仪器信息网APP
选仪器、听讲座、看资讯
立即体验
APP内打开
回版面
评论
收藏
点赞
拍砖
举报
取消
发布
当前位置:
仪器社区
>
电化学
>
电化学综合讨论
>
帖子详情
【转帖】焊接不锈钢的电化学抛光
醋老西
2006/11/15
私聊
电化学综合讨论
焊接不锈钢的电化学抛光
曹经倩,刘炳根,周 雅(南昌航空工业学院材料系,江西南昌330034)
0 前 言
不锈钢具有较高的耐蚀性和装饰性,被广泛运用于各领域之中。有关不锈钢表面的抛光工艺,前人进行了大量的研究,工业上常用于不锈钢电化学抛光的电解液主要有H3PO4 H2SO4体系、HClO4 C2H5OH体系、HClO4 冰醋酸体系、H2CrO4 HNO3体系等[1],目前使用较多的是H3PO4 H2SO4体系。然而,目前对有焊缝的不锈钢抛光则研究甚少,也未见一个完整的处理工艺报导。不锈钢焊缝因有严重的氧化黑皮和焊渣,利用常规抛光工艺难以达到技术要求。江西景德镇市某厂就因不锈钢产品结构复杂,造成焊缝的焊渣难以实施手工机械抛光而成为一攻关难题。作者经反复实验后,确定了以电化学去氧化皮→电化学抛光的不锈钢表面抛光工艺,经该工艺处理后,不锈钢表面及焊缝均达镜面光亮且不腐蚀不锈钢表面。
1 试验方法
1.1 试验材料
1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢(规格100mm×58mm,中间有焊缝)。
1.2 工艺流程
除油→水洗→去氧化皮→水洗→酸洗→水洗→光亮浸蚀→水洗→电化学抛光→钝化→水洗→吹干。
1.3 去氧化皮处理液及工艺条件
NaOH 95~105g/L,Na2CO3 100~200g/L,KMnO4 80~90g/L。化学处理法:温度 95~110℃,时间 1.5~3.0h。电化学处理法:温度 60~70℃,时间 7~9min,JA=35~45A/dm2,阴极为铅板。
1.4 电化学抛光液及操作条件的优选
经试验优化,最佳工艺配方确定为:H3PO4(85%) 740~770mL/L,H2SO4(98%) 180~210mL/L,CrO3 50g/L,添加剂(明胶)8~10mL/L,溶液密度1.70~1.78g/cm3,温度55~65℃,JA=35~45A/dm2,电压10~20V,时间4~5min,阴极为铅板。
1.5 检测方法
(1)目测法 经上述工艺抛光后,目测表面有无划痕、变形、方向性、不锈钢及其焊缝光亮性。(2)耐蚀性测定 抛光后在3%的NaCl溶液中浸泡一周,检测不锈钢表面是否出现黄色锈点。
2 结果与分析
2.1 去氧化皮处理
不锈钢焊接区由于高温氧化作用,局部表面生成一层致密的难溶氧化铁铬(FeOCr2O3)黑皮和焊渣。去除该层氧化皮的方法较多,工业上主要采用化学处理法[2],主要借助氧化剂(KMnO4、NaNO3、HNO3、H2O2等)的作用使低价铁铬等氧化物转变为高价化合物,转变过程中,氧化膜的结构发生变化,附着力降低以致脱落。这种处理方法需2h以上,生产效率低,更重要的是不锈钢焊接区的粗糙、疏松表面易遭受过腐蚀。本文对3种处理方法进行了实验对比,结果见表所示。
试验结果表明,采用化学处理法均未能达到预期效果;酸性化学处理法尽管时间较短,温度较低,但易出现过腐蚀现象;而碱性化学处理法则使用温度高,处理时间长;电化学抛光所得结果则优于两种化学处理法。究其原因,是在通电情况下,促使低价金属氧化物向高价氧化物转化的动力,主要是阳极电解所产生的初生态的氧原子[O],而氧化剂的作用已降为次要地位,即:FeOCr2O3→[O]ΔFe2O3CrO3,使难溶的氧化铁铬疏松和分离;又由于初生的氧原子[O]能与基体金属表面作用,生成新生氧化膜,这种氧化膜在电场力的作用下以及在酸性介质中可以随生随灭,最终使黑皮和焊渣疏松,而溶液中的氧化剂更重要的是对不锈钢表面的钝化作用,保护了不锈钢表面免遭腐蚀。在电化学处理液中,增加氧化剂浓度和提高阳极电流密度,均有利于氧化黑皮的去除。但均不能过度,一般高锰酸钾控制在80~90g/L,电流密度以35~45A/dm2为佳。
2.2 电化学抛光试验
选用了抛光质量较好、溶液使用寿命较长的H3PO4 H2SO4体系[3]进行研究,配方组成和工艺参数如下:H3PO4(85%)540mL/L,H2SO4(98%)400mL/L,CrO350g/L,明胶8~10mL/L,密度1.75~1.82g/cm3,JA=35A/dm2,温度50~60℃,槽压10~20V,时间4~5min,阴极为铅板。试验发现,该配方存在易吸水、不锈钢表面产生点蚀等缺陷,尤其是存放一段时间后,当溶液密度低于1.75g/cm3时,会造成不锈钢表面的过腐蚀。我们对磷酸、硫酸和铬酸的含量比进行了重新分析,并通过正交试验确定了最佳工艺配方。
