一種去除不銹鋼表面氧化皮的方法

一種去除不銹鋼表面氧化皮的方法
【專利摘要】本發明公開了一種去除不銹鋼表面氧化皮的方法，包括：（a）將待處理工件與放電極板相對固定設置在絕緣容器中，在所述絕緣容器中盛放復合緩沖工作液；（b）將高壓脈沖電源的負極端與所述放電極板相連、高壓脈沖電源的正極端與所述工件相連；（c）接通高壓脈沖電源，使高壓脈沖電源通過放電極板對所述工件放電，對浸沒在所述復合緩沖工作液中的工件處理3-10min，斷開所述高壓脈沖電源，取出工件、清洗、干燥即可。本發明提供的方法不僅操作簡單方便，而且去除后的工件表面干凈、均勻，去除效率高、工作穩定性好、可靠性高、電極壽命長、成本低，在工業生產中實用性很強。
【專利說明】一種去除不銹鋼表面氧化皮的方法

【技術領域】
[0001]本發明涉金屬材料氧化皮的清洗方法，具體地說是一種去除不銹鋼表面氧化皮的方法。

【背景技術】
[0002]隨著社會的發展與冶煉技術不斷的提高、成本的降低，不銹鋼材料廣泛的應用到各行各業，在工業、建筑、化工、醫療、裝飾、食品機械、藝術品、家用電器、日常生活等方面，都起到不可欠缺的作用。不銹鋼具有強度高、耐蝕性好等諸多優點，但是其顏色絕大部分是銀白色的，無論是鏡面不銹鋼還是磨砂亞光不銹鋼，都會給人一種冷冰冰、缺乏親和力的感覺。因此，為了適應市場多樣化需求，近年來行業內商家會對不銹鋼工件進行著色鍍膜。目前，不銹鋼著色鍍膜的方法主要有以下幾種:1.化學氧化著色法；2.電化學氧化著色法；
3.離子沉積氧化物著色法；4.高溫氧化著色法；5.氣相裂解著色法。但是，無論哪種鍍膜方法均要求不銹鋼工件的鍍膜表面要干凈、平整。而不銹鋼坯在冷軋、熱軋及退火加工過程中，其表面都會產生一層結構致密的、與基體結合牢固的、且有一定厚度的氧化皮層，一般在十幾個微米量級；這就在鍍膜之前需要工作人員對氧化皮進行去除，如果該氧化皮去除不干凈，鍍膜與不銹鋼基體結合就不牢固，容易造成局部褪色、變色，嚴重時鍍膜脫落。可見，去除不銹鋼表面氧化皮在鍍膜不銹鋼器件的加工中起著非常重要的作用。
[0003]目前，國內外去除不銹鋼氧化皮主要采用以下幾種方式:
1、物理機械方式，主要是通過動力使介質與不銹鋼表面產生摩擦，如噴砂等；這種方法工序簡單，但是這種單一的物理機械處理方式，存在處理效率低、對工件的折角處以及對薄板的處理平整度較差的問題；
2、化學與電化學方式，主要是通過酸洗、電解與不銹鋼表面產生化學反應；這種方法耗時長、并產生大量氮氧化物，對環境危害較大，而且酸洗不充分導致氧化皮殘留，過腐蝕又會導致工件表面平整度損失；此外，由于工件表面活性中心分布均勻度差，僅僅依靠肉眼很難檢測加工質量，從而導致酸洗工件質量穩定性不好；
3、激光去除法,如CN1224644A公開了一種從金屬表面去除氧化物的方法,包括:利用產生脈沖寬度很短，脈沖重復頻率很高及平均功率很高的電磁輻射的激光器，產生輻射，使此輻射經過至少一個光學元件以使其聚焦成在與該金屬表面接觸點處至少約5MW/cm2的表面功率密度的入射光束，及使聚焦的輻射光束在橫向上完全跨越覆蓋金屬表面的氧化物，以使通過一個或多個脈沖的相互作用由蒸發將該氧化物去除。該方法去除氧化皮不均勻、不干凈，而且需要昂貴的激光器才能達到完成，實用性相對較差；
4、物理化學方式，主要是通過物理方式與化學方式相結合，如鋼刷與酸洗結合、超聲波與酸洗結合、超聲波、酸洗與電解相結合等；這些方式在目前行業內使用較為廣泛，如CN100402703C公開了一種去除熱軋鎳不銹鋼材料氧化皮的方法，包括:(1)將不銹鋼棒材或板材用化學酸洗液在5?95°C下浸泡4?180min，(2)將被清洗材料置于水中用超聲波發生器超聲處理5?120s，所述酸洗液的組分及重量配比為:硫酸或鹽酸5%?25%，無機硫化物0.5?15%，其余為水。CN1900384A公開了一種采用超聲波和電解組合去除零件表面氧化皮的工藝，是在同一電解液中利用不同電解與超聲波組合去除氧化皮，通過控制電解、超聲波工藝參數實現在20±2°C下、3?5min/5 μ m時間內完成去除金屬材料表面氧化皮。