Apa perawatan permukaan untuk bagian stainless steel?

Baja tahan karat banyak digunakan dalam kehidupan kita sehari-hari. Dengan begitu banyak metode perawatan permukaan logam yang tersedia di pasaran, mana yang cocok untuk baja tahan karat? Langkah pertama adalah mengidentifikasi tujuan utamanya: apakah untuk meningkatkan penampilan dan tekstur, meningkatkan ketahanan korosi, mengoptimalkan sifat fungsional (seperti ketahanan aus dan sifat anti-statis), atau memenuhi standar industri (seperti untuk industri makanan dan medis)? Berdasarkan tujuan perawatan dan prinsip prosesnya, perawatan permukaan untuk baja tahan karat dapat dikategorikan menjadi empat jenis utama: penghalusan permukaan, perawatan konversi kimia, perawatan pelapisan/penyepuhan, dan modifikasi permukaan fungsional.

Cacat permukaan (seperti gerinda, goresan, dan kerak oksida) dihilangkan melalui cara fisik atau mekanis untuk mengoptimalkan kekasaran permukaan (Ra). Perawatan ini dibagi menjadi dua arah utama: "matte/brushed" dan "mirror finish," dan ini adalah metode yang paling mendasar dan banyak diterapkan.

Lapisan oksida/lapisan pasivasi yang padat dihasilkan pada permukaan baja tahan karat melalui reaksi kimia. Hal ini meningkatkan ketahanan korosi tanpa memerlukan lapisan tambahan dan tanpa mengubah dimensi bagian (ketebalan lapisan biasanya 0,1-1μm), sehingga cocok untuk bagian presisi.

• Perawatan Pasivasi (perawatan kimia inti)

Baja tahan karat direndam dalam larutan asam nitrat (atau asam sitrat, larutan kromat, yang ramah lingkungan) untuk mengoksidasi elemen Cr pada permukaan dan membentuk lapisan pasivasi Cr₂O₃ (ketebalan sekitar 2-5nm). Lapisan ini mencegah bahan dasar bersentuhan dengan udara dan kelembapan, secara signifikan meningkatkan ketahanan korosi.

• Pasivasi Tradisional: Menggunakan larutan asam nitrat 65%-85%, cocok untuk kelas baja tahan karat umum (seperti 304, 316), tetapi limbah yang mengandung kromium perlu diolah.
• Pasivasi Ramah Lingkungan: Menggunakan larutan bebas kromium seperti asam sitrat dan asam fosfat, yang sesuai dengan standar RoHS dan food-grade (seperti FDA), dan banyak digunakan dalam industri medis dan makanan.

• Perawatan Pewarnaan

Lapisan oksida berwarna dihasilkan berdasarkan lapisan pasivasi melalui oksidasi kimia (seperti larutan oksidasi alkali) atau oksidasi elektrokimia. Warna lapisan ditentukan oleh ketebalannya (biru, ungu, merah, hijau, dll.), menawarkan sifat dekoratif dan tahan korosi (ketebalan lapisan 5-20μm).

Ketika ketahanan korosi dan ketahanan aus baja tahan karat yang melekat tidak mencukupi, lapisan fungsional ditambahkan melalui metode "pelapisan" atau "deposisi" untuk memenuhi tuntutan lingkungan ekstrem (seperti suhu tinggi, asam kuat, dan keausan tinggi).

• Deposisi Uap Fisik (PVD Plating)

Dalam lingkungan vakum, bahan target logam (seperti Ti, Cr, Zr) disimpan pada permukaan baja tahan karat melalui penguapan, sputtering, atau ionisasi untuk membentuk lapisan keras (seperti TiN titanium nitrida, CrN kromium nitrida).

• Aplikasi: Alat potong (pisau bedah, pisau kerajinan), cetakan, wadah jam tangan, dan bagian dekoratif otomotif.

