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CN112643501B - 一种去除镍铬合金表面氧化层的方法 - Google Patents

一种去除镍铬合金表面氧化层的方法 Download PDF

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CN112643501B CN201910969100.8A CN201910969100A CN112643501B CN 112643501 B CN112643501 B CN 112643501B CN 201910969100 A CN201910969100 A CN 201910969100A CN 112643501 B CN112643501 B CN 112643501B
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Abstract

一种去除镍铬合金表面氧化层的方法，包括如下方法步骤：预处理：除油处理，水洗，干燥；一级处理：将线材通过酸性打磨浆，摩擦去除氧化层；二级处理：水洗，同时利用超声波对线材进行振动处理；冲洗干燥：利用高压水流对线材进行反复冲洗至线材表面无残留，干燥。本申请通过采用酸性打磨浆进行打磨，酸性浆料可以促进镍铬合金表面的氧化层的剥离，同时打磨浆中的磨料与镍铬合金表面进行摩擦，可以有效擦除镍铬合金表面的氧化层，清除速度快、效率高，进而有利于提高镍铬合金的生产效率；通过在水洗过程中采用超声波振动的方式将镍铬合金表面的氧化层去除，可以促进镍铬合金表面氧化层的剥离，进而提高镍铬合金表面氧化层的去除效率。