這些方法相對單一物理法或化學法處理其功效較高，但是像超聲波應用在去除不銹鋼表面氧化皮上，本身存在著先天不足:①超聲波聲場在液體介質中傳播，必然要衰減，也就是靠近超聲換能器的位置聲場強，越遠離聲場就越弱；②超聲的空化作用也是不均勻的，空化泡會形成一層強、一層弱、一層強、一層弱的空間分布，所以在去除的不銹鋼表面氧化皮時存在去除不均勻的問題；③超聲波在液體中空化時伴隨有空化泡的非線性振動會產生各次諧波和分諧波以及空化泡的崩潰會輻射出連續噪聲，這些成分相互疊加會形成液體空化噪聲。噪聲透過水與空氣界面向工作空間輻射，大約在85dB左右，危害工作人員身心健康。而電化學去除不銹鋼表面氧化皮，也存在著一些不確定因素，主要有:①處理液:處理液中各物質狀態(價態、活度、酸度、沉淀形成等)；處理液的溫度變化；工件的材質、總面積和形狀；工件表面活性中心分布；還原電極表面污染等等。若控制不當，會造成工件表面氧化皮去除不徹底或腐蝕過度，特別對面積大的不銹鋼裝飾板類工件，其處理過程參數更不易控制，很難做到穩定重現。②電極。當電流通過電極時，電極被極化，在電極的表面有新物質生成，使電極的穩定性變差、電催化效率降低；同時，在電極與處理液界面將會產生電化學熱，在不同溫度下電極的電荷傳遞系數、擴散系數和電極反應速率都會變化。可見，目前現有技術去除氧化皮存在較多不足，因此非常有必要開發一種新技術更有效地去除氧化皮，以滿足當前不銹鋼的鍍膜需求。


【發明內容】

[0004]本發明的目的就是提供一種去除不銹鋼表面氧化皮的方法，以解決去除不銹鋼表面氧化皮存在去除不干凈、不均勻，難以滿足鍍膜需求的問題。
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:一種去除不銹鋼表面氧化皮的方法，包括以下步驟:
Ca)將待處理工件與放電極板以10?30cm的間距相對固定設置在絕緣容器中，在所述絕緣容器中盛放復合緩沖工作液；所述復合緩沖工作液包括由醋酸-醋酸鈉緩沖液和檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液按體積比為1: 0.5?2組成的混合緩沖液，以及在每升所述混合緩沖液中添加的脂肪醇聚氧乙烯醚0.1?3g、聚乙二醇單壬基苯基醚0.2?5g、氨基硫脲0.1?I g、六次甲基四胺5?20g、苯并三氮唑0.01?0.15g、草酸10?50g、乙二胺四乙酸二鈉10?20g、苯胺0.1?0.5g、硫酸單異辛酯0.1?0.4g、有機酸0.1?0.5g、有機娃消泡劑0.01?0.lg、乙氧基炔丙醇I?3g、卩比唳10?20 g、丙炔磺酸鈉0.05?I.Ig ;
(b)將高壓脈沖電源的負極端與所述放電極板相連、高壓脈沖電源的正極端與所述工件相連；所述高壓脈沖電源的脈沖電壓峰值為3000V?10000 V，脈沖電流的峰值約350?600A，脈沖頻率10?40 Hz ;
(c )接通高壓脈沖電源，使高壓脈沖電源通過放電極板對所述工件放電，對浸沒在所述復合緩沖工作液中的工件處理3?10 min，斷開所述高壓脈沖電源，取出處理后的工件、清洗、干燥即可。
[0006]本發明步驟(a)中所述有機酸為酒石酸、乳酸、蘋果酸、白屈菜氨酸、丁二酸、丙酸、己二酸、琥珀酸、氨基乙酸、氨基丙酸、胱氨酸以及半胱氨酸中的一種或兩種及兩種以上任意比例的混合物。
[0007]本發明步驟(a)中所述有機酸為酒石酸、己二酸、氨基乙酸三種任意比例的混合物。
[0008]本發明步驟(a)中所述有機硅消泡劑的劑型:ZJ_822型；其生產廠家為:廣州止境化工科技有限公司；
所述醋酸-醋酸鈉緩沖液為每升緩沖液中含有冰醋酸60mL和無水醋酸鈉160g ;所述朽1檬酸-朽1檬酸鈉緩沖液為每升緩沖液中含一水合朽1檬酸8.6g與二水合朽1檬酸三鈉15.2g0
[0009]本發明步驟(a)中所述復合緩沖工作液的初始電導率400?800 μ S/cm。
