什么是柠檬酸钝化?
柠檬酸钝化是用柠檬酸钝化不锈钢(SS)和其他合金以防止腐蚀。通过去除游离铁离子,并在表面形成保护性的被动氧化层,不锈钢或其他金属变得非常抗锈。柠檬酸钝化是将不锈钢件浸泡在柠檬酸浴中完成的加工后整理过程。
有关钝化工作原理的详细信息,请参阅我们的文章“钝化是什么?”
历史上,制造商使用硝酸钝化不锈钢。虽然硝酸是一种非常有效的钝化剂,但它会对工作场所和环境造成严重危害,需要严格遵守法规。
为了避免硝酸的危害,公司寻求柠檬酸钝化作为替代。然而,柠檬酸钝化的早期尝试受到有机生长和霉菌问题的影响。
自那些日子以来,情况发生了很大变化。现代杀菌剂的进步使柠檬酸对有机物的生长极为稳定。如今,柠檬酸钝化是大多数等级不锈钢的首选、环境友好的钝化方法。
柠檬酸钝化的好处
使用柠檬酸钝化而不是硝酸的主要好处是柠檬酸更安全、更环保。美国食品和药物管理局将柠檬酸列为其主要成分GRAS(一般认为是安全的)作为一种安全材料,在良好的生产操作规范下不会对人造成危险。
柠檬酸与橙子和其他柑橘类水果中的天然酸相同,常用于许多食品和饮料中。它无毒且可生物降解。使用柠檬酸钝化的公司可以避免许多政府监管问题,因为柠檬酸通常可以在下水道系统中处理,所需的废物处理量最小(取决于个别市政要求)。
有关硝酸与柠檬酸钝化的详细比较,请参阅我们的文章“硝酸与柠檬酸钝化”。
柠檬酸溶液,如CitriSurf®by恒星解剥离金属表面的游离铁,与铁离子形成水溶性复合物。这可以防止铁再次沉淀,产生硝酸那样的有害影响。铁的去除有助于在表面形成更防锈的被动氧化层。
使用CitriSurf®进行柠檬酸钝化的另一个好处是,该处理可去除只有从表面铁,而不是其他金属的合金。这影响了表面处理的深度,并减轻了零件的整体尺寸的变化,这是紧密公差和高精度加工的一个重要因素。
在需要高性能的行业中,制造商依赖柠檬酸钝化,尤其是在医疗器械和航空航天零件钝化对性能和耐久性至关重要的行业,包括细胞毒性和生物负荷要求。柠檬酸现在是许多公司的首选解决方案,使他们的钝化需要内部,而不是外包到金属电镀车间。
柠檬酸钝化的主要优点
- 环境安全的化学-易于使用和处理
- 低工作场所有害化学物质-无有毒或腐蚀性气体
- 符合当前所有行业标准-通过盐雾,浸泡,硫酸铜和高湿度测试
- 优异的结果与所有等级的不锈钢
- 改进,更快地清除表面的游离铁
- 仅去除铁,保留合金中的其他金属
不锈钢柠檬酸钝化工艺
行业标准
制造商最终必须根据其客户制定的验收标准进行钝化处理。大多数验收标准属于柠檬酸钝化的两个行业标准之一:ASTM A967和AMS 2700.
