CN108611649B - 一种不锈钢母合金铸锭表面清理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于不锈钢材料领域，具体公开了一种不锈钢母合金铸锭表面清理方法：步骤一，制备清理液组分A；步骤二，将磷酸、对苯磺酸、硫酸乙酯以质量比1:1：（0.2‑0.4）进行混合，搅拌均匀，得到组分B；步骤三，将组分A与组分B以质量比1：（0.18‑0.25）进行混匀制成清理液，然后将铸造后获得的母合金铸锭立即浸于清理液中，待铸锭表面形成包裹层后取出铸锭；步骤四，在50‑60℃条件下干燥铸锭表面，干燥后利用外力撕开固化后的包裹层，得到表面清理后的母合金铸锭。本发明的清理方法在待处理的不锈钢母合金铸锭表面形成具有一定吸附性能和除油性能的包裹层，在撕除包裹层的同时，同样也去除了不锈钢母合金铸锭表面的脏污。
Description
技术领域
本发明属于不锈钢材料领域，具体涉及一种不锈钢母合金铸锭的表面清理方法。
背景技术
不锈钢母合金铸锭是指经过精炼后的不锈钢材料，母合金铸锭多为棒料或者块料，一般供重熔浇注使用，其成分需严格按照要求进行定制，使用母合金铸锭的通常为各类铸造工艺。母合金铸锭的主要功能是简化冶炼过程控制，使生产管控的过程更加简单，提升铸件的质量稳定性。
不锈钢母合金铸锭在制造过程中表面极易受到污染，如沾附油类（机械油、润滑油、模具油等），又如沾附加工原料屑，同时加工产出过程中若降温不及时则还容易导致不锈钢母合金铸锭表面生成氧化物。现有技术中，针对不锈钢母合金铸锭表面脏污的处理往往采用清洗剂进行清洗，如利用酸洗、碱洗或者有机物清洗。酸洗是利用无机酸，如硝酸、盐酸、磷酸、氢氟酸等对不同的不锈钢母合金铸锭表面进行清洗，酸洗是目前应用最为广泛的不锈钢表面清洗工艺，但是酸洗的缺点也显而易见，酸洗液具有强腐蚀性，酸洗过程会造成不锈钢本体的损耗，同时还会造成二次腐蚀的风险，尤其采用包含氯离子的酸液进行清洗时，容易在不锈钢表面形成点蚀中心，影响后续使用。碱洗效率低，而且对不锈钢表面氧化物、碎屑没有消除的作用，而且酸洗和碱洗均存在清洗过程产生的废水量大、环保成本高的问题，尤其是碱洗过厚还需要酸洗进行中和，废水量更大。有机清洗剂能够迅速除去油污，但是容易造成在不锈钢铸锭表面的碳残留，在后续利用母合金铸锭铸造的过程中会影响不锈钢制件的碳含量，对不锈钢制件的化学成分的稳定性构成较大困扰。
发明内容
为了解决所述现有技术的不足，本发明提供了一种针对不锈钢母合金铸锭的表面清理方法，本发明的清理方法中利用特殊材料的配合以及清理液中高分子材料固化特性，在待处理的不锈钢母合金铸锭表面形成具有一定吸附性能和除油性能的包裹层，然后以利用该包裹层与不锈钢母合金铸锭本体之间易分离的特性撕除包裹层，在撕除包裹层的同时，同样也去除了不锈钢母合金铸锭表面的脏污。
本发明所要达到的技术效果通过以下方案实现：
本发明中提供的不锈钢母合金铸锭表面清理方法，包括如下步骤：
步骤一，按照如下组分及质量份数称取原料制备清理液组分A：
二氧化硅气凝胶 5-8份
聚四氟乙烯纤维 3-6份
高硅氧玻璃纤维 3-6份
氧化锌粉 6-8份
呋喃树脂 18-25份
羟基硅酸镁 2-3份
碳酸钠 5-8份
碳酸氢钠 3-5份
将上述原料混合后在行星式研磨机内研磨至固体物尺寸小于1μm，得到组分A；
步骤二，按照如下组分及质量份数称取原料制备清理液组分B：
将磷酸、对苯磺酸、硫酸乙酯以质量比1:1：（0.2-0.4）进行混合，搅拌均匀，得到组分B；
步骤三，将组分A与组分B以质量比1：（0.18-0.25）进行混匀制成清理液，然后将铸造后获得的母合金铸锭立即浸于清理液中，待铸锭表面形成包裹层后取出铸锭；
步骤四，在50-60℃条件下干燥铸锭表面，干燥后利用外力撕开固化后的包裹层，得到表面清理后的母合金铸锭。
在本发明中，利用二氧化硅气凝胶这一具有高比表面积的材料和呋喃树脂相混合构成包裹层的主体结构，呋喃树脂耐热性和耐水性非常好，耐腐蚀性和抗有机物溶解能力也非常好，同时固化速度快、常温强度低，非常适合用于本发明中需要快速固化以提升效率以及容易从铸锭表面剥离这样的特性。二氧化硅气凝胶的添加则有益于提升整体包裹层与铸锭表面的沾附能力，同时也能够促进呋喃树脂与其他成分有效混合在一起。
