CN102677140A

CN102677140A - 一种不锈钢铸件的表面清洗工艺

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Publication number: CN102677140A
Application number: CN2012101386005A
Authority: CN
Inventors: 李廷举; 王同敏; 曹志强; 卢一平; 李廷全
Original assignee: Dalian University of Technology
Current assignee: Dalian University of Technology
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2012-09-19

Abstract

一种不锈钢铸件的表面清洗装置和工艺，属于金属表面清洗技术领域。本发明采用无毒无害的清洗液和相应的清洗装置，制定合适的清洗工艺，实现低成本、高效率地电解清洗不锈钢铸件。对使用过的清洗液进行阴极电解，使清洗液中的重金属离子以沉淀的方式分离出，实现了环保型排放，节约了污水处理高昂的费用。本发明所涉及的方法和装置，具有工艺稳定、成本低廉、无污染、设备操作方便等优点，适用于清洗不锈钢铸件表面。

Description

一种不锈钢铸件的表面清洗工艺

技术领域

本发明涉及金属表面清洗技术领域，主要涉及一种中性无有害成分的电解液，对不锈钢进行电解清洗、得到了表面质量优良合格的产品。

背景技术

为了使不锈钢铸件获得色彩均一的表面，通常需要对铸件进行酸洗，现有的酸洗液配方中含有硝酸和氢氟酸。酸洗时硝酸有氮氧化物产生有毒物，氢氟酸有剧毒，操作环境污染重，严重伤害工人的身体健康。到目前为至仍然没有好的解决方法。

奥地利的R UT H NE R 公司曾开发不锈钢板中性盐电解除鳞方法。采用中性盐液作为电解液采用稀释的酸、碱液作为电解液电解除鳞, 并通过电流保证除鳞液的化学作用得以实现并加速此过程。包括中性盐电解法在内的电解除鳞大致还可分为以下三种方法:(l) 酸洗带钢本身通电, 作为阴极或阳极(直接法) ;(2 ) 在除鳞期间, 交替变换带钢的极性;(3) 带钢悬挂于阴极和阳极之间的电场中的间接法(也称中心导体法)

例如, 在硫酸钠中性电解液中不锈钢带作为阳极电解, 然后再浸入硝酸加氟化氢混酸液(酸洗) 或置于硝酸溶液中电解。通过中性盐电解液的阳极电解, 能够容易地溶解氧化铁皮中的铬氧化物, 但却难以溶解氧化铁皮中的铁氧化物, 因此就有必要再用混酸浸渍(酸洗)作为后处理。这种传统的后处理法只适用于处理奥氏体不锈钢。仍然摆脱不了硝酸和氢氟酸的污染。

中国专利《不锈钢丝网电解抛光处理工艺及专用设备》，专利申请号00102007.2，公开号CN1264758A。该专利采用不锈钢通用的磷酸加硫酸加铬酐的电解液。磷酸中的磷污水处理困难，硫酸的硫酸雾对环境及人体有害，铬酐严重污染环境。

中国专利《一种采用电解工艺去除不锈钢工件表面氧化皮的方法》，专利申请号为200610134099.X，公开日为2007.05.16。在该专利中，电解剂用硝酸加盐酸。硝酸电解抛光时产生氮氧化物毒害操作工人，危害环境。盐酸的加入含有氯离子对不锈钢有腐蚀作用。

发明内容

鉴于以上情况，本发明的目的是提出一种环保电解清洗液代替现有含硝酸和氢氟酸的配方和装置，改变操作环境，实现无毒无害的环保操作环境。

本发明的实施方案为采用无毒无害的电解液和相应的清洗装置，制定合适的清洗工艺，实现低成本、高效率地电解清洗不锈钢铸件。本发明所涉及的方法和工艺其特征如下：

第一步，先将不锈钢工件去油，用碳酸氢钠10%水溶液,在65℃-75℃温度下浸泡4分，两次水洗，放置。

第二步，在清洗槽内添加环保电解清洗液，将第一步得到的去完油的不锈钢工件放于清洗槽内，槽内设有阴极板（铅板）和阳极(钛挂具)，不锈钢工件放在钛挂具上。通电2-5分后，取出不锈钢工件水洗，最后风干，即得成品。

