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不锈钢室温化学抛光研究

添加时间:2016-02-29 15:16   编辑:金德信不锈钢门   浏览:

  不锈钢室温化学抛光研究姚庆峰郭见春2,管从胜1(1.山东工业大学环境与化工学院实验中心,山东济南250061;2.日照五金工业集团股份有限公司,山东日照成和工艺参数讨论了抛光液各组分和抛光温度、时间、搅拌方式及材料性质对工艺参数的影响。通过实验发现,该抛光液对各种奥氏体不锈钢的抛光处理在适宜条件下均可得到满意的抛光效果不锈钢制品在化学工业、纺织工业、仪表、食品切割和焊接等加工过程中进一步产生新的黑色氧化机槭医疗机械和厨房炊具等行业得到广泛应用。但皮,从而影响产品的质量。因此,不锈钢制品的表面是,不锈钢材料表面往往有一层灰色氧化皮,而且在处理尤重要不锈钢制品的表面处理方法主要有机室温械抛光、电化学抛光和化学抛光三种方法不锈钢化0学抛光处理不仅工艺简单和成本低,而且可以获得光亮如镜的表面详细研究了小型不锈钢制品的中温(65-80化学抛光工艺,取得了满意效果并得到了广泛应用,该抛光工艺简单,抛光速度快,抛光时间一般不超过10min,否则会产生局部腐蚀,但是该工艺对于大型不锈钢制品(如热交换器、压力锅和结晶器等)的内壁抛光处理不适用,原因是:1)抛光液的注入时间和排出时间远远大于抛光时间,而且不同高度的抛光面因与抛光液的接触时间不同,抛光深度不同,致使抛光表面不均匀;2)添加剂用量大,抛光生产成本偏高介绍了不锈钢室温抛光的专利配方,通过实验发现抛光成本高,而且对于大型制品的抛光效果不理想为此,)化学抛光液的配方和各种工艺参数,探讨了抛光液组成及工艺参数对抛光质量的影响。在理论研究的基础上对大型不锈钢冻干机内壁进行抛光处理取得了较理想的效果1.2化学抛光工艺不锈钢制品―手工去除焊瘤、毛刺和焊渣等手工去油-化学去油-水洗-化学抛光―水洗(对于结构复杂的工件或死角应用流水冲洗卜中和h水洗干燥―产品检验2实验结果和讨论化学抛光是通过化学反应溶解金属或合金表面层氧化皮,乃至金属基体而获得的。均匀溶解达不到抛光的目的,只能通过添加剂控制表面微观凸起部分的溶解速度大于微观凹洼处的溶解速度,才可使表面平整光亮本文仍采用HCl-HN3-HP4三酸抛光体系,对各种奥氏体不锈钢材料进行抛光处理,取得了满意的抛光效果实验发现不锈钢的表面结构、形貌、粗糙度槽液成分、抛光液温度、槽液的紊流情况以及抛光表面积与抛光液体积之比对抛光质量有很大影晌下面讨论影响抛光质量的各种因素:1实验方法1-1化学处理液1.1.1除油液组成2.1除油80°C的抛光温度,并在抛光液中加入了一定的乳化剂,采用一般碱性化学除油即可实验发现,在不锈钢室温抛光处理时,采用普通的碱性化学除油配方和工艺,除油不彻底,被抛光面产生花斑甚至发生严重局部腐蚀,达不到抛光效果因此,在抛光前最好增加一道有机除油工序,(工业级)2~3mL/L对于油垢严重的部位应采用手工除池t除尽为止复合缓蚀剂1-光亮剂水溶性聚合物0t 1.3中和液磷酸是中等强度的无机酸,在抛光过程中溶解能力不强,它的主要作用是在不锈钢表面上生成一层不溶性的磷酸盐转化膜,从而有效的抑制不锈钢的过度溶解由于室温抛光为慢速抛光,当磷酸的含量超过150mL/L时,抛光时间再长也很难达到抛光效果。控制磷酸的含量为25~ 50mL/L,可以获得理想的抛光效果硝酸是具有强氧化性的无机酸,主要起氧化作用,若不加硝酸,被抛光面总是溶解而粗糙发灰,抛光面上产生严重腐蚀坑,特别是材料存在杂质缺陷时尤为突出当硝酸含量大于50mL/L时,对抛光nNfOH“工业级hbliSh面起了钝化作%抛光速度太慢,很难达到抛光效果。实验发现,控制硝酸的含量为15-以获得理想的抛光效果2.2.3盐酸盐酸是非氧化性无机酸,主要起溶解作用,实验发现当盐酸浓度低于80mL/L时,抛光液的化学溶解作用太小,达不到满意的效果当浓度高于250mL/L时,溶解速度快而产生腐蚀现象,焊缝和有轧制缺陷处尤为明显,抛光效果差。因此,控制盐酸的含量为120~180mL/L可以达到理想的抛光效果2.3焊缝预处理在不锈钢材料焊接过程中,焊缝部位往往产生一层含碳氧化皮和焊渣,对抛光质量影响很大,因此在抛光前必须彻底清除,否则达不到预期的抛光效果。

