一种沉淀硬化型不锈钢常温电解酸洗方法技术

一种沉淀硬化型不锈钢常温电解酸洗方法。其包括配制含硫酸钠、硝酸和水的中性盐电解液；将沉淀硬化型不锈钢浸入性盐电解液中，利用超声空化作用进行超声空化处理；以沉淀硬化型不锈钢作为阳极，铂电极作为阴极，对沉淀硬化型不锈钢进行中性盐电解酸洗处理；交替重复超声空化和电解酸洗处理过程，直至沉淀硬化型不锈钢的表面无氧化皮残留等步骤。本发明专利技术提供的沉淀硬化型不锈钢常温电解酸洗方法能够改善沉淀硬化型不锈钢电解酸洗后的表面质量，提高不锈钢表面氧化皮去除效率，大幅降低生产能耗及酸耗，实现常温下不锈钢的高效电解酸洗。

【技术实现步骤摘要】
一种沉淀硬化型不锈钢常温电解酸洗方法
本专利技术属于不锈钢表面处理
，特别是涉及一种沉淀硬化型不锈钢常温电解酸洗方法。
技术介绍
在实际工程中，不锈钢生产企业所生产的各类不锈钢产品在经过多道机械加工如数车、钻顶孔后，往往具有复杂的几何形状。而伴有复杂几何形状的沉淀硬化型不锈钢在经过固溶、时效等热处理后，不锈钢产品表面在相应条件下生成的氧化皮，能够很牢固地覆盖在产品表面，并会掩盖不锈钢表面的缺陷而导致不易检出。从不锈钢产品的角度来讲，若是将这些热处理后的不锈钢直接送去进行机械、钝化等生产加工会带来许多问题：(1)不锈钢产品在后续机械加工时会造成表面氧化皮部分脱落，导致氧化皮与不锈钢基体之间存在阴阳极电位差，从而影响不锈钢的表面质量特别是耐蚀性，甚至会造成废品；(2)后续的机械加工过程中破碎的氧化皮会进入机床，从而导致同批次的不锈钢产品几何尺寸精度受到影响，甚至会造成设备损坏；(3)表面钝化处理时如果存在氧化皮会极大地影响不锈钢表面钝化膜的生成，导致不锈钢产品表面不同部位钝化膜的质量不同，极大地影响了不锈钢产品的耐蚀性。因此，沉淀硬化型不锈钢在热处理后，必须清除其表面产生的氧化皮。现有的去除氧化皮方式主要分为3种：(1)机械喷砂；(2)多段酸洗；(3)电解酸洗。关于上述的第一种方法：机械喷砂，生产企业在采用喷砂进行氧化皮去除时，由于一些不锈钢产品例如螺栓往往具有复杂的几何形状，不锈钢产品表面往往会残留少量的氧化皮，与不锈钢基体形成“大阴极小阳极”的原电池会加速不锈钢的腐蚀。关于上述的第二种方法：多段酸洗，现有的去除不锈钢表面氧化皮的多段酸洗主要采用硫酸、硝酸酸洗以及混合酸酸洗连续操作的方式。以专利KR2012-0075344为例，在该专利文献中，公开了将钢板在含有氢氟酸的混合酸中浸渍和酸洗的方法，由于使用混合酸，因此存在混合酸中氢氟酸泄露导致的风险。例如在2013年1月27日，三星电子芯片厂氢氟酸泄露事故导致一人死亡四人受伤。因此多段酸洗的方式不仅对生产安全产生了极大的威胁，而且酸洗工艺的酸耗较高，极大地增加了废液处理成本。关于上述的第三种方法：电解酸洗，现有的电解酸洗多在电解液温度较高的情况下进行。比如公开号为CN106757296A的中国专利文献中公开一种高质量冷轧带钢酸洗工艺，但在送入电解酸洗溶液进入电解时，所选择的电解温度为75℃-80℃。这种电解酸洗的方式极大地增加了生产能耗成本，并且生产设备在较高温度下的稳定性也有一定程度的下降。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种沉淀硬化型不锈钢常温电解酸洗方法。为了达到上述目的，本专利技术提供的沉淀硬化型不锈钢常温电解酸洗方法包括按顺序进行的下列步骤：1)在电解槽中配制含有100-150g/L硫酸钠、30-50g/L硝酸和余量为水的中性盐电解液作为超声空化及中性盐电解酸洗的介质；2)将待处理的表面带有氧化皮的沉淀硬化型不锈钢浸入上述中性盐电解液中，然后开启超声波发生器产生超声波，利用超声空化作用对沉淀硬化型不锈钢进行超声空化处理；3)关闭超声波发生器，以沉淀硬化型不锈钢作为阳极，铂电极作为阴极，对沉淀硬化型不锈钢进行中性盐电解酸洗处理；4)重复步骤2)—步骤3)，直至沉淀硬化型不锈钢的表面无氧化皮残留。在步骤2)和步骤3)中，所述的中性盐电解液的温度范围为25-35℃。在步骤2)中，所述的超声波发生器所采用的超声频率为40kHz。在步骤3)中，所述的中性盐电解酸洗处理时所采用的电流密度为6-10A/dm2。在步骤2)和步骤3)中，所述的超声空化处理与中性盐电解酸洗处理时间均为2-3min。本专利技术提供的沉淀硬化型不锈钢常温电解酸洗方法能够改善沉淀硬化型不锈钢电解酸洗后的表面质量，提高不锈钢表面氧化皮去除效率，大幅降低生产能耗及酸耗，实现常温下不锈钢的高效电解酸洗。具体实施方式本专利技术提供的沉淀硬化型不锈钢常温电解酸洗方法不但可以在常温下去除沉淀硬化型不锈钢表面存在的氧化皮，而且能够避免传统方式成本高、去除效果不理想的缺点。本专利技术选用硫酸钠作为电解质的中性盐电解液进行中性盐电解酸洗。在上述的中性盐电解液中，硫酸钠作为溶液中进行电荷传递的介质，其浓度可为100-150g/L。