應(yīng)用,如:電梯的內(nèi)部,混合表面加工很受歡迎。
這種混合工藝是通過噴玻璃球形成無澤表面,然后通過掩飾處理,覆上塑料膜,成拋光表面加工,最后形成拋光和無澤的混合表面。
不銹鋼砂丸也可以用于類似的工藝。
要使用的玻璃球或丸粒事先絕不能在其它材料上使用,尤其不能在碳鋼上。因為碳鋼的粉粒會嵌入到不銹鋼表面,很容易造成腐蝕。
陶瓷球也可以作為噴料。
12.彩色不銹鋼
不銹鋼彩色工藝是國際鎳公司(INCO)70年代研制成功的,許多公司都有使用這一工藝的許可證。
前面已經(jīng)解釋過,不銹鋼之所以不生銹是因為它表層的情性氧化鉻膜。
彩色工藝就是利用這層膜形成指定的顏色。
由于不銹鋼利用了這層始終存在的膜,所以既不退色,也不需要像油漆一樣經(jīng)常維護。
彩色不銹鋼還可以進行成型處理,即使在銳彎處也不會對顏色有任何不良影響。
關(guān)于對耐蝕性的影響,試驗表明采用該工藝后耐蝕性有所增強。
該工藝與操作時間密切相關(guān),時間不同顏色會發(fā)生變化。顏色的變化順序是棕色、金色、紅色、紫色和綠色。
該工藝的一大特點是它的最終外觀可以反映出該材料原來的表面,即:鏡面或拋光面會產(chǎn)生很強的金屬光澤,而毛面表面加工的顏色是無光澤的。
工藝過程:
該工藝是將不銹鋼浸泡在溶液槽中,溶液中最好是每升含250克Cr2O3,每升含490克硫酸也可以,溫度范圍80~85℃,浸泡時間取決于所需要的顏色,最多不超過25分鐘。
將鋼板用干凈的冷水漂洗后,再在室溫條件下放到濃度為250克/1升氯酸和2.5克/1升磷酸的液體中進行陰極處理,時間大約為10分鐘,電流密度為0.2~0.4A/dm2。
為了防止損壞,彩色處理后立即進行硬化處理,然后在熱水中進行漂洗并且干燥。
13.混合表面加工
彩色不銹鋼上可以再加圖案,所開發(fā)的專有技術(shù)包括用剛玉砂帶除去"突出"部分,這樣,最終的結(jié)果是將鋼板的自然之美與彩色圖案的色彩結(jié)合在一起。
這種表面不容易留下手印,特別適用于室內(nèi)裝飾。
拋光廠家可以提供表面加工的樣品。
14.蝕刻表面加工
通過覆膜工藝將圖案標(biāo)在鋼板表面,再將鋼板浸在三氯化鐵酸液(o級)中,將未覆膜的部分浸蝕掉,在不銹鋼的表面形成美麗的圖案。
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