一种奥氏体不锈钢侵蚀剂及其制备方法和应用

摘要

本发明提供了一种奥氏体不锈钢侵蚀剂及其制备方法和应用，所述侵蚀剂以乙醇为溶剂，以每升溶剂计包含如下成分：60～120ml/L浓硝酸、150～300ml/L浓盐酸和100～200g/L氯化铁。本发明提供的奥氏体不锈钢侵蚀剂为实验过程中反复摸索获得的新型侵蚀剂，避免了王水的强挥发性和腐蚀性对人体造成不良影响，也不会如盐酸FeCl3水溶液这类侵蚀剂腐蚀不均匀造成点状斑点，侵蚀过程容易控制，且具有一定的抛光效果，可以去除奥氏体合金试样表面微小的划痕，可以清晰完整的显现奥氏体晶界以及析出相形貌；另外，与其他常见侵蚀剂相比，本侵蚀剂成分稳定，密闭情况下，可以长期存放，使用起来便利性高。

权利要求

1.一种奥氏体不锈钢侵蚀剂，其特征在于，所述侵蚀剂以乙醇为溶剂，其中每升溶剂包含如下成分：60～120ml/L浓硝酸、150～300ml/L浓盐酸和100～200g/L氯化铁。

2.根据权利要求1所述的侵蚀剂，其特征在于，每升溶剂包含如下成分：100ml/L浓硝酸、300ml/L浓盐酸和100g/L氯化铁。

3.根据权利要求1或2所述的侵蚀剂，其特征在于，所述氯化铁为六水合氯化铁。

4.权利要求1～3任意一项所述的侵蚀剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将氯化铁添加至乙醇中，搅拌溶解，依次缓慢添加浓盐酸和浓硝酸，静置3小时以上。

5.权利要求1～3任意一项所述的侵蚀剂在奥氏体不锈钢处理中的应用。

6.应用权利要求1～3任意一项所述侵蚀剂处理奥氏体不锈钢的方法，其特征在于，所述方法包括：(1)将奥氏体不锈钢进行预磨和抛光处理；

(2)将预磨和抛光处理的奥氏体不锈钢用乙醇冲洗，然后干燥；

(3)用所述侵蚀剂擦拭奥氏体不锈钢表面，至表面颜色变灰；

(4)用蒸馏水或乙醇冲洗奥氏体不锈钢，干燥即可。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(3)为擦拭15-30秒。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(2)和/或步骤(4)所述干燥为吹干。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(4)用蒸馏水或乙醇冲洗奥氏体不锈钢后，还包括用蘸有乙醇的棉质物擦拭奥氏体不锈钢表面的步骤。

说明书

一种奥氏体不锈钢侵蚀剂及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及一种金属处理剂，具体说是涉及一种奥氏体不锈钢侵蚀剂及其制备方法和应用。

背景技术

[0002] 奥氏体不锈钢一般有较高含量奥氏体化合金元素，如Mn、Ni、Ti、Co等合金元素，因此其耐腐蚀性远高于普通的铁素体型或马氏体型合金，在实验中，通常采用王水、盐酸FeCl3水溶液、苦味酸盐酸水溶液以及氢氟酸等几种方法。

[0003] 在实际使用过程中，王水具有良好的腐蚀效果，无论腐蚀液滴溅接触人体，或是挥发的酸性气体吸入体内，均对人体健康产生较大损害，使得王水的使用范围大大受限。

[0004] 苦味酸盐酸水溶液也具有良好的侵蚀效果，但是苦味酸学名2,4,6-三硝基苯酚，为易制爆化学品，受热，接触明火、高热或受到摩擦震动、撞击时可发生爆炸，苦味酸接触皮肤，或挥发进入呼吸道，均对人体健康有不良影响，保存及使用防护要求都比较高。

[0005] 盐酸FeCl3水溶液也能够侵蚀奥氏体不锈钢，显现晶界，但是由于其添加强氧化性的物质，腐蚀过程中容易造成点蚀，得到的组织上有大量腐蚀不均匀造成的点状斑点，难以获得良好的侵蚀效果。

[0006] 氟化氢对衣物、皮肤、眼睛、呼吸道、消化道粘膜均有刺激，腐蚀作用，在人体内部，氢氟酸与钙离子和镁离子反应，正因为如此，它会使依靠以上两种离子发挥机能的器官丧失作用。最终可能导致心、肝、肾和神经系统的损伤。氟离子还可以和血红蛋白结合形成氟血红素，影响细胞呼吸功能。此外，氢氟酸可致接触部位明显灼伤，使组织蛋白脱水和溶解，可迅速穿透角质层，渗入深部组织，溶解细胞膜，引起组织液化，重者可深达骨膜和骨质，使骨骼成为氟化钙，形成愈合缓慢的溃疡。吸入高浓度蒸汽或者经皮吸收可引起化性肺炎肺水肿。

[0007] 为了避免上述多种常见奥氏体侵蚀剂存在的不利因素，亟需一种更为安全环保的奥氏体侵蚀剂。

发明内容

[0008] 本发明的一个目的在于提供一种奥氏体不锈钢侵蚀剂。

[0009] 本发明的另一个目的在于提供所述侵蚀剂的制备方法。

[0010] 本发明的再一目的在于提供所述侵蚀剂在奥氏体不锈钢处理中的应用。

[0011] 本发明的又一目的在于提供应用所述侵蚀剂处理奥氏体不锈钢的方法。

[0012] 为达上述目的，一方面，本发明提供了一种奥氏体不锈钢侵蚀剂，所述侵蚀剂以乙醇为溶剂，其中每升溶剂包含如下成分：60～120ml/L浓硝酸、150～300ml/L浓盐酸和100～200g/L氯化铁。

