[發明專利]不銹鋼表面處理方法

有效

• 申請號: 201010228088.4
• 申請日: 2010-07-08
• 公開（公告）號: CN101906655A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 方剛;祝恒陽;王茂林
• 申請（專利權）人: 北京七星華創電子股份有限公司
• 主分類號: C25F3/24
• 分類號: C25F3/24;C23C22/50;C23C22/08;C23C22/82
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及不銹鋼的表面處理技術領域，尤其涉及一種高潔凈超高純(UHP)不銹鋼表面處理方法。

背景技術

目前，常用的不銹鋼表面處理方法主要可分為兩大類，其一是電鍍氧化，通過電化學或化學方法在不銹鋼表面沉積或生成一層膜，主要目的就是裝飾或特殊用途；其二就是拋光，通過物理、化學或電化學的方法使不銹鋼表面的粗糙度降低，以使其平坦化，光亮化，其主要的目的還是裝飾、美觀。因此，上述處理方法對不銹鋼的表面質量往往只限于外觀而無其他要求，所以對于上述不銹鋼的表面處理方法也就很隨意和寬泛粗放化。然而，近年來隨著一些特殊行業的不斷發展，例如半導體制程及設備制造、太陽能、微電子、電氣、餐飲食品、生物制藥、醫學醫療、分析儀器、石化及航空航天等尖端行業，對不銹鋼表面的處理只要求裝飾和美觀是遠遠不夠的，對不銹鋼零部件表面狀況提出了更高的要求，諸如表面形貌、表面粗糙度、表面化學成分、表面Cr/Fe比和Cr-O/Fe-O比、氧化層厚度以及其表面的能量水平等，即上述各項指標均達到嚴格要求的一種不銹鋼表面處理(即真正意義上的高潔凈超高純表面處理)，處理后的不銹鋼表面對所使用的介質必須保持中立，同時還要具有很高的耐蝕性能。從理論上講處理過程需要完成四方面的內容：

1、促使表面阻鈍銹源擴散耐蝕層的形成；

2、提高在使用介質中表面阻鈍顆粒及離子的穩定性；

3、減小表面及近表面產生顆粒及滋生胚胎的傾向性；

4、表面的潔凈與凈化。

這些卻是傳統不銹鋼表面處理方法無法或很難達到的。國內目前所存在處理方法僅是簡單地以不銹鋼化學或電化學拋光來代替這種高潔凈超高純不銹鋼的表面處理，這樣是很不科學的，通過表面形態、形態結構以及能量水平等方法對上述方法處理過的不銹鋼表面分析發現與高潔凈超高純的要求相差很遠。

關于高潔凈超高純(UHP)的不銹鋼表面處理其實是一個從原材料到加工再到前處理、拋光、后處理以及清洗包裝等一系列復雜的工藝過程，這其中任何一步出了問題都將不能達到不銹鋼表面關于高潔凈超高純(UHP)的要求。

發明內容

(一)技術問題

本發明要解決的技術問題是：使得經表面處理后的不銹鋼零部件符合半導體制程及設備制造、太陽能、微電子、電氣、餐飲食品、生物制藥、醫學醫療、分析儀器、石化及航空航天等尖端行業的使用要求，完全符合SEMI、ASTM等標準關于不銹鋼表面高潔凈超高純(UHP)的規定。

(二)技術方案

為達到所述目的，本發明采用如下技術方案。

一種不銹鋼表面處理方法，該方法包括步驟：

S1.對待處理不銹鋼零部件表面進行光飾、脫脂、去污以及清洗；

S2.對經光飾、脫脂、去污以及清洗處理后的所述不銹鋼零部件進行電化學拋光；

S3.對電化學拋光后的所述不銹鋼零部件進行鈍化；

S4.對鈍化后的所述不銹鋼零部件進行精密清洗；

S5.用氮氣對經精密清洗后的所述不銹鋼零部件進行凈化、干燥及烘干；

S6.對凈化、干燥及烘干后的所述不銹鋼零部件進行無塵室檢驗，并對其進行雙層防靜電袋包裝和真空密封。

其中，所述光飾所使用的方法為機械、物理或化學方法，以控制所述不銹鋼零部件表面粗糙度R_a在設定范圍，所述設定范圍為：0.03≤R_a≤0.1，其中，R_z≤0.15。

其中，所述脫脂、去污以及清洗均采用超聲波方法。

其中，所述電化學拋光所用藥品選用分析純級，拋光過程中用水選用工業純水，拋光過程中所有設備設施成分均不含氯。

其中，所述鈍化分為一次鈍化和二次鈍化，其中一次鈍化采用硝酸溶液；二次鈍化采用有機檸檬酸溶液。

其中，所述二次鈍化分三步進行，其中，第一步采用檸檬酸、EDTA、磷酸、磷酸鹽、谷氨酸、及氨水；第二步采用檸檬酸、表面活性劑、及氨水；第三步采用檸檬酸及冰醋酸。其中，所述精密清洗方法為：選用具有脫脂、表面活性功能的純水復合型清洗溶液和超聲波進行包括脫脂、噴淋漂洗、超聲步驟的多級清洗。

其中，步驟S6的雙層防靜電袋包裝前還要進行孔口帽封和/或對鏡面研磨拋光以用于密封的部位進行貼膜保護。

其中，所述無塵室檢驗所使用的潔凈室滿足1000?ISO?Class3或100?ISO?Class2；所述孔口帽材料為乙烯聚合物；袋封材料為聚乙烯。

(三)有益效果