CN1143123A - 金属表面抛光液 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电化学，尤其是涉及钢抛光液，且涉及提高电解液的技术效能。为了解决提出的任务采用一种溶液，该溶液含铵盐和水，还含氯化钠，作为铵盐使用氯化铵，具有下列成分比，重量％：

氯化铵 2-4

氯化钠 2-3

水 余量该电解液的组成可允许结构钢在电动力学阳极条件下进行抛光。作为处理的结果，表面从原始的R_Z＝40……20达到Ra＝0.14，表面反射系数可从ρ＝4％提高到ρ＝66％。

Description

金属表面抛光液

本发明涉及电化学和处理金属的电化学方法，尤其是涉及电抛光钢制品的溶液并且在仪表制造、机器制造、汽车和拖拉机制造以及其它工业领域中找到用途。

已知适用于钢的电化学抛光液，磷酸和硫酸是其基本成分(参见：Грилихес C.H.ЗЛектрохимическое полирование.Л.，I976，стр.75-79.)。

毒性大、使用昂贵的磷酸、化学腐蚀性是上述溶液的缺点。此外，在以磷酸和硫酸为基的电解液中，用电流体力学阳极方法，在提高电压时(100伏以上)看不出抛光的效果。制品被镀上不均匀的黑色膜，或者在原始表面出现点蚀。

在添加甘露醇(浓度为0.5-5重量％)的硫酸铵(NH₄)₂SO₄(浓度为2-6重量％)水溶液中，用电流体力学阳极方法进行处理，就技术实质而言与本发明最接近(参见：Аторское свидетъство CCCP № I3I4729，МНК C25Г3/I6，I988-(прототип).)。

技术效能的有限性是上述溶液的缺点，尤其是高碳(60Г、65Г、75Г)和低碳(0.8KП，CT3、CT5、CT10)结构钢制品在上述电解液中缺乏抛光的效果，该制品具有带氧化皮痕迹的粗糙表面。

本发明的任务是提高电解液的技术效能。

为了解决提出的任务，使用适于金属表面，特别是钢制品表面，的抛光液，该溶液含铵盐和水，该溶液另外还含有氯化钠，作为铵盐使用氯化铵，按下列成分比，重量％：

氯化铵    2-4

氯化钠    2-3

水       余量

把含氯化铵NH₄Cl和氯化钠NaCl的电解液加热到75-95℃时，电解液成分-盐，NH₄Cl-发生水解，反应按如下方式进行：

由于第二组分-不发生水解的氯化钠(NaCl)-参加该过程，所以使平衡左移，即向生成NH₄Cl的方向移动，相应地使水解程度降低，过程达到了稳定而且使原料NH₄Cl的浓度增大。这就保证了溶液中的阴离子Cl^-维持恒定，显示出阴离子对效率的影响，而阴离子NH₄ ⁺，有助于被处理表面光泽的提高。

推荐该过程在电解液温度为75-95℃、电压范围在220-240伏下进行，处理的时间基本上取决于起始的表面，且完成时间6-10分钟。

在各种组成比例下对电解液进行研究。具体实施例列于表1中。                  表1

成分，按重量％计	1	2	3	4	5	6
							NH4Cl                           1，0      2，0        2，5        3，0        4，0        5，0NaCl                             1，0      2，0        2，5        3，0        4，0        5，0水                               98，0     96，0       95，0       94，0       92，0       90，0

研究的结果确定了组分的浓度对金属的效率和相应对粗糙度指标Ra和表面反射能力ρ影响的依赖关系。

所获得的结果列于表2中。

                             表2

被处理钢	电解液组成
							1	2	3	4	5	6
	1	2	3	4	5	6							7

 钢60ГRa(微米)                     4，8         1，62       0，32      0，36       0，38         2，39

ρ％                               16           32          62           64          62            32钢65Г Ra(微米)                     4，3         1，51       0，31        0，29       0，34         2，49

ρ％                             18           35          58           58          56            28

1                                 2            3           4            5           6             7钢7Г Ra微米                        4，52        1，30       0，28        0，28       0，31         2，4

ρ％                            18           43          50           50          50            32钢0，8КПRa微米                  2，88        1，29       0，16        0，18       0，2          1，52

ρ％                            28           40          66           66          64            37钢3 Ra微米                        2，39        1，20       0，16        0，14       0，18         1，82

ρ％                            30           48           66           66         66            35钢5 Ra微米                        2，52        1，32        0，28        0，29      0，34         1，62

ρ％                             24           46           54           54         52            35钢IO Re微米                       2，88        1，25        0，24        0，28      0，32         1，51

ρ％                            22           46           52           50         50            34

按本发明的电解液的处理条件如下：

电压220-240伏，电解液温度75-95℃，处理时间10分钟，起始表面-热处理后轧制的Rz＝40，反射系数ρ＝4％。

正如表2所示，当氯化铵的浓度低于2％时，导致抛光进行得不均匀，过程不稳定的原因在于低浓度和电解液中的氯化铵达不到饱和度。

当氯化铵的浓度提高超过最佳浓度(4％)时，导致溶液过饱和(观察到电流猛升，电解液沸腾)，阳极上发生显著的放热现象，以致于对引入的技术特征产生不良影响(光泽降低而表面粗糙性增加)。

氯化钠浓度的降低(低于2％)可导致过程很快停止，因为电解液由于氯化铵盐的水解而被耗尽来不及还原。当氯化铵的浓度增加超过3％时将导致电解液过饱和。

本发明的溶液可允许抛光各种类型结构的钢制品，无论是高碳钢，无论是低碳钢，同时可清除氧化皮而使被处理的表面粗糙度由Rz＝40降到Ra＝0.14微米，从而获得光亮的表面(反射系数达到66％)，而同时已知的溶液只允许铬钢和铬镍钢在电动力学阳极条件下抛光。

本发明溶液的导电系数δ＝0.178Ω^-1cm^-1，超过了作为标准提出的δ6％(NH₄)₂SO₄＝0.117Ω^-1cm^-1。这样一来，使得本发明的区别特征可得到符合发明标准”本质区别”的结论。

作为样品可使用规格为30×20×2mm的60Г｀、65Г｀和70Г，80КП CT3、CT5、CT10钢的薄片。所有片状样品的处理时间选择恒定的10分钟。电解液温度和提出的溶液电压都是最佳的。表面粗糙度在表面光度仪251型上测量，表面光泽按在光度计Ф0-1上的反射数值评价。

使溶液在淬火后的65Г｀钢的一批工厂部件"刃"上同时进行实验。一批研究的部件由50个组成。处理是在最佳溶液浓度(3％-NH₄Cl和2.5％NaCl)下，处理时间为7分钟的最佳条件下进行的。处理的结果使表面粗糙度由Rz＝40…20降低到Ra＝0.32…0.14微米，表面反射系数从ρ＝4％升到ρ＝66％。

Claims (1)

1.抛光金属表面，尤其是钢制品表面用抛光液，含铵盐和水，其特征在于该抛光液还含氯化钠，作为铵盐使用氯化铵，具有如下的成分比，重量％：

氯化铵    2-4

氯化钠    2-3

水        余量