仅使用树脂和固化剂还不能满足本发明中发明目的的需求，本发明的发明人在实践中发现，仅使用树脂和固化剂成分形成的包裹层存在剥离所需时间较长的问题。在本发明中针对上述问题也进行了改进，首先通过添加聚四氟乙烯纤维和高硅氧玻璃纤维提升包裹层厚度和表面摩擦力，使其更容易被剥离，而且比较容易进行步骤三中的操作，其次本发明中还添加了氧化锌粉和羟基硅酸镁作为具有一定润滑功能的成分，使得制备出的包裹层在一定温度条件下利用适当的外力即可被清除。进一步地，本发明中的包裹层原料中还添加了一定的碳酸钠和碳酸氢钠用于进一步消除铸锭表面的油性物质，使包裹层具有良好的除油效果。
进一步地，步骤一中，所述二氧化硅气凝胶的密度为65-70kg/m3，比表面积为200-300m2/g。
进一步地，步骤一中，所述聚四氟乙烯纤维和高硅氧玻璃纤维长度为0.5-2mm，直径为15-20μm。纤维不宜过长，否则不利用包裹层的形成，同时纤维的直径也需在合理范围内，直径过大则对包裹层厚度影响过大，过小则达不到效果。
进一步地，步骤一中，所述氧化锌粉和羟基硅酸镁粒度为0.5-1μm。
进一步地，步骤二中，磷酸、对苯磺酸、硫酸乙酯以质量比1:1：0.35进行混合。本发明中采用的是与呋喃树脂相适配的混合酸作为呋喃树脂固化剂。
进一步地，步骤三中，所述包裹层厚度为100-200μm。
进一步地，步骤四中，采用的是暖风干燥。
进一步地，步骤四中，干燥时长为5-8分钟。
进一步地，步骤四中，干燥后的包裹层硬度以铅笔硬度计为2B-2H范围内。优选地，步骤四中，干燥后的包裹层硬度以铅笔硬度计为HB、F或者H。包裹层硬度需控制在合理的范围，包裹层硬度过软，一方面难以覆盖住全部的铸锭表面，另一方面还会导致与铸锭表面的结合力不够，达不到良好的去污效果，而包裹层硬度太高，在加工过程中容易发生脆裂的情况，同样也达不到良好的去污效果。
本发明具有以下优点：
本发明提供了一种针对不锈钢母合金铸锭的表面清理方法，本发明的清理方法中利用特殊材料的配合以及清理液中高分子材料固化特性，在待处理的不锈钢母合金铸锭表面形成具有一定吸附性能和除油性能的包裹层，然后以利用该包裹层与不锈钢母合金铸锭本体之间易分离的特性撕除包裹层，在撕除包裹层的同时，同样也去除了不锈钢母合金铸锭表面的脏污。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明。
本实施例中将不锈钢022Cr17Ni7、Y12Cr18Ni9、06Cr18Ni9Cu2、022Cr18Ni15Mo3N、Y10Cr17、30Cr13、05Cr15Ni5Cu4Nb按照化学成分制成棒状的母合金铸锭，上述母合金铸锭统一长度为5cm、直径为1cm。每种牌号的不锈钢均制备成母合金棒铸锭用于后续的试验。
实施例1
本实施例中不锈钢母合金铸锭表面清理方法步骤如下：
步骤一，按照如下组分及质量份数称取原料制备清理液组分A：
二氧化硅气凝胶 8份
聚四氟乙烯纤维 5份
高硅氧玻璃纤维 6份
氧化锌粉 6份
呋喃树脂 25份
羟基硅酸镁 2份
碳酸钠 5份
碳酸氢钠 3份
二氧化硅气凝胶的密度为70kg/m3，比表面积为240m2/g。
聚四氟乙烯纤维和高硅氧玻璃纤维长度为0.5mm，直径为20μm。
氧化锌粉和羟基硅酸镁粒度为0.5μm。
将上述原料混合后在行星式研磨机内研磨至固体物尺寸小于1μm，得到组分A。
步骤二，按照如下组分及质量份数称取原料制备清理液组分B：
将磷酸、对苯磺酸、硫酸乙酯以质量比1:1：0.35进行混合，搅拌均匀，得到组分B。
步骤三，将组分A与组分B以质量比1：0.2进行混匀制成清理液，然后将铸造后获得的母合金铸锭立即浸于清理液中，待铸锭表面形成包裹层后取出铸锭。包裹层厚度为200μm。
步骤四，在50℃暖风干燥条件下干燥铸锭表面，干燥后利用外力撕开固化后的包裹层，固化后包裹层硬度以铅笔硬度计算为HB，得到表面清理后的母合金铸锭。本步骤中所述“利用外力”是指人工直接撕开包裹层，在实际生产过程中为提升效率可使用相适配的夹治具或者剥膜装置。
实施例2
本实施例中清理步骤与实施例1相似，不同之处在于：清理液组分A的组分及质量份数为：
二氧化硅气凝胶 5份
