CN102534743A

CN102534743A - 一种孪晶诱发塑性钢电解抛光液及其电解抛光方法

Info

Publication number: CN102534743A
Application number: CN2010105767596A
Authority: CN
Inventors: 苏钰; 于治水; 李军; 赵中华
Original assignee: Shanghai University of Engineering Science
Current assignee: Shanghai University of Engineering Science
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明涉及一种孪晶诱发塑性钢电解抛光液，该电解液包括20-25wt％高氯酸、5-12wt％丙三醇、65-75wt％乙醇。本发明还提供了一种孪晶诱发塑性钢的电解抛光方法，电压：25-40V，电流密度：1.5-3A/cm²，抛光时间：60-240秒，抛光液温度：20-45℃。本发明电解抛光液及其电解抛光方法使电解抛光后的组织中不产生由于应力应变而导致的形变孪晶，电解抛光后金属表面平整光亮如镜面，组织观察和性能测试效果良好。

Description

一种孪晶诱发塑性钢电解抛光液及其电解抛光方法

技术领域

本发明涉及高强钢电解抛光领域，尤其涉及一种新型中碳低硅无铝孪晶诱发塑性钢电解抛光液及其电解抛光方法。

背景技术

电解抛光是金属表面装饰加工中较新的工艺。它应用于金属零件镀前预处理和镀后的精加工，也可以单独应用于金属表面的加工。如电解抛光常用于外形复杂的金属零件，专用工具及器械和多种镀层的装饰性加工和表面精加工。在一定条件下，电解抛光也可以用来代替繁重的机械抛光。其特点是经处理的金属表面不存在擦痕、变形金属屑或磨料嵌入金属表面等问题。相对机械抛光来讲，电解抛光能够赋于金属表面良好的平整度，光亮度和防腐性。电解抛光生产效率高，操作方便，现广泛用于金属加工领域。

电解抛光的机理比较复杂。其中粘膜理论认为电解抛光过程中，在阳极表面形成了一种具有高电阻率的粘性薄膜。这种粘膜在微观凸起处的厚度比凹洼处的厚度小，电流密度较高，溶解较快；而凹洼处的电流密度较低，溶解速度较慢，这样经过一段时间金属表面凸凹位置的不断转换，逐渐使金属表面达到整平、光亮、无杂质的目的。

如今，汽车工业和钢铁工业集团都面临着激烈的竞争。如何抢先占领中国的汽车市场及其原材料市场是国内外全都十分关注的。国内外各大汽车公司和钢铁公司都已开始了积极的准备和运作。为了适应汽车行业的强烈竞争和要求，各大钢铁公司开始了高强钢的研制。

1997年，Grassel等在研究Fe-Mn-Al-Si系TRIP钢时观察到：钢中存在大面积的机械孪晶，同样的情况发生在当碳含量很低的时候。他们还提到了超过50000MPa％的高面缩值；这些值都来源于这些钢的非常高的延展性，它的断后延伸率甚至能够达到95％。他们引入了孪生诱发塑性钢(Twinning InducedPlasticity)这一名词来命名这些钢种。它的强度比相变诱发塑性钢略低，但是塑性却大大的提高。孪晶诱发塑性钢可能成为新一代延性高强钢的发展方向。

一般认为孪晶诱发塑性钢的成分范围为：锰含量25wt％左右，铝含量为3-4wt％，硅含量在2-3wt％到3wt％范围之间，碳含量极低。在实际冶炼过程中，铝含量较高会引起浇铸困难，较高的硅含量会影响钢板的焊接性能，而保证碳含量在很低的水平上会使生产成本大幅升高。

上海大学在国家先进钢铁材料技术工程中心领导下，通过产学研结合，针对孪晶诱发塑性钢实际生产中存在的问题，研发有实际意义和理论价值的新型中碳低硅无铝孪晶诱发塑性钢(23-33Mn％、0.1-0.5Si％、0.3-0.5C％，余量为Fe，质量百分比)。由于在试验研究中需要观察孪晶诱发塑性钢的原始组织、进行电子背衍射和X射线应力测试以及力学性能测试，而孪晶诱发塑性钢在机械抛光时由于受到应力应变会产生形变孪晶，改变孪晶诱发塑性钢的组织、产生应力层，影响原始组织观察的真实性和试验测试精度。而孪晶诱发塑性钢作为一种新型高强度汽车用钢，在今后投入工业生产、应用于汽车工业时，也不可避免的要进行电解抛光，以保证汽车钢板及零件的尺寸精度和平整的外观表面。