[0010]本發明步驟(b)中所述放電極板上設置有指向所述不銹鋼工件表面氧化皮的若干電極尖端；所述電極尖端為分布在所述放電極板上凸孔的邊沿尖端；所述電極尖端也可以為設置在所述放電極板上的不銹鋼釘或可改變長度的尖端放電桿；所述電極尖端長短不一；所述電極尖端呈矩陣排布在所述放電極板上。
[0011]本發明步驟(b)中所述高壓脈沖電源包括直流高壓電源、限流電阻、觸發開關、電容以及導線，所述直流高壓電源與限流電阻、電容通過導線相串聯，所述電容與所述觸發開關、放電極板以及工件相并聯，所述放電極板與高壓脈沖電源的負極端相連、所述工件與高壓脈沖電源的正極端相連；所述觸發開關用于控制高壓脈沖電源為所述放電極板及工件提供放電和斷電。
[0012]本發明中所述觸發開關為磁脈沖壓縮開關、閘流管開關、火花隙開關以及高壓放電觸發開關，優選聞壓放電觸發開關，如CN103198956 A所公開的技術內容。
[0013]本發明中的復合緩沖工作液，是一種弱酸性(pH為5左右)溶液，其本身具有除油、溶銹、防止過度腐蝕、酸霧抑制、穩定酸度、防止沉淀、改善傳質、促進氣體脫附及光亮等功能。本發明將高壓脈沖技術與復合緩沖工作液相結合，將脈沖高壓施加到放電極板與工件上，在強電場的作用下，使放電極板與工件在復合緩沖工作液中形成放電；出現了從放電極板向工件表面方向延伸的高電導率的根須狀放電通道，當通道一旦到達對面的工件時，電能就會沿著通道以浪涌式釋放；此時，脈沖電能在微秒級的時間內向放電通道傾入，形成電子雪崩，巨大的脈沖電流(13?15A)使通道內形成高電能密度(12?103J/cm3)，由此引起局部高溫(14?15K)，并出現弧光放電；進而將電能在復合緩沖工作液的協同下轉化為力學效應、電磁效應、聲學效應、熱學效應、光學效應及化學效應，使工件上的氧化皮在各種效應的作用下，快速、均勻、干凈地去除，由此實現了發明目的。
[0014]本發明提供的方法在去除不銹鋼表面氧化皮的效果上優于現有技術，其主要在于:①高溫高壓狀態下的超臨界水氧化作用。在高溫高壓狀態下，熱膨脹引起復合緩沖工作液的密度減小，而壓力的升高又使氣液兩相的相界面消失，成為均相體系的超臨界狀態。在這種狀態下的復合緩沖工作液，具有反應速度快、反應時間短、反應溫度低等獨特的理化性質，對化學性質穩定的氧化皮的有很強的腐蝕性，從而加快了氧化皮的去除；②在復合緩沖工作液中放電導致電離或電子轉移，元素價態發生變化。聚集在電極兩端的電荷會產生極大的電壓差，使得電極附近的復合緩沖工作液被擊穿，產生從高壓電極向外延伸的高電導率的電離通道，迅速將能量密度(12?103J/cm3)的電能注入復合緩沖工作液中，從而出現電子轉移的過程，氧化皮在復合緩沖工作液中釋放出或接受電子，改變了局部氧化皮層中某些氧化物的性質，提高了氧化皮的酸水溶性高壓脈沖放電產生等離子體通道內的高溫熱解。在放電過程中，放電通道內完全由稠密的等離子體所充滿，產生瞬間溫度可達(14?15K)、壓力可達(12?13 MPa)的高溫高壓，產生向外迅速膨脹的沖擊波，這種對氧化皮的沖擊遠遠強于噴砂、噴丸的效果。由于水具有不可壓縮的特性，在高壓下，復合緩沖工作液被壓入氧化皮的鱗縫中并膨脹，松動工件基體上的氧化皮，為加速去除不銹鋼表面氧化皮提供了條件；④當工作電壓達到擊穿電壓時，在工件表面出現無數個游動、細小的銀白色弧光放電點，并伴隨輕微的反應聲。這些弧光放電點存在的時間很短，沒有固定位置，從而實現比較均勻地去除工件氧化皮的目的；⑤高壓脈沖電源通過放電極板上電極尖端的巧妙設計結合復合緩沖工作液的協同作用，即使工件的形狀及表面凸凹不平也能達到滿意的效果。
[0015]本發明將高壓脈沖放電與復合緩沖工作液相協同，將電能轉化為力學效應、聲學效應、熱學效應以及化學效應等各種效應，實現了快速、均勻、干凈地去除不銹鋼表面氧化皮，同時，本發明使用的復合緩沖工作液，使用活性降低后也無需廢棄，只需補充一部分母液即可繼續循環使用。可見，本發明不僅方法簡單、成本低廉、去除效率高、工作穩定性和可靠性高、放電極板的壽命長、去除氧化皮后的不銹鋼表面十分光潔、能夠滿足再次鍍膜的需求；而且在工業生產中無需頻繁排放工作廢液，既經濟又環保；彌補了現有方法的不足，實用性強，應用前景廣闊。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發明所用氧化皮去除裝置的結構示意圖；
