不銹鋼管電化學(xué)拋光溶液維護(hù)和工藝要求
發(fā)布時(shí)間:2018-06-06 瀏覽次數(shù):808 來(lái)自: 成都正上不銹鋼有限公司
由于拋光過(guò)程中不銹鋼管表面的溶解,溶液中的鐵、鎳、鉻含量將逐漸升高,此時(shí)溶液逐漸失去拋光能力,無(wú)論如何增高溫度,開(kāi)大電流,均無(wú)助于恢復(fù)拋光能力。分析溶液,如 鐵含量超過(guò)60g/L,三價(jià)鉻含量超過(guò)說(shuō)明溶液已經(jīng)老化。對(duì)于拋光溶液再生,恢復(fù)拋光能力,有兩種方法可供選擇。一個(gè)方法是適當(dāng)用水稀釋溶液,降低酸度,鐵、鉻、鎳等雜質(zhì)可局部呈鹽沉淀,除去槽底沉淀,然后再加熱蒸發(fā)除去水分,恢復(fù)原有的相對(duì)密度,此法操作起來(lái)較繁瑣,需要消耗較大的能源和時(shí)間。另一方法是更換部分溶液,保留20%的舊溶液,補(bǔ)充80%的新溶液。可以少通或不通電處理,很快即可實(shí)現(xiàn)正常拋光。
在拋光過(guò)程中陰極鉛板表面會(huì)沉枳出一層厚厚的鐵、鎳等雜質(zhì),影響陰極表面導(dǎo)電,導(dǎo)致電流下降,使拋光表面的陰極電流密度也上不去,嚴(yán)重影響拋光質(zhì)量。因此,要及時(shí)將陰極板上的沉積物除去,有時(shí)形成硬質(zhì)厚膜,要強(qiáng)力敲打才能除下,最后沖洗干凈,以保持整個(gè)電路通暢。
陰極與陽(yáng)極面積比,陰極面積控制在陽(yáng)極面積的1/2。在此情況下,可以防止三價(jià)鉻的增長(zhǎng),過(guò)多的三價(jià)鉻在陽(yáng)極表面被氧化成六價(jià)鉻。三價(jià)鉻含量過(guò)多,易使拋光液老化。陰極與陽(yáng)極之間的距離過(guò)大、電阻增大,電能消耗增大,溶液容易升溫,影響拋光質(zhì)量。距離過(guò)小,易造成短路打火,燒黑制品。陰與陽(yáng)極之問(wèn)的距離100至300毫米為宜。對(duì)拋光一些復(fù)雜大口徑不銹鋼管,可制作象形陰極,以保持陽(yáng)極電流分布均勻,特別是對(duì)不銹鋼管內(nèi)表面,有適當(dāng)?shù)南笮侮帢O安置在內(nèi)孔中,才能使內(nèi)孔各部位拋光一致。
在電化學(xué)拋光時(shí),由于電流密度較高,給電流較大,因此不銹鋼管在進(jìn)出拋光槽時(shí),要先切斷電源,不可帶電掛或摘夾具,以防止產(chǎn)生電火花,引起電解產(chǎn)生,并會(huì)使聚集在槽面上的氫氣和氧氣混合氣發(fā)生爆炸。
由于強(qiáng)大的電流通過(guò)槽液,會(huì)使槽液升溫,在連續(xù)操作中要采取冷卻措施,使用冷凍機(jī)冷卻不斷升溫的槽液。拋光液的溫度應(yīng)適度維持在規(guī)定的工藝范圍內(nèi),使不銹鋼管表面拋光整平速率維持正常,以便有效降低電解液的黏度,減少陽(yáng)極黏膜厚度,加速陽(yáng)極溶解產(chǎn)物的擴(kuò)散,使溶液對(duì)流加快,有利于陽(yáng)極上滯留氣泡脫附,避免產(chǎn)生斑點(diǎn)、麻點(diǎn)。溫度過(guò)高,會(huì)導(dǎo)致溶液過(guò)熱,加速六價(jià)鉻向三價(jià)鉻的轉(zhuǎn)變,易產(chǎn)生表面腐蝕。溫度過(guò)低,使溶液黏度增大,陽(yáng)極表面黏膜增厚,不利于陽(yáng)極溶解物的擴(kuò)散,使拋光整平效果明顯降低。
不銹鋼管電化學(xué)拋光時(shí),陽(yáng)極電流密度與金屬的溶解幾乎成止比。只有選擇好陽(yáng)極電流密度,并控制在一定的陽(yáng)極電位區(qū)間,才能獲得良好的電化學(xué)拋光質(zhì)量,陽(yáng)極電流密度的最佳值,要根據(jù)不同的電解液配方,通過(guò)實(shí)際拋光,觀察拋光所得最佳值確定。在合適的陽(yáng)極電流密度下,根據(jù)黏膜理論,微觀表面凸出部位優(yōu)先溶解,有利于整平精飾表面。陽(yáng)極電流密度過(guò)小,不銹鋼管表面發(fā)生一般的陽(yáng)極溶解,起不到拋光效果。陽(yáng)極電流密度過(guò)大,黏膜被擊穿,氧氣猛烈析出呈氣流狀,表面過(guò)熱,導(dǎo)致電拋光液擴(kuò)散加劇,黏膜被破壞,不復(fù)存在,發(fā)生電化學(xué)腐蝕。所以在電拋光過(guò)程中必須控制陽(yáng)極電流密度在最佳值,也就是在確定的工藝范圍內(nèi)。