[0013] 其中各个成分的作用如下：

[0014] 本发明所使用的溶剂为乙醇，通常见侵蚀剂的溶剂一般为水或乙醇，也有少量侵蚀剂采用其他溶剂，在本发明中，乙醇与大多数有机物和无机物均能互溶，具有较好的溶解度，能够增加反应速率，且保证侵蚀的均匀性，使得本侵蚀剂具有一定的化学抛光作用；氯化铁具有较强的氧化性，通过添加浓盐酸，引入H+和Cl-抑制Fe3+的水解反应，保证Fe3+浓度，促进反应持续进行；硝酸中的氮元素为最高价态(+5)因此硝酸具有强氧化性，在本发明中，可以在一定程度上抑制侵蚀剂在试样表面形成的不均匀腐蚀导致的黑色斑点。

[0015] 根据本发明所述的侵蚀剂，本发明进一步优选每升溶剂包含如下成分：100ml/L浓硝酸、300ml/L浓盐酸和100g/L氯化铁。

[0016] 其中所述的浓硝酸、浓盐酸和氯化铁均为市售产品，常规市售的浓硝酸、浓盐酸和氯化铁均可用于本发明。

[0017] 其中本发明优选所述氯化铁为六水合氯化铁。

[0018] 本发明配制的侵蚀剂装于密封不透光玻璃瓶中，可长期保存，如果置于敞口容器中，须尽快使用。

[0019] 本发明侵蚀剂容易配制，且侵蚀速度容易控制、侵蚀均匀，可显现清晰的晶界以及析出相形态。

[0020] 另一方面，本发明提供了所述侵蚀剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：将氯化铁添加至乙醇中，搅拌溶解，依次缓慢添加浓盐酸和浓硝酸，静置3小时以上。

[0021] 再一方面，本发明提供了所述侵蚀剂在奥氏体不锈钢处理中的应用。

[0022] 又一方面，本发明提供了应用所述侵蚀剂处理奥氏体不锈钢的方法，所述方法包括：

[0023] (1)将奥氏体不锈钢进行预磨和抛光处理；

[0024] (2)将预磨和抛光处理的奥氏体不锈钢用乙醇冲洗，然后干燥；

[0025] (3)用所述侵蚀液擦拭奥氏体不锈钢表面，至表面颜色变灰；

[0026] (4)用蒸馏水或乙醇冲洗奥氏体不锈钢，干燥即可

[0027] 根据本发明所述的方法，步骤(3)为擦拭15-30秒。

[0028] 根据本发明所述的方法，步骤(2)和/或步骤(4)所述干燥为吹干。

[0029] 根据本发明所述的方法，步骤(4)用蒸馏水或乙醇冲洗奥氏体不锈钢后，还包括用蘸有乙醇的棉质物擦拭奥氏体不锈钢表面的步骤。

[0030] 综上所述，本发明提供了一种奥氏体不锈钢侵蚀剂及其制备方法和应用。本发明的侵蚀剂具有如下优点：

[0031] 本发明提供的奥氏体不锈钢侵蚀剂为实验过程中反复摸索获得的新型侵蚀剂，避免了王水的强挥发性和腐蚀性对人体造成不良影响，也不会如盐酸FeCl3水溶液这类侵蚀剂腐蚀不均匀造成点状斑点，侵蚀过程容易控制，且具有一定的抛光效果，可以去除奥氏体合金试样表面微小的划痕，可以清晰完整的显现奥氏体晶界以及析出相形貌；另外，与其他常见侵蚀剂相比，本侵蚀剂成分稳定，密闭情况下，可以长期存放，使用起来便利性高。

附图说明

[0032] 图1-4为对比例不同侵蚀剂对18Mn18Cr材料的侵蚀效果金相组织图；

[0033] 图5-8为对比例不同侵蚀剂对304材料的侵蚀效果金相组织图。

具体实施方式

[0034] 以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。

[0035] 实施例1

[0036] 侵蚀剂组分与配比为：5ml浓硝酸、15ml浓盐酸、5g氯化铁、50ml乙醇。

[0037] 其配制为：在试剂瓶或量筒中，添加50ml乙醇；然后添加5g氯化铁，缓慢摇匀，待其充分溶解后，依次缓慢添加15ml浓盐酸和5ml浓硝酸，静置3小时以上。

[0038] 按照上述侵蚀剂组分配制完成后，通过镊子夹持脱脂棉，蘸满侵蚀剂后在试样表面擦拭，约擦拭30s，或者见到试样表面颜色变灰即可。

[0039] 擦拭完成用蒸馏水或乙醇冲洗，然后用干净乙醇棉球擦拭，并用气吹或吹风机吹干乙醇。

[0040] 对比例：

[0041] 本对比例中，对于18Mn18Cr和304两种材料采用不同配方的侵蚀剂进行侵蚀模拟操作。在相同条件下进行完全相同的侵蚀操作，4#侵蚀剂(实施例1产品)均具有良好的侵蚀效果，且能够起到化学抛光的作用，消除试样表面的微小划痕，同时能够显现晶界、孪晶界以及析出相等组织。具体如下表1、表2及图1-8所示：

[0042] 表1、不同侵蚀剂对18Mn18Cr材料的影响

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[0044] 表2、不同侵蚀剂对304材料的影响

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