圖2為本發明高壓脈沖電源放電去除氧化皮的工作示意圖；
圖3為放電極板及電極尖端的局部結構放大示意圖；
圖4為實施例1處理前不銹鋼工件表面顯微鏡圖；
圖5為實施例1處理后不銹鋼工件表面顯微鏡圖；
圖6為對比例I處理前不銹鋼工件表面顯微鏡圖；
圖7為對比例I處理后不銹鋼工件表面顯微鏡圖；
圖8為對比例2處理前不銹鋼工件表面顯微鏡圖；
圖9為對比例2處理后不銹鋼工件表面顯微鏡圖。
[0017]圖中:1、可調直流高壓源，2、放電電容，3、限流電阻，4、高壓放電觸發開關，5、絕緣容器，6、放電極板，7、復合緩沖工作液，8、工件，9、導線，1、根須狀放電通道，11、電極尖端。

【具體實施方式】
[0018]下面實施例用于進一步詳細說明本發明，但不以任何形式限制本發明。
[0019]按照圖1所示結構組裝成氧化皮去除裝置，該裝置包括高壓脈沖電源和反應器兩部分。
[0020]其反應器包括絕緣容器5、放電極板6、工件8以及復合緩沖工作液7，可以在絕緣容器5中設置有支架，將放電極板6與工件8相對固定安裝在絕緣容器5中的支架上，以確保工件8與放電極板6相互平行且相對固定；然后將預先配好的復合緩沖工作液7倒入絕緣容器5內，浸沒且超過放電極板6及工件8高度2?3cm，也可根據工件需要去除氧化皮的高度盛放復合緩沖工作液7，放電極板6與工件8的間距為10?30cm。
[0021]絕緣容器5可以為由塑料、電木等絕緣材料制作成的開上口的長方形容器，并要有一定的強度，底面安裝一個排污閥門，供使用時定期排污；容器的容量由長、寬、高三個尺寸決定；長、寬、高要考慮放電極板6與工件8的間距、兩者的高度以及與絕緣容器5容器側壁的間距。本發明的實施例中絕緣容器5的實際內尺寸為長120cm、寬45cm、高120cm，將放電極板6、工件8距絕緣容器5的側壁、底面的距離d約為10 cm，盛放的復合緩沖工作液7的液面高于工件8和放電極板6高度2 cm。
[0022]放電極板6和帶氧化皮的工件8均可為普通不銹鋼板，本發明中選用了 lCrl8Ni9不銹鋼板(也稱302板)，具有良好的耐腐蝕性能，對于小< 65%的硝酸的強氧化性酸，抗腐蝕性強，對于堿性溶液和大部分有機酸、無機酸也有一定的抗腐蝕性。本發明的實施例中選用板材的板厚均為0.5cm,面積為Im2,即:長X寬=100 cmX 100 cm。
[0023]放電極板6上均勻設置有若干電極尖端11，帶有電極尖端11的放電極板6可制作成多種形式:如在不銹鋼平板上沖壓出多個陣列的凸起的尖端，凸起的尺寸可在(5^10cm) X (5^10 cm)范圍選擇；也可參照前一種方式，只是將沖壓凸起的尖端改為安裝一種可改變長度的尖端放電桿，以適應工件凸凹不平的表面，使放電間距基本保持一致。如圖3所示，本發明的實施例中放電極板6上設有指向工件8氧化皮的多個電極尖端11，電極尖端11呈陣列，電極尖端11由錐度60°、直徑Φ0.5cm的沖頭沖壓制成一圓環，任意兩圓環中心間距L為5cm，圓環平均凸起高度X為0.3cm ;沖頭在沖壓過程中，將板材撕裂，由此圓環的頂部就形成了不規則的、凸凹不平的電極尖端U。
[0024]復合緩沖工作液7包括由醋酸-醋酸鈉緩沖液和檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液按體積比為1: 0.5?2組成的混合緩沖液，以及在每升所述混合緩沖液中添加的脂肪醇聚氧乙烯醚0.1?3g、聚乙二醇單壬基苯基醚0.2?5g、氨基硫脲0.1?I g、六次甲基四胺5?20g、苯并三氮唑0.01?0.15g、草酸10?50g、乙二胺四乙酸二鈉10?20g、苯胺0.1?0.5g、硫酸單異辛酯0.1?0.4g、有機酸0.1?0.5g、有機硅消泡劑0.01?0.lg、乙氧基炔丙醇I?3g、吡啶10?20 g、丙炔磺酸鈉0.05?1.1g ;混合緩沖液是由醋酸(冰醋酸60mL/L)_醋酸鈉(無水醋酸鈉160g/L)緩沖液與檸檬酸(一水合檸檬酸8.6g/L)-檸檬酸鈉(二水合檸檬酸三鈉15.2g/L)水緩沖液組成。