如果其浓度低于100g/L，则导电性低，因此酸洗效率会因此降低。当浓度高于150g/L时，电解效率相同，但受限于硫酸钠在水中的溶解度以及生产成本的提高。因此硫酸钠的浓度由于导电性以及经济性被限制于100-150g/L的范围。在上述中性盐电解液中，需加入硝酸30-50g/L。其原因是溶解电解过程中会生成氢氧化铁絮状沉淀，这些絮状沉淀会附着在电极表面，因此会降低氧化皮的电解酸洗效率。当浓度低于30g/L时，则絮状沉淀的溶解效率过低，进而影响氧化皮的电解酸洗效率。当硝酸的浓度高于50g/L时，氢氧化铁絮状沉淀的溶解速率相同，但会导致酸耗升高以及废液处理成本增加。因此硝酸的浓度由于溶解性以及经济性被限制于30-50g/L的范围内。在上述中性盐电解池中，电流密度应为6A/dm2至10A/dm2。如果在氧化皮电解酸洗期间，电极的电流密度小于6A/dm2，则无法形成能溶解沉淀硬化型不锈钢表面上氧化皮的表面电位，因此可能导致不锈钢表面氧化皮去除效果不理想。电流密度的上限没有特别的设定，但是由于在实际生产过程中，需操作人员目视决定是否停止电解酸洗，而电流密度过大导致电极反应剧烈，氧化皮下方的基材可能被破坏。结合可行性及经济性，阴阳极的电流密度被限制在10A/dm2以下。在超声空化处理中，所采用的超声频率为40kHz。当超声频率较低时，空化作用不明显，无法有效辅助电解酸洗。当超声频率过高时，电解酸洗过程中电极表面产生的氢气和氧气会在溶液中剧烈震荡，从而减少电极与电解液的接触面积，导致表面氧化皮电解酸洗效率的降低。因此采用的超声频率为40kHz。在电解酸洗及超声空化进行过程中，电解槽内的电解液为25℃-35℃。如果电解液温度低于25℃，则电解酸洗反应速度慢，因此可能难以高效地去除不锈钢表面的氧化皮。电解液温度的上限没有特别的设定，但经验证本专利技术方法在25℃-35℃已能达到较高的效率，且电解液温度过高时反应器的稳定性可能会降低。优选地，电解槽内的电解液为25℃-35℃。超声空化处理与中性盐电解酸洗处理交替进行，先后顺序为超声空化处理在前，中性盐电解酸洗处理在后。超声空化作用所形成的机械冲击加速了疏松不锈钢表面氧化皮的剥落,超声波微射流可提高电极表面液相传质速度，因此首先进行超声空化处理可提高首次电解酸洗效率。在上述情况下，超声空化处理与中性盐电解酸洗处理时间均为2-3min。实施例1：本实施例提供的沉淀硬化型不锈钢常温电解酸洗方法包括按顺序进行的下列步骤：1)在电解槽中配制含有150g/L硫酸钠、50g/L硝酸和余量为水的中性盐电解液作为超声空化及中性盐电解酸洗的介质；中性盐电解液的温度为25℃；2)将待处理的表面带有氧化皮的沉淀硬化型不锈钢浸入上述中性盐电解液中，然后开启超声波发生器产生超声波，超声频率为40kHz，利用超声空化作用对沉淀硬化型不锈钢进行超声空化处理3min；所述的沉淀硬化型不锈钢中各组分的重量百分比为：Cu：3.0-5.0％，Cr：15.5-17.5％，Ni：3.0-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沉淀硬化型不锈钢常温电解酸洗方法，其特征在于：所述的沉淀硬化型不锈钢常温电解酸洗方法包括按顺序进行的下列步骤：1)在电解槽中配制含有100‑150g/L硫酸钠、30‑50g/L硝酸和余量为水的中性盐电解液作为超声空化及中性盐电解酸洗的介质；2)将待处理的表面带有氧化皮的沉淀硬化型不锈钢浸入上述中性盐电解液中，然后开启超声波发生器产生超声波，利用超声空化作用对沉淀硬化型不锈钢进行超声空化处理；3)关闭超声波发生器，以沉淀硬化型不锈钢作为阳极，铂电极作为阴极，对沉淀硬化型不锈钢进行中性盐电解酸洗处理；4)重复步骤2)—步骤3)，直至沉淀硬化型不锈钢的表面无氧化皮残留。

【技术特征摘要】
1.一种沉淀硬化型不锈钢常温电解酸洗方法，其特征在于：所述的沉淀硬化型不锈钢常温电解酸洗方法包括按顺序进行的下列步骤：1)在电解槽中配制含有100-150g/L硫酸钠、30-50g/L硝酸和余量为水的中性盐电解液作为超声空化及中性盐电解酸洗的介质；2)将待处理的表面带有氧化皮的沉淀硬化型不锈钢浸入上述中性盐电解液中，然后开启超声波发生器产生超声波，利用超声空化作用对沉淀硬化型不锈钢进行超声空化处理；3)关闭超声波发生器，以沉淀硬化型不锈钢作为阳极，铂电极作为阴极，对沉淀硬化型不锈钢进行中性盐电解酸洗处理；4)重复步骤2)—步骤3)，直至沉淀硬化型不锈钢的表面无氧化皮残...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亚军，张汛涛，王付胜，宋肖肖，张长田，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：天津,12