CN112301397A - 一种能够使不锈钢或高温合金材料表面快速形成草酸盐润滑膜的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种能够使不锈钢或高温合金材料表面快速形成草酸盐润滑膜的方法，S1：待润滑棒材或盘圆丝材表面间穿插着缠绕一些普通钢丝；S2：待润滑棒材或盘圆丝材放入草酸盐润滑处理槽液中，待润滑棒材或盘圆丝材之间应分散开；S3：每隔0.5‑1分钟观察一次待润滑材料表面；S4：将已润滑完成的棒材或盘圆丝材移出润滑处理液，去除缠绕的钢丝，则待润滑材料草酸盐润滑处理完成。本发明所述的一种能够使不锈钢或高温合金材料表面快速形成草酸盐润滑膜的方法，通过增加简单辅助材料可实现难以润滑材料的润滑处理，减少了模具磨损严重问题，能够连续稳定生产，延长了磨具的使用寿命。

Description

一种能够使不锈钢或高温合金材料表面快速形成草酸盐润滑 膜的方法
技术领域
本发明属于表面处理技术领域，尤其是涉及一种能够使不锈钢或高温合金材料表面快速形成草酸盐润滑膜的方法。
背景技术
不锈钢或高温合金材料在冷成型加工过程中，由于材料本身的粘性大，造成粘模的现象严重，导致材料表面被拉伤或成型不饱满，模具磨损严重问题，难以形成连续稳定生产。在材料表面进行草酸盐润滑处理，在冷成型加工过程中，草酸盐膜作为润滑膜，起到了良好的润滑效果，避免了以上问题，可实现连续稳定生产，延长了模具的使用寿命。
草酸盐润滑处理液主要成分为草酸，硫代硫酸钠、硫酸铁、亚硫酸氢钠，对于大部分不锈钢或高温合金如302、304、1Cr17Ni2、0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr16Ni6等经此溶液处理都可获得良好的润滑效果，而对于一些耐蚀性更好的不锈钢或高温合金如1Cr18Ni9Ti、A286、13-8Mo等使用该溶液处理很难得到质量较好的润滑层，有的甚至形成不了草酸盐润滑膜。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种能够使不锈钢或高温合金材料表面快速形成草酸盐润滑膜的方法以解决某些耐蚀性较好的不锈钢或高温合金材料的草酸盐润滑加工不能连续稳定生产，后续成形模具的使用寿命短、零件表面出现拉伤、折叠等缺陷的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种能够使不锈钢或高温合金材料表面快速形成草酸盐润滑膜的方法，包括以下步骤：
S1：待润滑棒材或盘圆丝材表面螺旋缠绕一些普通钢丝；
S2：将缠绕钢丝的待润滑棒材或盘圆丝材放入草酸盐润滑处理槽液中，待润滑棒材或盘圆丝材之间应分散开；
S3：每隔0.5-1分钟观察一次待润滑材料表面；
S4：将已润滑完成的棒材或盘圆丝材移出润滑处理液，去除缠绕的钢丝，则待润滑材料草酸盐润滑处理完成。
进一步的，所述S1中缠绕钢丝的方法为纵向缠绕或者横向缠绕。
进一步的，所述钢丝直径为0.5-2mm。
进一步的，所述钢丝的螺距为50-100mm。
进一步的，所述S3中若表面变暗，无光泽，且出现均匀灰绿色至墨绿色附着物则证明已形成润滑膜层，处理时间一般为2-5分钟。
成膜反应机理：金属的草酸盐处理是按电化学过程的方式进行的，该过程包括金属在微阳极上的溶解，微阴极上的析氢和促进剂的还原，最终生成Fe、Ni、Cr等金属的硫化物和草酸盐。相关方程式如下：
在阳极上M→Mn++ne-
其中，Mn+—表示Fe2+、Ni2+、Cr3+、Mn2+、Mo4+
在阴极上2H++2e-→H2
在阴极上的H+由草酸的两步解离提供，即：
Figure BDA0002754507960000021
Figure BDA0002754507960000022
在阴极上另外还发生以下反应：
亚硫酸盐在阴极上还原