ASTM A967
ASTM A967适用于不锈钢零件钝化的化学处理。它为硝酸和柠檬酸浸泡处理设定了标准。柠檬酸工艺分为5类。柠檬酸1-3规定了4-10%柠檬酸(按成分重量计)的溶液强度,在较高温度下处理时间更短。
柠檬酸的过程 | 温度:华氏度 | 时间在几分钟内 |
1. | 140 – 160 | 4. |
2. | 120 - 140 | 10 |
3. | 70 - 120 | 20 |
柠檬酸4和5允许其他参数,包括添加剂的使用。恒星解决方案的CitriSurf属于Citric 4类,但推荐的程序保持相同的浓度和Citric 1-3中定义的其他参数。
ASTM A967标准还允许浸泡时间、温度和柠檬酸浓度的任意组合,前提是产生的表面处理满足验收测试标准。
AMS 2700
AMS 2700适用于耐腐蚀钢的钝化。本标准用于航空航天工业。与ASTM A967一样,它设定了硝酸(方法1)和柠檬酸(方法2)浸泡处理的标准。方法2柠檬酸钝化标准规定了4-10%的柠檬酸溶液强度(按重量组成),在较高的温度下处理时间较短。
恒星溶液制备的CitriSurf属于AMS 2700的方法2。
柠檬酸钝化工艺步骤
不锈钢常用钝化工艺步骤如下:
- 碱性清洗材料,以去除所有污染物,油,异物等-常用的清洁剂如Micro90, Simple Green等。
- 用水冲洗-一般用去离子水或反渗透水在高精度工业中
- 柠檬酸(CitriSurf)浸浴,完全溶解任何游离铁和硫化物,加速形成钝化膜或氧化层
- 水冲洗-在高精度工业中通常使用去离子水
- 第二次水冲洗-在高精度工业中通常使用去离子水
- 干燥部件
- 测试样品零件通过规范标准使用:盐雾,高湿度室暴露,或硫酸铜试验
精确的钝化工艺步骤取决于合金的铬含量、可加工性特征以及应用于不锈钢、钛或其他合金的其他表面处理。
视频:自动定制硝酸和柠檬钝化系统
柠檬酸钝化试验结果
钝化后的零件测试通常按批次进行。ASTM A967等行业标准允许各种测试协议,包括:
- 浸水试验
- 高湿度试验
- 盐雾试验
- 硫酸铜试验
- 游离铁试验
硫酸铜试验特别有用,因为它可以比其他试验更快地进行。硫酸铜试验涉及将硫酸铜和硫酸溶液涂抹在代表被测批次的样品零件表面。表面必须用溶液保持湿润至少6分钟。在去除在溶液中,检查零件是否有铜沉积物。零件上任何镀铜的迹象都表明测试失败。
然而,并非所有人都适用硫酸铜测试。它不能应用于任何用于食品加工的表面,也不推荐用于激光标记区域。试验不应用于马氏体400系列不锈钢或铬含量低于16%的铁素体400系列不锈钢,因为它可能产生假失效(例如,当钝化实际上是成功的时,表明试验失败)。
柠檬酸钝化需要注意什么
不要混淆清洁和钝化.很容易假设浸泡在柠檬酸中不仅会钝化,而且还会清洗零件。事实并非如此。零件在浸入柠檬酸溶液前必须进行清洗。否则,任何商店的碎片,如油脂残留,制造可能与柠檬酸相互作用,形成气泡的表面,妨碍钝化。
在这些情况下,考虑使用脱脂剂或更换洗涤剂,以确保零件完全没有污染物。在某些情况下,热氧化物可能需要研磨或酸洗以去除。
如ASTM A380第7.2.4节所述,在清洁和冲洗零件后,以及将其放入柠檬酸溶液之前,必须进行断水试验。防水测试的目的是检测任何油性残留物或疏水性污染物,如油脂或指纹。
保持柠檬酸溶液无污染物。补救柠檬酸溶液的污染可以简单地用新鲜的溶液填充柠檬酸浴。如果问题持续存在,可以考虑使用更高等级的水,比如反渗透水或去离子水在柠檬酸溶液中,比自来水更不可能含有污染物。
另一个最佳实践建议是使用机架来防止各个部件之间的金属对金属接触。这有利于溶液的自由流动,以去除腐蚀性污染物,并避免酸袋。
小心电偶腐蚀。避免两种不同类型的不锈钢(如300系列和400系列)在同一柠檬酸钝化槽中混合,以防止电偶腐蚀,也称为双金属腐蚀。当在一个浴槽中使用大量混合等级的不锈钢时,这一点尤其重要,因为体积越大,电偶腐蚀的风险就越大。如果不同的金属没有在溶液中接触,就会导致较不贵重的金属腐蚀得更快。
CitriSurf®用于柠檬酸钝化
金博宝188亚洲体育与Stellar Solutions的最佳技术合作伙伴,为客户提供CitriSurf柠檬酸钝化解决方案。在过去的15年里,CitriSurf迅速成为高性能柠檬酸的领导品牌。CitriSurf提供顶级的钝化性能,以防止不锈钢部件的腐蚀。