环保电解清洗液中各溶质的质量百分比为：中性盐5%-20%，添加剂A1%-3%，光亮剂B 0.2%-0.6%，其余为水，清洗液的PH值为中性。

清洗过程中通过控温装置控制环保电解清洗液的温度为10℃－80℃，电流密度10A－60A/dm2，时间2-5分。

工艺清洗液使用一段时间后，铬离子和铁离子逐渐增多，将清洗装置的电源正负极（6）极性互换，利用阴极电解清洗，完成清洗液中六价铬离子和三价铁离子的转化，使生成沉淀，然后过滤沉淀，电解液继续使用。

本发明的阳极电解反应如下

以上反应可以看出氧化铬，氧化铁，氧化镍都得到了很好的溶解。

本发明对使用过的清洗液的处理也实现了环保的电解处理方法。当电解液使用一段时间后，可以采用阴极电解的方法，使用过的清洗液中的铬离子和铁离子以沉淀的方式从清洗液中分离出来。实现了环保排放。

阴极电解反应如下：

以上反应可知六价铬离子和三价铁离子被转化为三价化合物以沉淀的方式被分离出来。

本发明所涉及的方法与装置，具有工艺稳定、成本低廉、无污染、设备操作方便等优点。

附图说明

附图是本发明的结构示意图。

图中：1工件（阳极）；2铅板（阴极）；3清洗液；4电源；5清洗槽；

6电源正负极；7控温装置。

具体实施方式

304不锈钢铸件，单件重0.32公斤。

使用的表面清洗装置容积为550×550×800mm，最大电流1500A。

将需要清洗的不锈钢工件放于去油池内，用碳酸氢钠10%水溶液,在65℃温度下浸泡4分，去油。两次水洗，放置。

配制环保电解清洗液3，其中中性盐5%-20%，添加剂A 1%-3%，光亮剂B 0.2%-0.6%，其余为水，清洗液的PH值为中性。

在清洗槽5内添加环保电解清洗液3，将去完油的不锈钢工件1放于清洗槽5内，槽内设有阴极板铅板2和阳极(钛挂具)，不锈钢工件1放在钛挂具上。开启控温装置7，保持电解清洗液3的温度为20℃－30℃，电流密度20A－22A/dm2．通电3分钟后，取出不锈钢工件1水洗，最后风干，即得成品。

当完成最后一批铸件的清洗时，将清洗装置的电源正负极6极性互换，开始阴极电解清洗，五分钟后，关闭电源，完成清洗液中六价铬离子和三价铁离子的转化。清理实验装置。

Claims

1.一种不锈钢铸件的表面清洗工艺，其特征在于，

第一步，先将不锈钢工件（1）去油，用碳酸氢钠10%水溶液,在65℃-75℃温度下浸泡4分，两次水洗，放置；

第二步，在清洗槽（5）内添加环保电解清洗液（3），将第一步得到的去完油的不锈钢工件（1）放于清洗槽内（5），槽内设有阴极板（铅板）（2）和阳极(钛挂具)，不锈钢工件（1）放在钛挂具上；通电2-5分后，取出不锈钢工件（1）水洗，最后风干，即得成品。

2. 根据权利要求1所述清洗工艺，其特征在于，环保电解清洗液的各成份百分比为中性盐5%-20%，添加剂A 1%-3%，光亮剂B 0.2%-0.6%，其余为水，pH值为中性。

3. 根据权利要求1或2所述清洗工艺，其特征在于，通过控温装置（7）控制环保电解清洗液（3）的温度为10℃－80℃，电流密度10A－60A/dm2。

4. 根据权利要求1或2所述所述清洗工艺，其特征在于，工艺清洗液使（3）用一段时间后，铬离子和铁离子逐渐增多，将清洗装置的电源正负极（6）极性互换，利用阴极电解清洗，完成清洗液中六价铬离子和三价铁离子的转化，使生成沉淀，然后过滤沉淀，电解液继续使用。