聚四氟乙烯纤维 3份
高硅氧玻璃纤维 6份
氧化锌粉 8份
呋喃树脂 20份
羟基硅酸镁 2份
碳酸钠 6份
碳酸氢钠 4份。
实施例3
本实施例中清理步骤与实施例1相似，不同之处在于：清理液组分A的组分及质量份数为：
二氧化硅气凝胶 6份
聚四氟乙烯纤维 4份
高硅氧玻璃纤维 3份
氧化锌粉 8份
呋喃树脂 24份
羟基硅酸镁 2份
碳酸钠 5份
碳酸氢钠 5份。
对比例1
本对比例中采用盐酸酸洗液对不锈钢母合金铸锭进行表面清洗。
对比例2
本对比例中采用氢氧化钠+碳酸氢钠+碳酸钠的混合碱性洗液对不锈钢母合金铸锭进行表面清洗。
对比例3
本对比例中采用市售有机类清洗剂对不锈钢母合金铸锭进行表面清洗。
上述实施例和对比例中进行清洗的不锈钢母合金铸锭数量均为100个，清理合格率如下表所示（清理结果以清洗合格率来进行表示，以铸锭表面无油污、无流痕、无碎屑残留为合格，有一项不符合则记为不合格）。
由上述清理结果可以看出，本实施例中的清理方法利用呋喃树脂与其他材料的配合，在待处理的不锈钢母合金铸锭表面形成具有吸附性能和除油性能的包裹层，然后以利用该包裹层与不锈钢母合金铸锭本体之间易分离的特性撕除包裹层，在撕除包裹层的同时，同样也去除了不锈钢母合金铸锭表面的油污和碎屑，同时不产生任何痕迹和残留。对比之下，利用酸洗方法进行清洗对油污去除效果不佳，也会产生一定的流痕，同时还存在微观上二次腐蚀的隐患；利用碱洗方法进行清洗除油效果好，但是流痕重，碱洗后的冲洗尤其繁复，废水量大，对金属残留碎屑没有任何去除的作用；利用有机清洗剂则除油效果非常好，但是会产生一定的流痕，同样对金属残留碎屑也没有任何去除的作用。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种不锈钢母合金铸锭表面清理方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一，按照如下组分及质量份数称取原料制备清理液组分A：
二氧化硅气凝胶 5-8份
聚四氟乙烯纤维 3-6份
高硅氧玻璃纤维 3-6份
氧化锌粉 6-8份
呋喃树脂 18-25份
羟基硅酸镁 2-3份
碳酸钠 5-8份
碳酸氢钠 3-5份
将上述原料混合后在行星式研磨机内研磨至固体物尺寸小于1μm，得到组分A；
步骤二，按照如下组分及质量份数称取原料制备清理液组分B：
将磷酸、对苯磺酸、硫酸乙酯以质量比1:1：（0.2-0.4）进行混合，搅拌均匀，得到组分B；
步骤三，将组分A与组分B以质量比1：（0.18-0.25）进行混匀制成清理液，然后将铸造后获得的母合金铸锭立即浸于清理液中，待铸锭表面形成包裹层后取出铸锭；
步骤四，在50-60℃条件下干燥铸锭表面，干燥后利用外力撕开固化后的包裹层，得到表面清理后的母合金铸锭。
2.如权利要求1所述不锈钢母合金铸锭表面清理方法，其特征在于：步骤一中，所述二氧化硅气凝胶的密度为65-70kg/m3，比表面积为200-300m2/g。
3.如权利要求1所述不锈钢母合金铸锭表面清理方法，其特征在于：步骤一中，所述聚四氟乙烯纤维和高硅氧玻璃纤维长度为0.5-2mm，直径为15-20μm。
4.如权利要求1所述不锈钢母合金铸锭表面清理方法，其特征在于：步骤一中，所述氧化锌粉和羟基硅酸镁粒度为0.5-1μm。
5.如权利要求1所述不锈钢母合金铸锭表面清理方法，其特征在于：步骤二中，磷酸、对苯磺酸、硫酸乙酯以质量比1:1：0.35进行混合。
6.如权利要求1所述不锈钢母合金铸锭表面清理方法，其特征在于：步骤三中，所述包裹层厚度为100-200μm。
7.如权利要求1所述不锈钢母合金铸锭表面清理方法，其特征在于：步骤四中，采用的是暖风干燥。
8.如权利要求1所述不锈钢母合金铸锭表面清理方法，其特征在于：步骤四中，干燥时长为5-8分钟。
9.如权利要求1所述不锈钢母合金铸锭表面清理方法，其特征在于：步骤四中，干燥后的包裹层硬度以铅笔硬度计为2B-2H范围内。
10.如权利要求1所述不锈钢母合金铸锭表面清理方法，其特征在于：步骤四中，干燥后的包裹层硬度以铅笔硬度计为HB、F或者H。
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