2SO3 2-+2e-+4H+＝S2O4 2-+2H2O
SO3 2-+6H＝S2-+3H2O
次硫酸盐部分分解
2S2O4 2-＝S2O3 2-+S2O5 2-
硫代硫酸盐在酸性介质中分解
S2O3 2-+2H+＝H2SO3+S
焦亚硫酸盐被氢原子还原
S2O5 2-+4H+＝SO3 2-+S+2H2O
形成难溶硫化物
Fe2++S2-＝FeS↓
Ni2++S2-＝NiS↓
Cr3++S2-＝Cr2S3↓
所形成的硫化物直接在金属表面上形成难溶的膜层。
金属离子向溶液扩散，生成难溶的草酸盐
Mn++C2O4 2-→Mn/2(C2O4)2/n
耐蚀性较好的不锈钢通过普通钢丝的诱导作用表面才能成膜的机理应该是耐蚀性较好的不锈钢材料成分中含有较多的相对Fe元素更为惰性的合金元素如Ti、Ni、Mo等，这些元素不容易释放电子发生氧化反应，只有当较活泼且浓度高的Fe元素释放大量电子发生氧化反应进而与S2-、C2O4 2-化合生成沉淀，附着在材料表面形成润滑膜层，以上反应过程促使草酸不断解离，含硫化合物持续发生还原反应，从而诱使较为惰性的元素同Fe元素一样失去电子发生一系列反应生成其润滑产物。
本发明公开了一种能够使耐蚀性较好的不锈钢或高温合金材料表面快速形成草酸盐润滑膜的方法，该方法的主要内容是在待润滑的材料表面缠绕一些普通不锈钢(或合金钢)丝材如302、304等，按照正常工艺进行处理，通过诱导作用可快速形成质量较好的草酸盐润滑膜层。
相对于现有技术，本发明所述的一种能够使不锈钢或高温合金材料表面快速形成草酸盐润滑膜的方法具有以下优势：
1、在不改变润滑处理液成分的前提下，通过增加简单辅助材料可实现难以润滑材料的润滑处理。
2、在棒料表面随意缠绕一些不锈钢丝即可获得良好的润滑膜层。
3、减少了模具磨损严重问题，能够连续稳定生产，延长了磨具的使用寿命。
附图说明
图1为能够使不锈钢或高温合金材料表面快速形成草酸盐润滑膜的方法的流程图；
图2为Cr18Ni9Ti不锈钢棒材草酸盐润滑前用302不锈钢丝缠绕示意图；
图3为实施例1中形成草酸盐润滑膜层后经镦制加工后表面；
图4为对比例1中形成草酸盐润滑膜层后经镦制加工后表面。
附图标记说明：
1-不锈钢棒材；2-不锈钢丝。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，一种能够使耐蚀性较好的不锈钢或高温合金材料表面快速形成草酸盐润滑膜的方法，该方法的主要内容是在不锈钢棒材1表面缠绕一些普通不锈钢(或合金钢)丝2如302、304等，按照正常工艺进行处理，通过诱导作用可快速形成质量较好的草酸盐润滑膜层。
一种能够使不锈钢或高温合金材料表面快速形成草酸盐润滑膜的方法包括以下步骤：
S1：待润滑棒材或盘圆丝材表面间穿插着缠绕一些普通钢丝；
S2：待润滑棒材或盘圆丝材放入草酸盐润滑处理槽液中，待润滑棒材或盘圆丝材之间应分散开，避免大面积接触，以保证待润滑材料表面润滑膜成膜的均匀性。
S3：每隔0.5-1分钟观察一次待润滑材料表面；
S4：将已润滑完成的棒材或盘圆丝材移出润滑处理液，去除缠绕的钢丝，则待润滑材料草酸盐润滑处理完成。
所述S1中缠绕钢丝的方法为纵向缠绕或者横向缠绕。
所述钢丝直径以0.5-2mm。
所述钢丝间距以50-100mm。
所述S3中若表面变暗，无光泽，且出现均匀灰绿色至墨绿色附着物则证明已形成润滑膜层，处理时间一般为2-5分钟。
实施例一
对于直径为8mm，长度不限的1Cr18Ni9Ti不锈钢圆棒料，采用直径为0.8mm的304不锈钢丝材缠绕在棒材表面，则润滑处理2-5min可在1Cr18Ni9Ti不锈钢圆棒料表面形成连续均匀致密的草酸盐润滑膜层。在后续镦制成型过程中成型饱满，表面无折叠及明显拉伤痕迹，见图三。
对比例一
