¿Cuáles son los tratamientos de superficie de las piezas de acero inoxidable?

El acero inoxidable es ampliamente utilizado en nuestra vida cotidiana. Con tantos métodos de tratamiento de la superficie del metal disponibles en el mercado, ¿cuáles son los adecuados para el acero inoxidable?El primer paso es identificar el objetivo principal: es para mejorar la apariencia y la textura, mejorar la resistencia a la corrosión, optimizar las propiedades funcionales (como resistencia al desgaste y propiedades antiestáticas),o cumplir con las normas de la industria (como las de las industrias alimentaria y médica)Según el propósito del tratamiento y los principios del proceso, los tratamientos de superficie para acero inoxidable pueden clasificarse en cuatro tipos principales:tratamiento de conversión química, tratamiento de revestimiento/revestimiento y modificación de la superficie funcional.

Los defectos de la superficie (tales como burros, arañazos y escamas de óxido) se eliminan por medios físicos o mecánicos para optimizar la rugosidad de la superficie (Ra)."matte/brushed" y "finish de espejo"," y es el método más básico y ampliamente aplicado.

Una película de óxido densa/plastificación se genera en la superficie del acero inoxidable mediante reacciones químicas.Esto mejora la resistencia a la corrosión sin necesidad de un revestimiento adicional y sin cambiar las dimensiones de la pieza (el grosor de la película es típicamente 0.1-1 μm), por lo que es adecuado para piezas de precisión.

• Tratamiento por pasivación (tratamiento químico del núcleo)

El acero inoxidable se sumerge en una solución de ácido nítrico (o ácido cítrico, solución de cromato,que son respetuosos con el medio ambiente) para oxidar el elemento Cr en la superficie y formar una película de pasivación Cr2O3 (de grosor de aproximadamente 2-5 nm)Esta película evita que el material base entre en contacto con el aire y la humedad, mejorando significativamente la resistencia a la corrosión.

• Pasivación tradicional: se utiliza una solución de ácido nítrico del 65% al 85%, adecuada para los grados comunes de acero inoxidable (como 304, 316), pero las aguas residuales que contienen cromo deben tratarse.
• Pasivación respetuosa con el medio ambiente: utilizando soluciones libres de cromo como el ácido cítrico y el ácido fosfórico, que cumplen con las normas RoHS y de calidad alimentaria (como la FDA),y se utilizan ampliamente en las industrias médica y alimentaria.

• Tratamiento de la coloración

Una película de óxido de color se genera sobre la base de la película de pasivación a través de la oxidación química (como la solución de oxidación alcalina) o la oxidación electroquímica.El color de la película está determinado por su grosor (azul)., púrpura, roja, verde, etc.), que ofrecen propiedades decorativas y resistentes a la corrosión ( espesor de película 5-20μm).

Cuando la resistencia inherente a la corrosión y la resistencia al desgaste del acero inoxidable son insuficientes,Las capas funcionales se agregan mediante métodos de "revestimiento" o "deposición" para satisfacer las demandas de entornos extremos (como altas temperaturas), ácidos fuertes y desgaste elevado).

• Deposición física de vapor (plataje PVD)

En un ambiente de vacío, los materiales metales objetivo (como Ti, Cr, Zr) se depositan en la superficie del acero inoxidable mediante evaporación, pulverización,o ionización para formar películas duras (como el nitruro de titanio TiN, Nitruro de cromo CrN).

• Aplicaciones: herramientas de corte (cuchillos quirúrgicos, cuchillos artesanales), moldes, estuches de relojes y piezas decorativas de automóviles.

• Deposición química por vapor (CVD)

Las películas cerámicas como el carburo de silicio (SiC) y el nitruro de aluminio (AlN) se generan mediante la reacción de reactivos gaseosos con la superficie de acero inoxidable a altas temperaturas (800-1200 °C),con un espesor de película de 5-20μm.

• Aplicaciones: componentes resistentes a la corrosión en la industria química, piezas dentro de hornos de alta temperatura y portadores de obleas semiconductoras.

• Revestimientos orgánicos (deposición por pulverización/electroforesis)

Las resinas orgánicas (como la resina epoxi, el PTFE de politetrafluoroetileno, la pintura de fluorocarbonos) se aplican a la superficie mediante pulverización o deposición electroforética para formar un aislante, resistente a las condiciones climáticas,o capas antiadherentes.

• Revestimiento de resina epoxi: buena resistencia a los disolventes y propiedades de aislamiento, utilizado para carcasas de equipos eléctricos y soportes de placas de circuito.
• Revestimiento de PTFE (teflón): antiadherente y resistente a la temperatura (de 200°C a 260°C), utilizado para sartenes y moldes antiadherentes para alimentos.
• Pintura de fluorocarburos: resistente a los rayos UV y resistente al envejecimiento exterior (vida útil superior a 15 años), utilizada para fachadas y vallas de acero inoxidable al aire libre.

• Revestimiento nanocerámico compuesto de grafeno

Este recubrimiento utiliza un proceso de nano-deposición que combina la fase líquida y la fase de vapor, lo que resulta en densidad a nivel iónico.Es adecuado para un uso a largo plazo entre -120°C y 300°C, y tiene un espesor estable y controlable de ± 1 micrón. Previene la condensación y el glaseado a bajas temperaturas, es antiestático y resistente a la corrosión.

• Aplicaciones: productos digitales 3C, equipos mecánicos, centros de datos, biomedicina, electrodomésticos inteligentes, transporte y dispositivos de precisión.

Para satisfacer necesidades especiales (como propiedades antibacterianas, conductoras o hidrofóbicas),La microestructura o composición de la superficie se altera por medios físicos o químicos para lograr una "personalización funcional".."

• Tratamiento con antibacterianos

Los iones de plata (Ag+), los iones de cobre (Cu2+) se depositan o se dopan en la superficie, o se aplican resinas antibacterianas (como la resina epoxi cargada de plata).Estos iones metálicos interrumpen las membranas celulares bacterianas, inhibiendo el crecimiento de E. coli y Staphylococcus aureus.

• Aplicaciones: Equipos médicos (barandillas para camas, soportes de infusión), instalaciones públicas (botones de ascensor, pasamanos) y vajilla para niños.

• Tratamiento hidrofóbico/superhidrofóbico

Las estructuras microscópicas cóncavas-convexas se crean en la superficie mediante grabado láser o la aplicación de materiales de baja energía superficial (como el PDMS de polydimethylsiloxane).Esto da como resultado un ángulo de contacto superior a 150°., haciendo que el agua forme gotas y se deslice, logrando un efecto de "autolimpieza".

• Aplicaciones: Casillas de cámaras de vigilancia al aire libre, paneles solares fotovoltaicos (marcos de acero inoxidable) y espejos retrovisores de automóviles (bordes de acero inoxidable).

• Tratamiento conductor/magnético

El cobre, el níquel, la plata (para la conductividad) o la permalleada (para el magnetismo) se electroliran en la superficie del acero inoxidable para compensar sus propiedades conductoras/magnéticas inherentemente pobres.

• Aplicaciones: conectores electrónicos (material base de acero inoxidable + revestimiento de plata), cubiertas de blindaje electromagnético (acero inoxidable + revestimiento de níquel).