实验还发现硫酸是影响电化学抛光质量最重要的因素,并对此作了进一步分析,结果当硫酸含量为100mL/L时,试片表面平整性、光亮度较差;含量为150mL/L时,试片表面平整、光亮;含量为200mL/L时,试片表面平整、光亮;含量为250mL/L时,稳定性差,试片易产生点蚀。可见当硫酸含量低于100mL/L时,抛光后零件光亮度较差,达不到镜面光亮;高于250mL/L时,抛光液稳定性较差, 易吸水,抛光表面出现点蚀。一般控制在180~210mL/L为宜。磷酸是公认的粘膜理论中电化学抛光的主要成分,既能起溶解作用又能在不锈钢表面形成磷酸盐保护膜,阻止不锈钢表面发生过腐蚀。其含量变化较宽,但以750mL/L左右为佳。铬酐在电化学抛光液中以H2Cr2O7形式存在,有很强的氧化性,能使不锈钢表面钝化,避免抛光表面产生过腐蚀,有利于提高抛光表面的光亮度,试验表明其含量应控制在50~60g/L。所施加的电抛光工艺参数如电流密度、温度、阴阳极间距等,也会对抛光表面质量产生影响。提高抛光温度,会提高抛光速度,但过高会腐蚀表面或使表面产生气带条纹,影响抛光质量;温度过低,抛光整平效果明显下降。电流密度对抛光质量的影响亦较大,当JA=25A/dm2时,试片表面光亮,有少量清晰的磨痕;JA=40A/dm2时,试片表面光亮;JA=55A/dm2时,试片表面光亮,抛光液升温速度快。可见,JA以40A/dm2左右为宜。
3 结 论
通过试验研究和生产应用表明,按最佳工艺条件:H3PO4740~770mL/L,H2SO4180~210mL/L,CrO350g/L,明胶8~10mL/L,JA=35~45A/dm2,温度55~65℃,时间4~5min,阴板为铅板,对不锈钢焊逢实施抛光后能使不锈钢表面及其焊缝达到镜面光亮,且不会腐蚀基体。碱性电化学法去除氧化黑皮效率高、清除快;试验所得的抛光液具有稳定性高、使用寿命长、能耗低的特点,在含有少量水分(<80mL/L)的情况下亦有较好的抛光效果,不会产生点蚀。
相关话题
1
【求助】复合氟离子电极首次使用如何处理?
2
【原创】这网站很好
3
【转帖】大量电化学资料
4
【求助】非水电极干了怎么办?
5
【谱图】有奖征图:电化学阻抗谱(EIS)的研究和应用
近期热榜
迎国庆送壕礼!十月发帖抢大疆云台
【官方邀请】高效液相色谱使用情况有奖调研
喜迎国庆!第十七届原创大赛超级原创日参赛奖励翻倍
丹纳赫四十周年寄语征集领大礼包
热门活动
【售后专场--招聘会】
第三届微课大赛投票进行中ing
猜你喜欢
最新推荐
热门推荐
更多推荐
卡尔费休分析水的问题?
2005/12/20
谁有移液管的校正及校正系数方法
讨论
2016/02/19
【求助】关于i-t曲线
2011/06/20
【求助】电化学技术在煤炭系统中的应用与开发
2009/11/25
极谱法遇到问题了
已应助
2015/08/05
【求助】浸泡PH电极的保湿液
2006/09/19
第十六次全国电化学学术会议2011.10.13-17
分享
2011/09/22
求指导,关于ORP电极
求助
2012/05/19
电化学大学生在工厂的经验心得
第十七届原创
2024/09/27
用自动电位滴定仪高氯酸非水滴定检测5-羟基色氨酸含量偏低是什么原因
求助
2024/09/23
有无法国biologic电化学工作站Sp-50e中文说明书?
已应助
2024/09/13
瑞士万通870水分仪
已应助
2024/09/12
上海禾工AKF-1卡尔费休水分仪使用过程中滴滴两声后,屏幕熄灭?
已应助
2024/09/11
瑞士万通302N找个继父
讨论
2024/09/02
全固态电池能量密度都可以达到430Wh/kg,
原创
2024/08/30
氧气在中空的纤维膜膜腔内流动氧气损失的量或者气压降低的量怎么计算
已应助
2024/08/27
实验室容量瓶、移液管等玻璃器皿检定
求助
2024/09/25
标准溶液该如何配置?
第十七届原创
2024/09/25
微量注射器用移液器检定规程出具证书,带CNAS logo,合理吗?
求助
2024/09/25
浅谈培养基的技术性验收
第十七届原创
2024/09/25
气象色谱仪显示ALS 故障代码 153是什么情况
求助
2024/09/27
如果计量器具较小,校准标签贴不开怎么办?
求助
2024/09/26
粪大肠阴性对照 产气肠杆菌的测定
求助
2024/09/25
氟化物数据不稳定
求助
2024/09/25
【资料】电化学水处理技术
2006/11/15
【求助】ASTM D 1141-98 海水代用品-应助
2006/11/15
晶界与小角度晶界
2006/11/15
【转帖】生命化学领域的电化学研究进展
2006/11/15
【分享】【资料】实验室常用技术参数
2006/11/15
微生物监测的最新技术
2006/11/15
求助:测电极电位应该用什么仪器
2006/11/15
Electrophoresis上的最新文章(on-line preconcentration)
2006/11/15
品牌合作伙伴
丹纳赫苏州基地 打工人的梦想
岛津
日立科学仪器
珀金埃尔默仪器(上海)有限公司(PerkinElmer)
日本电子株式会社
丹纳赫
安捷伦
赛默飞世尔科技
普析通用
欧波同
天美
天瑞仪器
德国耶拿
海能技术
马尔文帕纳科
磐诺科技
上海仪电科仪
梅特勒托利多
聚光科技
莱伯泰科
盛瀚
多宁生物
丹东百特
科哲
卓立汉光
屹尧科技
华谱科仪
宝德仪器
优莱博
HORIBA
布鲁克核磁
举报帖子
执行举报
点赞用户
好友列表
加载中...
正在为您切换请稍后...