陽(yáng)極移動(dòng)使陽(yáng)極溶解產(chǎn)物加快擴(kuò)散出去,起到攪拌作用,有效地排除陽(yáng)極表面滯留的氣泡,避免產(chǎn)生的氣流生成條紋,防止局部過(guò)熱造成不銹鋼管表面過(guò)腐蝕。陽(yáng)極移動(dòng)有助于提高陽(yáng)極電流密度,提高不銹鋼管的電化學(xué)拋光表面質(zhì)量。在電化學(xué)拋光液中不允許有活性氯離子存在,氯離子能破壞電化學(xué)拋光中表面形成的保護(hù)性黏膜,使不銹鋼管表面形成過(guò)腐蝕性的麻點(diǎn)。氯離子可在陽(yáng)極高電流密度上氧化成氯.氣逸出而除去。氯離子的來(lái)源可能是用鹽酸酸洗后未洗凈而帶入槽液,或原料中的不純物氯離子引入。
六價(jià)锫和三價(jià)鉻的最佳配比,在電化學(xué)拋光液中六價(jià)鉻有氧化性,對(duì)不銹鋼管表面起鈍化保護(hù)作用,三價(jià)鉻對(duì)維護(hù)電拋光有作用。新配成的電拋光液如果沒(méi)有化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生三價(jià)鉻,還不能獲得良好的拋光表面,只有當(dāng)電解到溶液中有一定量的三價(jià)鉻存在時(shí)才能出現(xiàn)理想的拋光表面。如果配方中加有鉻酐,即六價(jià)鉻通過(guò)電解反應(yīng),在陰極上產(chǎn)生氫氣還原部分六價(jià)鉻成為三價(jià)鉻;如果配方中沒(méi)有鉻酐,則三價(jià)鉻要靠陽(yáng)極溶解不銹鋼管所含的鉻而得。這就是為什么新配的電解拋光液要充分電解后才能進(jìn)行正常拋光工作。在含有鉻酐的溶液中,加入明膠或甘油,它們能和鉻酐起強(qiáng)烈的還原反應(yīng),部分六價(jià)鉻轉(zhuǎn)變?yōu)槿齼r(jià)鉻。六價(jià)鉻是黃色的,三價(jià)鉻是綠色的,它們?cè)陔娊庖褐惺谷芤撼庶S綠色。這就是為什么通電處理后才可電解拋光,最佳的拋光質(zhì)量是在電解過(guò)程的中間階段,在生產(chǎn)過(guò)程中電解拋光液要保持黃綠色。此時(shí),根據(jù)化學(xué)分析數(shù)據(jù),六價(jià)鉻與三價(jià)鉻的配比是3:7,為了維持該配比,可觀察電解液的顏色,如果顏色呈黃色力主,表明電解液含六價(jià)鉻偏高,可加入適量的明膠或甘油,使其部分六價(jià)鉻 還原為三價(jià)鉻,或通過(guò)大陰極小陽(yáng)極電解產(chǎn)生三價(jià)鉻。如果顏色呈深綠色,表明電解液含三價(jià)鉻高了,按比例適量加入用水溶解好的鉻酐溶液,或通過(guò)大陽(yáng)極小陰極電解拋光液,使三價(jià)鉻部分轉(zhuǎn)變成六價(jià)鉻。間時(shí)可改善溶液的拋光質(zhì)量。
如果電解拋光時(shí)陽(yáng)極電流密度為20毫安,時(shí)間4小時(shí),用工具金相顯微鏡觀測(cè),不銹鋼管的螺紋內(nèi)徑的金屬拋除量為每分鐘約0.001mm,螺紋外徑的金屬拋除量為0.002mm,齒形基本無(wú)變化,僅齒的頂部略有拋鈍。陽(yáng)極電流密度增加,其金屬拋除量成比例增大。對(duì)于精密尺寸的不銹鋼管的尺寸應(yīng)考慮電化學(xué)拋光后金屬拋除量。
電焊或熱處理后零件的電化學(xué)拋光,凡電焊或熱處理后的不銹鋼管在電化學(xué)拋光時(shí)按兩次進(jìn)行,第一次進(jìn)槽拋光3到5分鐘取出,將已疏松了的焊渣和熱處理氧化皮用金屬絲刷將它刷掉,或用小錘敲掉,再第二次進(jìn)槽冉拋光3到5分鐘,可獲得較好的效果。
經(jīng)過(guò)電化學(xué)拋光后的不銹鋼管,如果不再進(jìn)行后續(xù)加工,如電鍍、著色等其他工序,要進(jìn)行鈍化和中和。中和的作用是充分地消除在電化學(xué)拋光和鈍化后表面所吸附的酸性物質(zhì)。中和一般是在碳酸鈉鈉30g/L的溶液中進(jìn)行。經(jīng)過(guò)電化學(xué)拋光后的不銹鋼管表面有一層均勻的鈍化膜,可不需要再進(jìn)行鈍化處理。不銹鋼管電化學(xué)拋光后,經(jīng)過(guò)40℃的溫水清洗,再冷水清洗,中和并清洗后用壓縮空氣吹干,才可以有效地避免殘留酸液腐蝕拋光表面