• Deposisi Uap Kimia (CVD Plating)

Lapisan keramik seperti silikon karbida (SiC) dan aluminium nitrida (AlN) dihasilkan melalui reaksi reaktan gas dengan permukaan baja tahan karat pada suhu tinggi (800-1200℃), dengan ketebalan lapisan 5-20μm.

• Aplikasi: Komponen tahan korosi dalam industri kimia, bagian di dalam tungku suhu tinggi, dan pembawa wafer semikonduktor.

• Lapisan Organik (Penyemprotan/Deposisi Elektroforetik)

Resin organik (seperti resin epoksi, politetrafluoroetilena PTFE, cat fluorokarbon) diterapkan pada permukaan melalui penyemprotan atau deposisi elektroforetik untuk membentuk lapisan isolasi, tahan cuaca, atau anti-lengket.

• Lapisan Resin Epoksi: Ketahanan pelarut dan sifat isolasi yang baik, digunakan untuk selungkup peralatan listrik dan penyangga papan sirkuit.
• Lapisan PTFE (Teflon): Anti-lengket dan tahan suhu (-200℃ hingga 260℃), digunakan untuk panci anti-lengket dan cetakan makanan.
• Cat Fluorokarbon: Tahan UV dan tahan penuaan di luar ruangan (masa pakai lebih dari 15 tahun), digunakan untuk fasad dan papan reklame baja tahan karat di luar ruangan.

• Lapisan Nano-Keramik Komposit Graphene

Lapisan ini menggunakan proses nano-deposisi yang menggabungkan deposisi fase cair dan fase uap, menghasilkan kepadatan tingkat ion. Ini secara signifikan meningkatkan konduktivitas termal dan pembuangan panas, cocok untuk penggunaan jangka panjang antara -120°C dan 300°C, dan memiliki ketebalan yang stabil dan terkontrol sebesar ±1 mikron. Ini mencegah kondensasi dan pembekuan suhu rendah, bersifat anti-statis, dan tahan korosi.

• Aplikasi: Produk 3C digital, peralatan mekanik, pusat data, biomedis, peralatan rumah tangga pintar, transportasi, dan perangkat presisi.

Untuk memenuhi kebutuhan khusus (seperti sifat antibakteri, konduktif, atau hidrofobik), mikrostruktur atau komposisi permukaan diubah melalui cara fisik atau kimia untuk mencapai "kustomisasi fungsional."

• Perawatan Antibakteri

Ion perak (Ag⁺), ion tembaga (Cu²⁺) disimpan pada atau didoping ke dalam permukaan, atau resin antibakteri (seperti resin epoksi yang dimuat perak) diterapkan. Ion logam ini mengganggu membran sel bakteri, menghambat pertumbuhan E.coli dan Staphylococcus aureus.

• Aplikasi: Peralatan medis (rel tempat tidur, tiang infus), fasilitas umum (tombol lift, pegangan tangan), dan peralatan makan anak-anak.

• Perawatan Hidrofobik/Superhidrofobik

Struktur cekung-cembung mikroskopis dibuat pada permukaan melalui ukiran laser atau penerapan bahan energi permukaan rendah (seperti polidimetilsiloksan PDMS). Hal ini menghasilkan sudut kontak lebih besar dari 150°, menyebabkan air membentuk tetesan dan menggelinding, mencapai efek "pembersihan sendiri".

• Aplikasi: Selungkup kamera pengintai luar ruangan, panel fotovoltaik surya (rangka baja tahan karat), dan kaca spion mobil (tepi baja tahan karat).

• Perawatan Konduktif/Magnetik

Tembaga, nikel, perak (untuk konduktivitas) atau Permalloy (untuk magnetisme) dilapisi secara elektrokimia pada permukaan baja tahan karat untuk mengkompensasi sifat konduktif/magnetik yang buruk secara inheren.

• Aplikasi: Konektor elektronik (bahan dasar baja tahan karat+pelapisan perak), penutup pelindung elektromagnetik (baja tahan karat+pelapisan nikel).