因此研究一种具有综合性能良好、经济性良好、简单实用的孪晶诱发塑性钢电解抛光方法是本领域技术人员致力于研发的方向之一。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供一种孪晶诱发塑性钢电解抛光液及其电解抛光方法，采用该电解抛光方法不会产生应力应变，保证了抛光后的组织为原始组织、并且没有抛光产生的变形层。

本发明的目的是这样实现的：一种孪晶诱发塑性钢电解抛光液，包括以下原料组分及其质量百分含量的水溶液：20-25％高氯酸，5-12％丙三醇，65-75％乙醇。

上述孪晶诱发塑性钢电解抛光液，其中，所述丙三醇的质量百分比为8-12％。

本发明还提供了一种孪晶诱发塑性钢的电解抛光方法，包括以下步骤：

(1)在电解槽内配置有包括下列原料组分及其质量百分含量的电解液：20-25％高氯酸，5-12％丙三醇，65-75％乙醇；

(2)将孪晶诱发塑性钢接在电解抛光腐蚀仪的阳极上；

(3)电解抛光时，电解电压控制在25-40V，电流密度控制在1.5-3A/cm²，抛光时间为60-240s，抛光液温度为20-45℃。

上述孪晶诱发塑性钢的电解抛光方法，其中，所述步骤(3)电解抛光时所述电解液均处于被搅拌状态。

上述孪晶诱发塑性钢的电解抛光方法，其中，所述丙三醇的质量百分比为8-12％。

本发明电解抛光方法具有以下优点：

1、本发明方法所得的新型中碳低硅无铝孪晶诱发塑性钢抛光组织中没有形变孪晶；

2、本发明方法所得新型中碳低硅无铝孪晶诱发塑性钢抛光组织中没有抛光而产生的应力层；

3、由于电解抛光时的电压、电流等与被电解抛光材料的面积成正比，本发明电解抛光方法可广泛应用于试验室不同尺寸中碳低硅无铝孪晶诱发塑性钢金相、织构、应力测试、力学性能测试等场合。

附图说明

图1是实施例1中孪晶诱发塑性钢经过本发明电解抛光方法处理后的扫描电镜照片；

图2是实施例1中孪晶诱发塑性钢经过本发明电解抛光方法处理后的电子背衍射测试照片。

具体实施方式

实施例1

本实施例处理的孪晶诱发塑性钢成分如下：

Mn(％)	Si(％)	Al(％)	C(％)	Fe
					23.77	0.23	0	0.46	其余

按68％乙醇，22％高氯酸，10％丙三醇的配比，量取上述溶液后，依次倒入电解槽中后，将电解槽放在电子感应搅拌器上，通电搅拌均匀。然后将电解抛光腐蚀仪的阴极固定在电解槽的一端，将孪晶诱发塑性钢与电解抛光腐蚀仪的阳极相连，放入电解槽内，保持阴阳极距离5cm，设定电解抛光腐蚀仪的工作电压28V、工作电流密度2.2A/cm²(本实施例孪晶诱发塑性钢的面积为2cm²，工作电流控制在4.4A)、抛光时间150秒。打开电子感应搅拌器开关，使电解液处于被搅拌状态；打开电解抛光腐蚀仪的工作开关，150秒后电解抛光腐蚀仪自动断开阴阳极间电流，迅速取出抛光试样，放入去离子水中清洗5秒钟后，再用酒精清洗后，用冷风吹干即可获得平整、光亮的电解抛光表面。

电解抛光后的扫描电镜照片及电子背衍射照片如图1、2所示：

由图可以看出：使用本发明方法所得的中碳低硅无铝孪晶诱发塑性钢的电解抛光组织中无形变孪晶，电子背散射测试时无抛光应力层，测试结果良好。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims

1.一种孪晶诱发塑性钢电解抛光液，其特征在于，该电解抛光液是包括以下原料组分及其质量百分含量的水溶液：20-25％高氯酸，5-12％丙三醇，65-75％乙醇。

2.如权利要求1所述的孪晶诱发塑性钢电解抛光液，其特征在于，所述丙三醇的质量百分比为8-12％。

3.一种孪晶诱发塑性钢的电解抛光方法，其特征在于，包括以下步骤：

(2)将孪晶诱发塑性钢接在电解抛光腐蚀仪的阳极上；

4.如权利要求3所述孪晶诱发塑性钢的电解抛光方法，其特征在于，所述步骤(3)电解抛光时所述电解液均处于被搅拌状态。

5.如权利要求3或4所述孪晶诱发塑性钢的电解抛光方法，其特征在于，所述丙三醇的质量百分比为8-12％。