CitriSurf 2250是我们客户最常用的柠檬酸溶液。如果您需要满足ASTM A380、A967、B600、F983或F86的行业规范,CitriSurf是推荐用于不锈钢和其他合金的柠檬酸溶液。
看到我们的CitriSurf材料兼容性指南有关柠檬酸不锈钢相容性的更多信息。
- CitriSurf 2050
- CitriSurf 2250
- CitriSurf 2450
- CitriSurf 3050
- CitriSurf 3250
- CitriSurf 77
- CitriSurf 2210
CitriSurf 2050是最具成本效益的解决方案,最适用于300系列奥氏体不锈钢。CitriSurf 2050在正常工作浓度下的pH值约为1.8。CitriSurf 3050是一款低泡沫型产品,适用于喷涂应用或带有浸入式鼓风机的储罐。
CitriSurf 2250使用增加的pH值,以确保表面保持更敏感的400系列铁素体和马氏体级别的不锈钢。在正常工作浓度下,CitriSurf 2250的pH值约为3.0。CitriSurf 3250是一个低发泡版本。
CitriSurf 2450对最敏感、铬含量极低的不锈钢使用较高的pH值。CitriSurf 2450在正常工作浓度下的pH值约为4.3。
CitriSurf 77和CitriSurf 2210是用于现场和大型项目作业的产品。CitriSurf 77是一种易于喷涂的液体,CitriSurf 2210是一种较厚的凝胶版本,能很好地粘附在垂直表面上,可用于激光标记后的“斑点”钝化。
CitriSurf产品比较
CitriSurf 2050 | CitriSurf 2250 | CitriSurf 2450 | |
化学成分 | 柠檬酸、水、专有成分 | 柠檬酸、水、专有成分 | 柠檬酸、水、专有成分 |
工作温度 | 室温或更高(120-160°F为佳) | 室温或更高(120-160°F为佳) | 室温或更高(120-160°F为佳) |
闪点 | 没有一个 | 没有一个 | 没有一个 |
水溶度 | 完整的 | 完整的 | 完整的 |
正常工作浓度 | 7-13%在水中的体积 | 水中9-18%(按体积计) | 10-20%(以体积计)在水中 |
工作浓度下的pH值 | 约1.8 | 大约3.0 | 约4.3 |
数据表 | CitriSurf 2050 数据表 |
CitriSurf 2250 数据表 |
CitriSurf 2450 数据表 |
柠檬酸与水的比例显示为正常工作浓度,并按体积测量。
CitriSurf材料兼容性指南
使用此表作为您的不锈钢或其他合金与CitriSurf相容性的参考。
奥氏体不锈钢(非磁性) |
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CitriSurf 2050 | CitriSurf 2250 | CitriSurf 2450 | |
S20100 (201) | ✔ | ✔ | ✔ |
S20200(202) | ✔ | ✔ | ✔ |
S30100 (301) | ✔ | ✔ | ✔ |
S30200(302) | ✔ | ✔ | ✔ |
S30400 (304) | ✔ | ✔ | ✔ |
S30403(304升) | ✔ | ✔ | ✔ |
S30409(304小时) | ✔ | ✔ | ✔ |
S30430(18-9LW) | ✔ | ✔ | ✔ |
S30451(304N) | ✔ | ✔ | ✔ |
S30500(305) | ✔ | ✔ | ✔ |
S30800 (308) | ✔ | ✔ | ✔ |
S30900(309) | ✔ | ✔ | ✔ |
S30940(309Cb) | ✔ | ✔ | ✔ |
S31000 (310) | ✔ | ✔ | ✔ |
S31400(314) | ✔ | ✔ | ✔ |
S31600(316) | ✔ | ✔ | ✔ |
S31603(316L) | ✔ | ✔ | ✔ |
S31609(316H) | ✔ | ✔ | ✔ |
S31620 (316 f) | ✔ | ✔ | ✔ |
S32100 (321) | ✔ | ✔ | ✔ |
S32109(321H) | ✔ | ✔ | ✔ |
S34700(347) | ✔ | ✔ | ✔ |
S34709(347小时) | ✔ | ✔ | ✔ |
自由加工不锈钢 |