該復合緩沖工作液的初始電導率為400?800 μ S/cm,溫度約為室溫、pH為5左右。其中有機酸為酒石酸、乳酸、蘋果酸、白屈菜氨酸、丁二酸、丙酸、己二酸、琥珀酸、氨基乙酸、氨基丙酸、胱氨酸以及半胱氨酸中的一種或兩種及兩種以上任意比例的混合物；優選酒石酸、己二酸、氨基乙酸三種任意比例的混合物；有機硅消泡劑的劑型:ZJ-822型；生產廠家為:廣州止境化工科技有限公司。
[0025]如圖1所示，高壓脈沖電源包括可調直流高壓電源1、限流電阻3、高壓放電觸發開關4、放電電容2以及若干導線9，其中直流高壓電源I與限流電阻3、放電電容2通過導線9相串聯，放電電容2、高壓放電觸發開關4與反應器中放電極板6和工件8相并聯，為反應器提供了高壓脈沖電源，將放電極板6與高壓脈沖電源的負極端相連、所述工件8與高壓脈沖電源的正極端相連；高壓放電觸發開關4用于控制高壓脈沖電源為放電極板6及工件8提供放電或斷電。本發明中高壓放電觸發開關4未CN103198956 A所公開的技術內容。其高壓放電觸發開關4也可以替換為磁脈沖壓縮開關、閘流管開關以及火花隙開關等。
[0026]本發明中可調直流高壓電源，其功率的大小、電壓的調節范圍視工件的工作面積及放電極板與工件的間距來確定；放電電容的容量、限流電阻的阻值、高壓放電觸發開關的轉動頻率，也與直流高壓源的功率、電壓及放電極板與工件的間距有關，這些參數的確定屬于公知技術范疇。
[0027]本發明在處理不銹鋼表面氧化皮時，啟動高壓放電觸發開關4，接通高壓脈沖電源，使高壓脈沖電源通過放電極板6對工件8放電，對浸沒在所述復合緩沖工作液7中的工件進行處理，當高壓放電觸發開關4轉過接通狀態，形成斷路狀態時，直流高壓源通過限流電阻3為放電電容2充電，為下一個接通狀態的放電做準備。在處理過程中直到將工件8上的氧化皮處理干凈時，斷開所述高壓脈沖電源，取出處理后的工件、清洗、干燥即可。
[0028]高壓脈沖電源將電能通過高壓放電觸發開關4形成脈沖高壓施加到放電電極6與工件8上，放電電極6與工件8在復合緩沖工作液中形成放電。放電極板、工件間的復合緩沖工作液介質，在強電場的作用下，出現了從高壓電極向外延伸的高電導率的分叉(如根須狀)的通道(見圖2)，當通道一旦到達對面的工件時，電能就會沿著通道以浪涌式釋放。此時，電容器上存儲的電能在微秒級的時間內向放電通道傾入，形成電子雪崩，巨大的脈沖電流(13?15A)使通道內形成高能密度(12?103J/cm3)，由此引起局部高溫(14?15K),并出現弧光放電。以下為具體處理實施例:
實施例1
將帶有氧化皮的工件8與放電極板6的間距設置為21cm，設置高壓脈沖電源的脈沖電壓峰值為4000V，脈沖電流的峰值約為430A，脈沖頻率30Hz。
[0029]復合緩沖工作液按以下方式配制:采用醋酸(冰醋酸60mL/L)_醋酸鈉(無水醋酸鈉160g/L)緩沖體系與朽1檬酸(一水合朽1檬酸8.6g/L)_朽1檬酸鈉(二水合朽1檬酸三鈉15.2g/L)水緩沖溶液體系，兩種緩沖溶液按照體積比為1:1.5混合配制100L，并添加在該混合緩沖液中添加脂肪醇聚氧乙烯醚300 g;聚乙二醇單壬基苯基醚(0π-10) 500 g；氨基硫脲10g ;六次甲基四胺500 g;苯并三氮唑15 g;草酸5000 g;乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)1000 g ;苯胺10 g ;硫酸單異辛酯40g ;有機酸50g (酒石酸10g、己二酸20g、氨基乙酸20g);有機硅消泡劑(ZJ-822型；廣州止境化工科技有限公司)10 g ;乙氧基炔丙醇300g ;吡啶1000 g ;丙炔磺酸鈉5 g，攪拌均勻構成復合緩沖工作液，其電導率約為650 μ S/cm，初始溫度為27°C ；