  2.4抛光液温度由于抛光过程中的溶解反应为放热反应,当抛光面过大时,反应放热过快,抛光液温度升高,进一步加快了抛光反应,致使反应难以控制实验发现,当被抛光表面积S(dm2)与抛光液体积V(dm3)之比S/V> 1.5时,应加冷却系统,当S/V=0.5-1.5时,应根据抛光过程中的环境温度决定是否采用冷却系统为了便于操作,可以通过调整抛光液组成,采用室温抛光(15-)处理2.5抛光时间抛光时间与抛光液组成抛光温度及被抛光材料性质等有关,当抛光液组成和被抛光材料等一定时,抛光温度愈高,抛光时间愈短,一般控制抛光时间为12~48h为宜当材料存在杂质和轧制缺陷时,应从综合抛光效果考虑控制抛光时间2.6添加剂添加剂的种类和浓度对抛光质量起着决定性的作甩在化学抛光液中的添加剂包括粘度调节剂、缓蚀剂和光亮剂等多种有机和无机化合物粘度调节剂采用纤维素醚和聚乙二醇的混合物,其添加量为2(-40g/L光亮剂采用氯烷基吡啶卤素化合物和磺基水杨酸等,其添加量为3-5g/L缓蚀剂采用若丁和有机胺等,添加量视抛光液温度和不锈钢材料性能而定,一般控制在1~5g/L为宜2.7搅拌方式对抛光质量的影响实验发现为了在1定的时间内获得均匀理想的U抛光效果,必须定期搅拌抛光液,搅拌方式视被抛光制品的结构而定,通常采用强制流动或机械搅拌方式对于结构简单制品(如圆筒型)的内表面抛光可采用喷淋方式抛光,这样可以减少抛光液的用量2.8中和对抛光质量的影响对于结构比较复杂的不锈钢制品,对于死角部位应用清水冲洗后,再中和,否则会在抛光面上产生氢氧化物或碳酸盐沉淀,不易清洗中和不彻底会在抛光面上产生返锈现象,因此,应采用浸泡中和工艺2.9抛光液的维护随着抛光的进行,三种酸及各种添加剂不断消耗,抛光液组成发生变化,为了维护抛光以一定的速度进行,必须及时添加三种酸,添加比例为:HCl(36. 1,各种添加剂的添加比例视具体情况而定,以控制适当比例达到最佳抛光效果为标准但是抛光液经长时间使用后,如果添加各种成分仍不能达到抛光效果,此时应废弃重配2.10材料性质中高温化学抛光中,由于抛光时间短,材料本身的杂质缺陷和轧制缺陷等的影响不明显。但是在室温抛光过程中由于抛光时间长,在杂质集中部位易存在微电池而产生选择性腐蚀,轧制缺陷如裂纹处,也由于氢离子浓度降低过快,而产生不均匀的溶解,使裂纹加深〔4〕很难达到抛光效果。因此,在对大型不锈钢制品进行室温化学抛光时,首先对所用材料进行相应的实验,视材料具体性质确定抛光液组成和工艺参数通过对奥氏体和铁素体不锈钢的对比抛光实验发现,该抛光液对铁素体不锈钢不适用,明显产生孔蚀等局部腐蚀现象实验发现,可以通过适当调整抛光液的组成,以及各组成的比例关系,用于各种奥氏体不锈钢的化学抛光处理。

  3结论给出了不锈钢室温化学抛光液的组成和抛光工艺参数;化学抛光液中的各组成对抛光质量影响很大;对于大型制品的整体抛光处理,应对制品中采用的各种i锈钢材斗进行实验,然定具体抛光工艺参数;通过调整抛光液的组成,可用于各种奥氏体不锈钢的化学抛光处理


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