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CitriSurf 2050 | CitriSurf 2250 | CitriSurf 2450 | |
S30300 (303) | ✔ | ✔ | ✔ |
S30323 (303) | ✔ | ✔ | ✔ |
S30310 | ✔ | ✔ | ✔ |
S30330(303立方) | ✔ | ✔ | ✔ |
S30345(303毫安) | ✔ | ✔ | ✔ |
S30360(303 Pb) | ✔ | ✔ | ✔ |
S34720 | ✔ | ✔ | ✔ |
S34723 | ✔ | ✔ | ✔ |
S43020 (430 f) | ✔ | ✔ | |
S43023工程师协会(430) | ✔ | ✔ | |
S44020(440 F) | ✔ | ✔ | |
马氏体不锈钢(磁性) |
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CitriSurf 2050 | CitriSurf 2250 | CitriSurf 2450 | |
S40300 (403) | ✔ | ✔ | |
S41000 (410) | ✔ | ✔ | |
S41400(414) | ✔ | ✔ | |
S41600 (416) | ✔ | ✔ | |
S41623 (416) | ✔ | ✔ | |
S42000(420) | ✔ | ||
S42020 (420 f) | ✔ | ||
S43100 (431) | ✔ | ✔ | |
S44002(440A) | ✔ | ✔ | |
S4403(440B) | ✔ | ✔ | |
S44004 (440 c) | ✔ | ✔ | |
铁素体不锈钢(磁性) |
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CitriSurf 2050 | CitriSurf 2250 | CitriSurf 2450 | |
S40500 (405) | ✔ | ✔ | |
S40900(409) | ✔ | ✔ | |
S42900(429) | ✔ | ✔ | |
S43000 (430) | ✔ | ✔ | |
S43400(436) | ✔ | ✔ | |
S44200 (442) | ✔ | ✔ | |
S44600(446) | ✔ | ✔ | |
S44627 | ✔ | ✔ | |
沉淀硬化不锈钢(磁性) |
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CitriSurf 2050 | CitriSurf 2250 | CitriSurf 2450 | |
S66286 (A286) | ✔ | ✔ | |
S13800(13-8个月) | ✔ | ✔ | |
S15500(15-5) | ✔ | ✔ | |
S15700(15-7莫) | ✔ | ✔ | |
S17400(节) | ✔ | ✔ | |
S17700 (17-7) | ✔ | ✔ | |
S35500(上午355) | ✔ | ✔ | |
S36200 (362) | ✔ | ✔ | |
其他材料 |
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CitriSurf 2050 | CitriSurf 2250 | CitriSurf 2450 | |
钛(Ti) | ✔ | ✔ | ✔ |
铝(铝) | ✔ | ✔ | ✔ |
铬镍铁合金(奥氏体镍铬合金) | ✔ | ✔ | ✔ |
Altemp 625、Haynes 625、Nickelvac 625和Nicrofer 6020 | ✔ | ✔ | ✔ |
铬镍铁合金600 | ✔ | ✔ | ✔ |
铬镍铁合金617 | ✔ | ✔ | ✔ |
铬镍铁合金625 | ✔ | ✔ | ✔ |
铬镍铁合金718 | ✔ | ✔ | ✔ |
铬镍铁合金x - 750 | ✔ | ✔ | ✔ |
*注:信息来自恒星解 |
CitriSurf是Stellar Solutions,Inc.的注册商标。
适用的钝化系统188博金宝代理
我们的许多188博金宝代理常用CitriSurf作钝化酸:
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