啟動高壓放電觸發開關4，頻率為30Hz，使高壓脈沖電源通過放電極板對所述工件放電，對浸沒在所述復合緩沖工作液中的工件的氧化皮處理8 min，斷開所述高壓脈沖電源，冷卻，取出處理后的工件、清洗、干燥即可。
[0030]實施例2
將帶有氧化皮的工件8與放電極板6的間距設置為10cm，設置高壓脈沖電源的脈沖電壓峰值為3000V，脈沖電流的峰值約350A，脈沖頻率40 Hz0
[0031]復合緩沖工作液按以下方式配制:采用醋酸(冰醋酸60mL/L)_醋酸鈉(無水醋酸鈉160g/L)緩沖體系與朽1檬酸(一水合朽1檬酸8.6g/L)_朽1檬酸鈉(二水合朽1檬酸三鈉15.2g/L)水緩沖溶液體系，兩種緩沖溶液按照體積比為1: 2混合配制100L，并添加在該混合緩沖液中添加脂肪醇聚氧乙烯醚200 g;聚乙二醇單壬基苯基醚(O π-10) 250 g；氨基硫脲50g ;六次甲基四胺1000 g;苯并三氮唑10 g;草酸2500 g;乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na) 2000 g ;苯胺50 g ;硫酸單異辛酯30g ;有機酸30g (酒石酸10g、己二酸10g、氨基乙酸1g);有機硅消泡劑(ZJ-822型；廣州止境化工科技有限公司)5 g ;乙氧基炔丙醇150g ;吡啶2000 g ;丙炔磺酸鈉110g，攪拌均勻構成復合緩沖工作液，其電導率約為540μ S/cm，初始溫度為26°C ；
啟動高壓放電觸發開關4，頻率為40Hz，使高壓脈沖電源通過放電極板對所述工件放電，對浸沒在所述復合緩沖工作液中的工件的氧化皮處理10 min，斷開所述高壓脈沖電源，冷卻，取出處理后的工件、清洗、干燥即可。
[0032]實施例3
將帶有氧化皮的工件8與放電極板6的間距設置為30cm，設置高壓脈沖電源的脈沖電壓峰值為10000 V，脈沖電流的峰值約600A，脈沖頻率10 Hz0
[0033]復合緩沖工作液按以下方式配制:采用醋酸(冰醋酸60mL/L)_醋酸鈉(無水醋酸鈉160g/L)緩沖體系與朽1檬酸(一水合朽1檬酸8.6g/L)_朽1檬酸鈉(二水合朽1檬酸三鈉15.2g/L)水緩沖溶液體系，兩種緩沖溶液按照體積比為1: 0.5混合配制100L，并添加在該混合緩沖液中添加脂肪醇聚氧乙烯醚250 g;聚乙二醇單壬基苯基醚(Οπ-10) 150 g；氨基硫脲1g ;六次甲基四胺2000 g ;苯并三氮唑I g;草酸4000 g;乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na) 1500 g ;苯胺35 g ;硫酸單異辛酯1g ;有機酸1g (酒石酸5g、乳酸5g);有機硅消泡劑(ZJ-822型；廣州止境化工科技有限公司)I g ;乙氧基炔丙醇10g ;吡啶1500g ;丙炔磺酸鈉80 g，攪拌均勻構成復合緩沖工作液，其電導率約為710 μ S/cm，初始溫度為27 0C ；
啟動高壓放電觸發開關4，頻率為10Hz，使高壓脈沖電源通過放電極板對所述工件放電，對浸沒在所述復合緩沖工作液中的工件的氧化皮處理5 min,斷開所述高壓脈沖電源，冷卻，取出處理后的工件、清洗、干燥即可。
[0034]實施例4
將帶有氧化皮的工件8與放電極板6的間距設置為18cm，設置高壓脈沖電源的脈沖電壓峰值為8000 V，脈沖電流的峰值約520A，脈沖頻率15 Hz0
[0035]復合緩沖工作液按以下方式配制:采用醋酸(冰醋酸60mL/L)_醋酸鈉(無水醋酸鈉160g/L)緩沖體系與朽1檬酸(一水合朽1檬酸8.6g/L)_朽1檬酸鈉(二水合朽1檬酸三鈉15.2g/L)水緩沖溶液體系，兩種緩沖溶液按照體積比為1:1混合配制100L，并添加在該混合緩沖液中添加脂肪醇聚氧乙烯醚10 g;聚乙二醇單壬基苯基醚(0π-10)20 g;氨基硫脲10 g;六次甲基四胺480 g;苯并三氮唑8 g;草酸1000 g;乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)1500 g ;苯胺28 g ;硫酸單異辛酯25g ;丙酸35g ;有機硅消泡劑(ZJ-822廣州止境化工科技有限公司)4g ;乙氧基炔丙醇250g ;卩比唳1700 g ;丙炔磺酸鈉60 g,攪拌均勻構成復合緩沖工作液，其電導率約為400 μ S/cm，初始溫度為25°C ；
