[发明专利]一种鉴别高氮不锈钢表面缺陷的冷酸洗液及其应用

说明书

本发明涉及一种鉴别高氮不锈钢表面缺陷的冷酸洗液及其应用，属于合金表面缺陷鉴别技术领域。该鉴别高氮不锈钢表面缺陷的冷酸洗液，由以下质量分数的组分组成：HCl 2.1～4.3％，Hsubgt;3/subgt;POsubgt;4/subgt; 19.5～25.5％，FeClsubgt;3/subgt; 8～17％，余量为水。该冷酸洗液配方能够快速腐蚀高氮不锈钢的表面，腐蚀时间仅需1min～2min，腐蚀后酸洗量在2μm以下，不会对零件表面质量造成过度损伤，并且对高氮不锈钢轴承表面磨削烧伤缺陷的鉴别准确率达100％，此外还能够保证冷酸洗液的长期稳定储存，有效使用期限在三个月以上。

技术领域

本发明属于合金表面缺陷鉴别技术领域，具体涉及一种鉴别高氮不锈钢表面缺陷的冷酸洗液及其应用。

背景技术

磨削烧伤是磨削时的瞬时高温使零件表层局部金相组织发生变化，会使零件出现硬度降低、产生细小裂纹等缺陷，严重损害零件质量。为了鉴别零件表面是否具有磨削烧伤缺陷，采用化学冷酸洗技术是一种简单、直观、准确率高且低成本的方法。化学冷酸洗是将零件表面用酸腐蚀，由于不同的金相组织对酸腐蚀有不同的敏感性，因此利用不同程度的表面腐蚀所呈现出的色差来判断磨削烧伤缺陷。

高氮不锈钢轴承具有高强度、良好的耐磨性和较强的抗腐蚀性能，在航空航天、精密机床、汽车制造、风力发电等行业应用越来越广泛，尤其在海洋等特定环境下能够发挥其重要作用。但同时，高氮不锈钢较强的抗腐蚀特性给轴承零件表面磨削烧伤缺陷检验工序造成了困难。

采用《滚动轴承高碳铬不锈钢轴承零件热处理技术条件JB/T 1460-2011》附录C的冷酸洗操作规程，对高氮不锈钢轴承零件进行冷酸洗，结果发现零件对该冷酸洗液抗腐蚀作用强，表面颜色长时间无任何变化，无法有效鉴别表面磨削烧伤缺陷，致使产品表面质量存在隐患，影响轴承性能和使用寿命。

现有技术对于高氮耐蚀轴承零件加工缺陷的检测，常采用硝酸25％～30％，盐酸10～15％，三氯化铁2～4％和水51～63％复配作为酸洗液。该配方的酸洗液虽然能够对高氮耐蚀钢的表面缺陷进行检测，但是实际应用时却发现其有效使用频次极低，进行批量检测时需要不停配制大量酸洗液，耗费的成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种鉴别高氮不锈钢表面缺陷的冷酸洗液，具有使用周期长的优点。

本发明的另一个目的在于提供一种冷酸洗液在鉴别高氮不锈钢表面缺陷中的应用。

本发明的鉴别高氮不锈钢表面缺陷的冷酸洗液所采用的技术方案为：

一种鉴别高氮不锈钢表面缺陷的冷酸洗液，由以下质量分数的组分组成：HCl 2.1～4.3％，H₃PO₄ 19.5～25.5％，FeCl₃ 8～17％，余量为水。

本发明的冷酸洗液采用质量分数为2.1％～4.3％的盐酸，可以对抗高氮不锈钢的耐腐蚀特性，使钢表面的腐蚀达到预期效果，腐蚀时间较短。采用质量分数为19.5％～25.5％的磷酸，可以发挥钝化作用，从而在钢件表面形成钝化膜保护零件，避免酸洗或后道工序中遭受过度侵蚀。磷酸的酸性相对较弱，与盐酸混合产生协同作用，促进二者完全电离，溶液中氢离子增多，更充分地与溶液中三氯化铁分解的氯离子结合，不仅增强了腐蚀性，而且不易挥发，质量浓度改变较小，起到延长酸洗液有效使用期限的作用。此外，利用磷酸不易挥发的特性，可以减少对环境和人体的伤害。采用质量分数为8～17％的三氯化铁，在冷酸洗液中起到较强的氧化作用，和溶液中分离出的氢离子生成盐酸促进冷酸洗液对钢表面的腐蚀作用，进一步提高腐蚀速度，加快酸洗效率。