Травление нержавеющей стали

Статья обновлена и дополнена: 08 Августа, 2021

Для повышения эксплуатационных и эстетических свойств поверхности нержавеющей стали требуется специальная обработка. На современных предприятиях чаще всего используется метод травления, который применяется после термической или механической обработки металла. Процесс осложняется наличием защитной пленки на нержавейке, ведь она образует жесткую окалину, которая плохо взаимодействует с реагентами.

Во время проведения технологических процедур на металле может возникнуть изменение его цвета. От следов побежалости можно избавиться при помощи травления. Для достижения максимального эффекта разработаны разные методы и составы, которые учитывают химический состав нержавеющей стали.

Процесс травления нержавеющей стали применяется на производстве для очистки верхних слоев стали от сварных швов, окалин, окислов и ржавчин. Процедура обеспечивает зачистку нержавейки, за счет чего увеличивается адгезия верхнего слоя. Это позволяет произвести успешное соединение металлической детали с другой поверхностью. После травления на изделие наносится защитное покрытие.

На производственных участках используют следующие методы:

• Электрохимический;
• Химический.

Применяемые нашей компанией методы травления нержавеющей стали описаны в статье "Травление и пассивация нержавеющей стали".

Важно соблюдать все технологии во время обработки нержавейки, так как перетравливание приводит материал в состояние негодности. Процесс травления разделяется на несколько этапов:

1. Подготовка поверхности;
2. Взаимодействие металла с травителем или электролитом;
3. Очищение поверхности от продуктов травления.

Данный метод нашел свое применение в разных отраслях промышленности. Отличительной чертой такого типа травления является применение внешних источников тока. Электрохимическая обработка эффективна при работе с высоколегированными сталями, так как они отличаются высокой степенью устойчивости к химическому воздействию.

Травление нержавейки электролизом осуществляется в несколько этапов:

1. Подготовка химического раствора
   Первый и самый ответственный шаг в процессе обработки нержавеющей стали. Для травления используется водный раствор необходимой кислоты.


2. Подготовка лака
   Этот этап гораздо сложнее первого. Лак необходим для защиты отдельных участков поверхности нержавейки от негативного воздействия агрессивной среды. В основном, используется скипидар, гудрон, канифоль. В этой смеси в качестве растворителя выступает скипидар. С веществами следует обращаться осторожно, так как они относятся к классу огнеопасных. Они легко возгораются от перегрева и открытых источников огня. На крупных предприятиях используют готовые составы, которые могут применяться и в бытовых условиях.


3. Подготовка поверхности нержавеющей стали
   Перед покрытием металла слоем защитного лака необходимо тщательно очистить и обезжирить поверхность. Рекомендуется проводить работу по чистке максимально аккуратно, так как даже мельчайшее пятно в виде отпечатка пальца может негативно отразиться на покрытии изделия.


4. Травление нержавейки
   В процессе травления нержавейки к изготавливаемой детали подключается положительный электрод, изделие, соответственно, выступает в роли анода. В качестве катода может можно использовать сталь. Нержавейку погружают в раствор кислоты, после чего подключают источник напряжения.
   
   Вся процедура занимает несколько минут, в течение которых необходимо следить за внешним состоянием изделия. При работе с кислотами должны соблюдаться все правила техники безопасности с химическими веществами. В конце процесса травления отключается электричество, деталь вынимают из раствора для травления металла и отсоединяют от приборов, после чего ее промывают при помощи реактивов.


5. Очистка детали от лака
   На этом этапе предусмотрено использование специальных растворителей, которые позволят снять лак без повреждения поверхности.

Метод химического травления нержавейки отличается от электрохимического отсутствием напряжения. Для процедуры используются специальные средства для травления, в зависимости от которых и выделяется разновидность технологии:

• Травление кислотами;
• Щелочное травление;
• Очистка травильными пастами;
• Травление методом погружения.

Наилучший вариант травления для использования на крупных предприятиях. Этот способ позволяет добиться максимально эффективного результата в ходе обработки детали. Весь процесс можно разделить на несколько шагов:

1. Обезжиривание верхнего слоя;
2. Зачистка заусенцев и ожогов;
3. Травление детали в сернокислотных ваннах;
4. Промывка изделия в воде;
5. Погружение детали в азотнокислотный раствор;
6. Повторное ополаскивание проточной водой.

Данный метод считается стандартным, но может использоваться и другой:

1. Обезжиривание поверхности;
2. Промывание детали в проточной воде;
3. Сушка изделия;
4. Помещение нержавейки в ванну с ортофосфорной кислотой на 1 час;
5. Промывание детали в проточной воде.

В нашей компании при травлении нержавеющей стали кислотами используется средство собственного производства - травильный гель/спрей SteelGuard InoxClean Spray. Гель для травления нержавейки рекомендуется для применения на больших поверхностях, которые невозможно обработать методом погружения. Гелеобразное средство способно восстанавливать поверхность нержавейки, которая могла деформироваться в процессе металлообработки.