啟動高壓放電觸發開關4，頻率為15Hz，使高壓脈沖電源通過放電極板對所述工件放電，對浸沒在所述復合緩沖工作液中的工件的氧化皮處理lOmin，斷開所述高壓脈沖電源，冷卻，取出處理后的工件、清洗、干燥即可。
[0036]實施例5 將帶有氧化皮的工件8與放電極板6的間距設置為20cm，設置高壓脈沖電源的脈沖電壓峰值為5000 V，脈沖電流的峰值約490A，脈沖頻率35 Hz0
[0037]復合緩沖工作液按以下方式配制:采用醋酸(冰醋酸60mL/L)_醋酸鈉(無水醋酸鈉160g/L)緩沖體系與朽1檬酸(一水合朽1檬酸8.6g/L)_朽1檬酸鈉(二水合朽1檬酸三鈉15.2g/L)水緩沖溶液體系，兩種緩沖溶液按照體積比為1:1.8混合配制100L，并添加在該混合緩沖液中添加脂肪醇聚氧乙烯醚200 g;聚乙二醇單壬基苯基醚(0π-10) 400 g；氨基硫脲40g ;六次甲基四胺1000 g;苯并三氮唑8 g;草酸3000 g;乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na) 1800 g ;苯胺35 g ;硫酸單異辛酯30g ;有機酸50g (丁二酸30g、己二酸20g)；有機硅消泡劑(ZJ-822廣州止境化工科技有限公司)7 g ;乙氧基炔丙醇180g ;卩比啶1200g ;丙炔磺酸鈉15 g，攪拌均勻構成復合緩沖工作液，其電導率約為700μ S/cm，初始溫度為27 0C ；
啟動高壓放電觸發開關4，頻率為35Hz，使高壓脈沖電源通過放電極板對所述工件放電，對浸沒在所述復合緩沖工作液中的工件的氧化皮處理8 min，斷開所述高壓脈沖電源，冷卻，取出處理后的工件、清洗、干燥即可。
[0038]實施例6
將帶有氧化皮的工件8與放電極板6的間距設置為10cm，設置高壓脈沖電源的脈沖電壓峰值為8000 V，脈沖電流的峰值約560A，脈沖頻率15 Hz0
[0039]復合緩沖工作液按以下方式配制:采用醋酸(冰醋酸60mL/L)_醋酸鈉(無水醋酸鈉160g/L)緩沖體系與朽1檬酸(一水合朽1檬酸8.6g/L)_朽1檬酸鈉(二水合朽1檬酸三鈉15.2g/L)水緩沖溶液體系，兩種緩沖溶液按照體積比為1:1.5混合配制100L，并添加在該混合緩沖液中添加脂肪醇聚氧乙烯醚300 g;聚乙二醇單壬基苯基醚(O π-10) 500 g；氨基硫脲10g ;六次甲基四胺500 g ;苯并三氮唑15 g;草酸5000 g;乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na) 1000 g ;苯胺10 g ;硫酸單異辛酯40g ;有機酸50g (酒石酸10g、己二酸20g、氨基乙酸20g);有機硅消泡劑(ZJ-822廣州止境化工科技有限公司)10 g ;乙氧基炔丙醇300g ;吡啶1000 g ;丙炔磺酸鈉5 g，攪拌均勻構成復合緩沖工作液，其電導率約為800 μ S/cm，初始溫度為26°C ；
啟動高壓放電觸發開關4，頻率為15Hz，使高壓脈沖電源通過放電極板對所述工件放電，對浸沒在所述復合緩沖工作液中的工件的氧化皮處理3min，斷開所述高壓脈沖電源，冷卻，取出處理后的工件、清洗、干燥即可。
[0040]對比例I
采用酸浸泡洗滌方法:在本發明實施例中的絕緣容器5中，盛滿濃度為6%的硝酸溶液，將帶有的氧化皮的工件8浸泡在溶液中，用塑料棒不斷攪拌液體，使液體運動，與工件8摩擦，處理時間5?8 min，取出處理后的工件、清洗、干燥即可。
[0041]對比例2
