[发明专利]不锈钢管内壁电化学抛光液及抛光方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及不锈钢表面处理方法和装置。

背景技术

不锈钢具有良好力学性能和耐腐蚀等特性，被广泛应用于航天、海洋、核能、医疗器械和石化等领域，主要用于高端产品的流体输送管道。近年平，随着技术的发展与革新，人们对不锈钢制品的需求量日益扩大，对其表面质量的要求也在不断提高，尤其对精密不锈钢管内壁表面粗糙度的要求，甚至达到了0.01μm，以达到减小内壁对流体的阻力及物料在内壁的吸附的效果，采用现有技术难以达到如此高的表面粗糙度要求。

电化学抛光是以被抛光工件作为阳极，不溶性金属或惰性导体作为阴极，两电极同时浸入特定的电解液中，通直流电而产生有选择性的阳极溶解，达到整平金属表面并使之产生金属光泽的加工过程。

现有不锈钢管内壁的电化学抛光，都是将不锈钢管一端封死，将电极插入不锈钢管内，然后将电化学抛光液注入不锈钢管内，或者是将不锈钢管放入电化学抛光槽内，不锈钢管内加入辅助电极，然后通电进行加工。

由于不锈钢管在电化学抛光过程中，电极会产生气体，不锈钢管内的电化学抛光液粘度较大，加上管内空间较小，产生的气体不能及时从管内排出，在气体积聚处内壁常出现白斑，影响抛光质量。固定阴极方法可加工的不锈钢管的口径和长度也受到一定的限制。对于一些口径较大、长度较短的不锈钢管，电化学抛光时气体基本上可以排放掉，但对于细长的不锈钢管，长度越长，口径越小，电化学抛光过程中产生的气体就越难被排放到管外。除此之外，电化学抛光产生的垃圾对抛光质量的影响也很难克服。

目前的电化学抛光液配方基本上是由磷酸、硫酸、铬酐、甘油等组成。电化学抛光液中有对人体危害极大的铬酐，铬酐含有六价铬，是禁止使用的化学品之一；而使用甘油，在电化学抛光时会产生大量气泡，不易消散，同样会影响抛光效果；另外，电化学抛光液在没有通电前会对工件产生腐蚀，影响抛光质量。

发明内容

本发明的目的就是提供一种不锈钢管内壁电化学抛光液及抛光方法和装置，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明所述的电化学抛光液，由如下重量份数的组分组成：

其中：

磷酸的密度为1.7，硫酸的密度为1.84；聚乙烯吡咯烷酮的粘均分子量为30000～50000，优选35000；

上述组分中的柠檬酸，乙二胺四乙酸，聚乙烯吡咯烷酮为固体粉末；

磷酸是不锈钢抛光液的主要成分，磷酸的酸度低，黏度大，在电化学抛光过程中，既能起到溶解作用又能在不锈钢形成磷酸盐保护膜，可以阻止不锈钢表面发生过腐蚀。当磷酸含量低时，抛光液黏度小，离子扩散速度快，金属溶解快，不利于不锈钢表面的整平和抛光；当磷酸高时，不仅溶液黏度增大，成本提高，而且抛光速度和产品光亮度也会下降；

硫酸是无机强酸，在溶液中能完全电离，有利于提高抛光液的电导率。硫酸具有良好的分散性，可提高溶液的分散能力和阳极电流效率，使不锈钢表面抛光均匀。加热后硫酸的浸蚀能力会大大提高，有助于提高整平效果。当硫酸含量低时，难以达到理想的整平效果，当硫酸含量高时，不锈钢表面会发生过腐蚀，不仅使不锈钢表面粗糙度增加，而且还降低抛光液使用寿命。

乙二醇、柠檬酸、乙二胺四乙酸、聚乙烯吡咯烷酮、糖精的加入可以提高不锈钢表面的抛光质量。

用于不锈钢管内壁电化学抛光的装置，包括灌装有上述电化学抛光液的抛光液周转槽、可移动阴极、牵引机构、电源和抛光液循环泵，抛光液周转槽的下部设有循环液出口；

所述可移动阴极的一端与导线相连接，所述导线通过牵引机构与电源的负极相连接，以实现移动；

所述抛光液循环泵的入口与循环液出口相连接；

本发明的有益效果是：

本发明采用移动的阴极和循环的电化学抛光液对不锈钢管内壁表面进行抛光处理，所采用的电化学抛光液对不锈钢工件基本上不产生腐蚀，保证了抛光质量，该方法能够形成优异的不锈钢管内壁的电化学抛光表面质量。

附图说明

图1是用于不锈钢管内壁电化学抛光的装置结构示意图。

图2是移动阴极结构示意图，其中，图2-1为纵向剖面图，图2-2为横截面图。

图3是牵引机构结构示意图。

具体实施方式

参见图1和图2，所述的用于不锈钢管内壁电化学抛光的装置，包括灌装有上述电化学抛光液的抛光液周转槽100、可移动阴极300、牵引机构1、电源2和抛光液循环泵3，抛光液周转槽100的下部设有循环液出口；