Осуществление процесса происходит за счет применения расплава каустической соды. Повышение температуры и резкое охлаждение способствует разрушению оксидной защитной пленки на нержавейке, тем самым улучшая качество обрабатываемого изделия.

Существует несколько методов щелочного травления:

1. Выдержка изделия в соде
   Готовый раствор с 20-40% содержанием нитрата разогревают до 460-500 градусов Цельсия. Травление детали в щелочной среде длится 15 минут. Обратите внимание, что некоторые марки сталей нельзя подвергать нагреванию выше 450 градусов. По истечении требуемого времени изделия промывают в большом количестве жидкости и опускают на 5 минут в сернокислотную ванну либо на 10 минут в азотнокислотную.


2. Способ травления щелочью с применением электрического тока
   Данный метод позволяет получить по итогу обезжиренную поверхность изделия, характеризующейся чистотой и однородностью. При таком способе в качестве щелочи используется сода, иногда добавляют хлористый кальций. Технология эффективна для травления плоских, стержневых заготовок, волоченых изделий.


3. Обработка гидритами натрия
   Технология отличается повышенной себестоимостью, но имеет весомое преимущество перед другими методами. Во время процедуры травильный раствор не взаимодействует с металлом, тем самым его потери сводятся к минимуму. Низкая температура процесса позволяет снизить расходы на теплоносители.

Каждый из этих способов требует выполнения ряда правил, среди которых предварительная обработка поверхности, обезжиривание, удаление оксидной пленки.

Травильные ванны должны быть изготовлены в соответствии с требованиями безопасности и эксплуатации кислотных и щелочных растворов.

Для использования рекомендуются следующие виды емкостей:

• Покрытые керамикой / покрытого стеклом кирпича;
• Из дерева или бетона, покрытого свинцом;
• Могут применяться все производные вещества от резины;
• Для кислотных ванн подходят определенные марки нержавейки

Содержание в растворах азотистой или соляной кислоты разрешает применять практически все эти материалы, за исключением покрытий из свинца или керамики с высоким содержанием кремния. Взаимодействие с этими веществами может негативно сказаться на состоянии металла. В щелочных ваннах можно использовать емкости из стали, с условием отслеживания протекания и интенсивности процесса травления. Определенные марки стали применяются для кислотных ванн, например 8Х18Н8М или 10Х20Н25М4.

В нашей компании травление нержавеющей стали методом погружения осуществляется при помощи средства для травления нержавейки собственного производства – SteelGuard InoxClean. Жидкость для травления восстанавливает поверхностный слой металла, который был подвержен обработке. Специальный раствор удаляет следы побежалости на сварном шве, сохраняет эксплуатационные свойства нержавейки. Использование средства согласно инструкции по применению подходит для проведения травления небольших изделий и поверхностей.

На современном рынке представлен широкий выбор готовых паст для травления нержавеющей стали. Основными задачами таких средств является очистка сварного шва и изменение окрашенных поверхностей в результате перепадов высоких температур. Использование травильной пасты позволяет провести процедуру в промышленных и бытовых условиях. Эффективность средства проявляется при 80 градусах по Цельсию. Нержавейка легко поддается обработке густой пастой. Как и с другими способами травления, перед процедурой необходимо очистить поверхность от ржавчины и других дефектов.

Процесс травления пастой состоит из нескольких этапов:

1. Обработка верхнего слоя поверхности;
2. Накладывание травящей пасты на деталь толстым слоем (несколько сантиметров);
3. Выдержка пасты для нержавейки в течение 1,5 часов;
4. Промывка изделия проточной водой.

Обработка пастой подходит для травления нержавейки после сварки. После правильно проведенной процедуры у стали повышаются антикоррозийные свойства.

В процессе сварочных работ на месте соединения металла образуется пористый оксидный слой, в состав которого в большей степени входит хром. Этот слой ослабляет уровень стойкости нержавейки к образованию ржавчины. Повысить антикоррозийные свойства можно при травлении сварных швов нержавеющей стали. Именно этот метод является эффективным в процессе обработки металла. При правильном проведении процедуры можно устранить вредный оксидный слой. Выбор технологии травления зависит от размера поверхности обрабатываемой детали и ее технических характеристик.

Для проведения процедуры травления, помимо паст для сварных швов нержавейки, подходит современное оборудование – аппараты для очистки сварных швов SteelGuard 425 и SteelGuard 685. Установки позволяют качественно обработать сварные швы нержавеющей стали. Аппараты оснащены необходимыми инструментами для проведения очистки сварного шва, травления и пассивации сварочных соединений.

Использование аппарата SteelGuard обладает рядом преимуществ:

• Аппарат не вредит обрабатываемой поверхности;
• Он экологичен и безопасен в применении;
• Восстанавливает защитный слой нержавеющей стали.

Применение аппаратов для пассивации и травления швов нержавейки SteelGuard 685 и SteelGuard 425 позволит произвести заключительную обработку изделий из нержавеющей стали максимально качественно и быстро.