采用酸浸泡+超聲洗滌:在本發明實施例中的絕緣容器5中，掛上(由蘇州嘉輝超聲波科技有限公司生產的JHZ-1048-28型)超聲振板，超聲頻率為28KHz，額定功率2400W，共2塊相對放置；在容器中盛滿濃度為6%的硝酸溶液，將帶有的氧化皮的工件8放置在兩振板中間并浸泡在溶液中，開啟超聲電源開關，工件8在酸浸泡+超聲環境中處理時間5?8 min,取出處理后的工件、清洗、干燥即可。
[0042]實施例7
實驗方法:將實施例在處理之前將工件8上隨機選取幾處進行標記，并用100倍光學顯微鏡觀察表面，處理后在相同的位置再用100倍光學顯微鏡觀察比較。其結果見圖4、圖
5、圖6、圖7、圖8及圖9。
[0043]處理結果:
從圖4、圖5的比較可知，圖5可以清楚、明顯的看到晶界，光潔度好，氧化皮的去除率100%,觀察整體表面光潔程度，基本均勻。
[0044]從圖6、圖7的比較可知，圖7中顯示不銹鋼表面晶界幾乎看不清楚，氧化皮基本沒有去除，只是將表面的油潰污物去除，無明顯效果。
[0045]從圖8、圖9的比較可知，圖9中顯示晶界雖可見且比較清晰，但表面光潔度不好，氧化皮沒有完全去除。
[0046]可見，從檢測結果可以看到，本發明的去除效果明顯優于常規酸液浸泡洗滌以及酸液浸泡+超聲洗滌等方法，也明顯優于現有技術。
[0047]本發明列舉的實施例旨在更進一步地闡明這種去除不銹鋼材料氧化皮的工藝方法及在相關產業上的應用方向，而不對本發明的保護范圍構成任何限制。
【權利要求】
1.一種去除不銹鋼表面氧化皮的方法，其特征在于，包括以下步驟: (a)將待處理工件與放電極板以10?30cm的間距相對固定設置在絕緣容器中，在所述絕緣容器中盛放復合緩沖工作液；所述復合緩沖工作液包括由醋酸-醋酸鈉緩沖液和檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液按體積比為1: 0.5?2組成的混合緩沖液，以及在每升所述混合緩沖液中添加的脂肪醇聚氧乙烯醚0.1?3g、聚乙二醇單壬基苯基醚0.2?58、氨基硫脲0.1?1 g、六次甲基四胺5?20g、苯并三氮唑0.01?0.15g、草酸10?50g、乙二胺四乙酸二鈉10?20g、苯胺0.1?0.5g、硫酸單異辛酯0.1?0.4g、有機酸0.1?0.5g、有機娃消泡劑0.01?0.lg、乙氧基炔丙醇1?3g、卩比唳10?20 g和丙炔磺酸鈉0.05?1.lg ; (b)將高壓脈沖電源的負極端與所述放電極板相連、高壓脈沖電源的正極端與所述工件相連；所述高壓脈沖電源的脈沖電壓峰值為3000V?10000 V，脈沖電流的峰值約350?600A，脈沖頻率10?40 Hz ; (c )接通高壓脈沖電源，使高壓脈沖電源通過放電極板對所述工件放電，對浸沒在所述復合緩沖工作液中的工件處理3?10 min，斷開所述高壓脈沖電源，取出處理后的工件、清洗、干燥即可。
2.根據權利要求1所述的去除不銹鋼表面氧化皮的方法，其特征在于，步驟(a)中所述有機酸為酒石酸、乳酸、蘋果酸、白屈菜氨酸、丁二酸、丙酸、己二酸、琥珀酸、氨基乙酸、氨基丙酸、胱氨酸以及半胱氨酸中的一種或兩種及兩種以上任意比例的混合物。
3.根據權利要求2所述的去除不銹鋼表面氧化皮的方法，其特征在于，步驟(a)中所述有機酸為酒石酸、己二酸、氨基乙酸三種任意比例的混合物。
4.根據權利要求1所述的去除不銹鋼表面氧化皮的方法，其特征在于，步驟(a)中所述復合緩沖工作液的初始電導率400?800 μ S/cm。
5.根據權利要求1所述的去除不銹鋼表面氧化皮的方法，其特征在于，步驟(b)中所述放電極板上設置有指向所述不銹鋼工件表面氧化皮的若干電極尖端。
【文檔編號】C23G5/00GK104342714SQ201410565105
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月22日 優先權日:2014年10月22日
【發明者】閆正, 楊敬偉, 孫宏麗, 田大水, 張強, 陳志剛 申請人:河北大學