将直径为8mm，长度不限的1Cr18Ni9Ti不锈钢圆棒料，放入草酸盐润滑处理液中，润滑处理5-30min或更长时间，在1Cr18Ni9Ti不锈钢圆棒料表面无法形成明显草酸盐润滑膜层，表面仍有金属光泽。在后续镦制成型过程中成型欠饱满，表面折叠及拉伤明显，见图4。
实施例二
对于直径为4mm，长度不限的A286高温合金盘圆丝材，采用直径为0.5mm的Q235低碳钢丝错综缠绕在盘原料表面，不需要严格按不锈钢丝材走向每根都进行缠绕，缠绕方式可随意调整改变，最终保证合金钢丝与待润滑不锈钢丝材多处接触即可，如此润滑处理1-3min可很快在A286高温合金盘圆丝材表面形成连续均匀致密的草酸盐润滑膜层。在后续镦制成型过程中成型饱满，表面无折叠及明显拉伤痕迹。
对比例二
将直径为4mm，长度不限的A286高温合金盘圆丝材，放入草酸盐润滑处理液中，润滑处理5-15min或更长时间，A286高温合金盘圆丝材表面形成不连续且疏松的草酸盐润滑膜层。在后续镦制成型过程中表面拉伤明显。
实施例三
将直径为8mm，长度为50mm的13-8Mo高温合金断料后的棒材，用302或304不锈钢篮筐盛装零件，润滑过程中应频繁抖动零件，润滑处理10-20min可使棒材表面形成均匀的草酸盐润滑膜层。若另外再在棒材中混入直径5-8mm，长度20-40mm或60-100mm的302或304不锈钢短棒坯料亦或将直径0.5-1.5mm的302或304不锈钢丝团成小球混入待润滑棒材中，润滑处理时间可缩短至2-5min即可使棒材表面形成均匀的草酸盐润滑膜层。在后续镦制成型过程中成型饱满，表面无折叠及明显拉伤痕迹。
对比例三
对于直径为8mm，长度为50mm的13-8Mo高温合金断料后的棒材，用塑料篮筐盛装，放入草酸盐润滑处理液中，润滑处理5-15min或更长时间，润滑过程中频繁抖动零件，棒材表面无法形成草酸盐润滑膜层。在后续镦制成型过程中成型欠饱满，表面折叠及拉伤明显。
本发明在不需改变草酸盐润滑处理液成分的前提下，只需在耐蚀性较好的正常情况下不易被润滑上的材料表面缠绕或(夹杂)适量的普通钢丝，则该不易被润滑的材料表面就会在5分钟内很快覆盖上连续致密，附着力较好的草酸盐润滑膜层，为材料的后续镦制变形加工提供了很好的表面条件，避免了粘模、拉伤、折叠、成形欠饱满等问题的出现，具有操作简单、成本低、加工效率高、效果稳定的特点，具有很强的实际应用价值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种能够使耐蚀性较好的不锈钢或高温合金材料表面快速形成草酸盐润滑膜的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：待润滑棒材或盘圆丝材表面螺旋缠绕一些普通钢丝；
S2：将缠绕钢丝的待润滑棒材或盘圆丝材放入草酸盐润滑处理槽液中，待润滑棒材或盘圆丝材之间应分散开；
S3：每隔0.5-1分钟观察一次待润滑材料表面；
S4：将已润滑完成的棒材或盘圆丝材移出润滑处理液，去除缠绕的钢丝，则待润滑材料草酸盐润滑处理完成。
2.根据权利要求1所述的一种能够使耐蚀性较好的不锈钢或高温合金材料表面快速形成草酸盐润滑膜的方法，其特征在于：所述S1中缠绕钢丝的方法为纵向缠绕或者横向缠绕。
3.根据权利要求1所述的一种能够使耐蚀性较好的不锈钢或高温合金材料表面快速形成草酸盐润滑膜的方法，其特征在于：所述钢丝直径为0.5-2mm。
4.根据权利要求1所述的一种能够使耐蚀性较好的不锈钢或高温合金材料表面快速形成草酸盐润滑膜的方法，其特征在于：所述钢丝的螺距为50-100mm。
5.根据权利要求1所述的一种能够使耐蚀性较好的不锈钢或高温合金材料表面快速形成草酸盐润滑膜的方法，其特征在于：所述S3中若表面变暗，无光泽，且出现均匀灰绿色至墨绿色附着物则证明已形成润滑膜层，处理时间一般为2-5分钟。
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