Description

一种去除镍铬合金表面氧化层的方法
技术领域
本发明属于金属表面处理技术领域，涉及一种去除镍铬合金表面氧化层的方法。
背景技术
镍铬合金具有高强度和抗腐蚀性，俗称不锈钢。目前，冶金、家用电器、机械制造业等领域做发热元件和电器行业做电阻材料常常需要用到镍铬合金丝。在镍铬合金丝生产过程中，需要通过拔丝设备、退火设备等专业设备，经过多次拉拔-退火-再拉拔-再退火等工序，加工成各类不同规格和型号的镍铬合金丝，镍铬合金丝在高温加工过程中会在其表面产生氧化层。
传统的镍铬合金丝表面去除氧化层的方法一般是采用如氢氟酸、硫酸、盐酸、硝酸等强酸性化学品配制成酸洗液盛放在耐腐蚀的塑料容器中，然后把待处理的合金线材放入其中浸蚀一段时间后提起用清水冲洗晾干。这种单纯用酸洗去除合金表面氧化层的方法清洗速度慢，效率低，不利于镍铬合金丝生产效率的提高；而且氧化层也会存在剥离不完全，仍有部分粘连在镍铬合金丝表面的情况，氧化层去除不够干净。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种去除镍铬合金表面氧化层的方法。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
采用一种专用于去除镍铬合金表面氧化层的设备去除氧化层，其特征在于，所述设备包括进料辊(3)、出料辊(4)、打磨箱(1)和超声波水洗箱(2)，所述进料辊(3)位于打磨箱(1)的进料端，所述出料辊(4)位于超声波水洗箱(2)的出料端，所述打磨箱(1)内装有酸性打磨浆，所述超声波水洗箱(2)内设置有喷淋管(12)和超声波振动组件；
所述超声波振动组件包括振动板(15)、振动辊(16)和超声波发生器(19)，所述超声波发生器(19)通过连接线连接有超声波振子头(17)，所述超声波振子头(17)通过焊接或螺栓连接的方式固定在振动板(15)的底部，所述振动辊(16)设置有多个，多个所述振动辊(16)均匀分布在振动板(15)上，所述振动辊(16)的顶部与超声波水洗箱(2)内的镍铬合金线材相抵，且所述振动辊(16)与镍铬合金线材相互垂直，所述振动板(15)与镍铬合金线材传动方向平行的两边焊接有两块安装板(20)，所述振动辊(16)两端通过轴承转动安装在两块安装板(20)之间；
所述振动板(15)上开设有多个漏孔(21)，所述振动板(15)的底部通过弹性件(18)与超声波水洗箱(2)的底部内壁连接，所述弹性件(18)包括连接杆(22)、弹簧(24)和套筒(25)，所述连接杆(22)的一端通过焊接或螺栓固定的方式固定在振动板(15)的底部，所述连接杆(22)的中部焊接有上限位块(23)，所述连接杆(22)远离振动板(15)的一端套在套筒(25)内，所述套筒(25)的底部通过焊接或一体成型的方式固定有下限位块(26)，所述下限位块(26)通过螺栓固定或焊接的方式固定在超声波水洗箱(2)的底部内壁上，所述上限位块(23)和下限位块(26)之间连接有弹簧(24)，所述弹簧(24)套在连接杆(22)下端和套筒(25)的外部；
其中去除镍铬合金表面氧化层的方法包括如下方法步骤：
预处理：对镍铬合金线材表面进行除油处理，并对除油后的线材进行水洗，水洗后将其干燥至表面无水；
一级处理：将线材通过酸性打磨浆，利用线材通过时与酸性打磨浆产生摩擦，从而摩擦去除线材表面的氧化层；
二级处理：将一级处理后的线材进行水洗，与此同时，利用超声波对线材进行振动处理；
冲洗干燥：利用高压水流在常温下对二级处理后的线材进行反复冲洗至线材表面无残留，将对冲洗后的线材干燥至表面无水。
通过采用上述技术方案，通过振动辊的设置，利用振动辊与镍铬合金线材接触，既可以保证线材的平稳通过，又能与线材产生共振，利用线材的振动加速线材表面氧化层的掉落。通过漏孔的设置，可以方便掉落的氧化层掉落在超声波水洗箱的底部，避免氧化层堆积在振动板上。弹性件可以使得振动板可以在一定范围内振动，连接杆的下端套在套筒内，套筒内部空腔可以容纳连接杆，从而可以对连接杆的上下振动起到导向作用，避免因弹簧的形变而造成振动板在振动过程中发生倾斜。
进一步的，所述一级处理步骤中的酸性打磨浆的组成为：盐酸、水和磨料，其中，盐酸、水与磨料的质量比为(0.05-0.1)：(5-8)：1，盐酸的浓度为10mol/L。
通过采用上述技术方案，通过采用酸性打磨浆进行打磨，酸性浆料可以促进镍铬合金表面的氧化层的剥离，同时打磨浆中的磨料与镍铬合金表面进行摩擦，可以有效擦除镍铬合金表面的氧化层，氧化层去除干净，而且化学法和物理法同时处理镍铬合金表面的氧化层，氧化层清除速度快、效率高，进而有利于提高镍铬合金的生产效率。
进一步的，所述磨料包括不锈钢、碳钢、棕刚玉、白刚玉、玻璃珠、石榴石、碳化硼、碳化硅、石英砂中的一种或多种，磨料的粒径为30-50目。
进一步的，所述预处理步骤和冲洗干燥步骤中的干燥方式均为80℃-100℃热风干燥。
通过采用上述技术方案，高温热风干燥的干燥速度快，效率高，有利于提高生产效率。
进一步的，专用于去除镍铬合金表面氧化层的设备，其打磨箱的一侧设置有第一进料口，所述打磨箱的另一侧设置有第一出料口，所述打磨箱内靠近第一进料口和第一出料口处均通过轴承转动安装有导料辊，所述导料辊位于打磨箱靠近打磨箱的箱顶一侧，所述打磨箱的中部通过轴承转动安装有第一导向辊，所述第一导向辊位于靠近打磨箱的箱底一侧。
通过采用上述技术方案，将第一导向辊置于打磨箱内靠近箱底的一侧，从而使得进入打磨箱的镍铬合金线材以V形通过打磨箱打磨，有利于增加镍铬合金线材在打磨箱内的滞留时间，进而使得打磨箱内的打磨浆料可以充分作用于镍铬合金线材表面，以保证镍铬合金表面氧化层的处理效果。
进一步的，所述超声波水洗箱靠近打磨箱的一侧设置有第二进料口，所述第二进料口与第一进料口连通，所述超声波水洗箱远离打磨箱的一侧设置有第二出料口，所述超声波水洗箱内靠近第二进料口和第二出料口处均通过轴承转动安装有导料辊，所述超声波水洗箱内通过轴承转动安装有第二导向辊，所述第二导向辊的底部位于出料辊的两辊对称面所在平面上。
通过采用上述技术方案，第二导向辊和出料辊可以将超声波水洗箱内的镍铬合金线材置于水平面上，从而有利于线材与振动辊接触，保证超声波的振动效果。
进一步的，所述喷淋管位于超声波水洗箱的顶部，所述喷淋管上均匀分布有若干喷头，所述喷淋管连接有进水管，所述进水管连接有增压泵，所述增压泵通过管道连接水箱。
通过采用上述技术方案，增压泵可以方便调节水压，喷淋管向下喷淋，可以冲洗掉经过磨料摩擦剥离，但仍粘黏在镍铬合金线材表面的氧化层，保证镍铬合金线材表面的光洁。
本发明一种去除镍铬合金表面氧化层的方法，与现有技术相比，具有如下有益效果：
1)通过采用酸性打磨浆进行打磨，酸性浆料可以促进镍铬合金表面的氧化层的剥离，同时打磨浆中的磨料与镍铬合金表面进行摩擦，可以有效擦除镍铬合金表面的氧化层，氧化层去除干净，而且化学法和物理法同时处理镍铬合金表面的氧化层，氧化层清除速度快、效率高，进而有利于提高镍铬合金的生产效率。
2)通过在水洗过程中采用超声波振动的方式将镍铬合金表面的氧化层去除，超声波产生的振动在一定程度上可以促进镍铬合金表面氧化层的剥离，进而提高镍铬合金表面氧化层的去除效率。
3)通过将第一导向辊置于打磨箱内靠近箱底的一侧，从而使得进入打磨箱的镍铬合金线材以V形通过打磨箱打磨，有利于增加镍铬合金线材在打磨箱内的滞留时间，进而使得打磨箱内的打磨浆料可以充分作用于镍铬合金线材表面，以保证镍铬合金表面氧化层的处理效果。
4)通过振动辊的设置，利用振动辊与镍铬合金线材接触，既可以保证线材的平稳通过，又能与线材产生共振，利用线材的振动加速线材表面氧化层的掉落。
附图说明
图1是本发明一种去除镍铬合金表面氧化层的方法的流程示意图；
图2是本发明一种专用于实施所述的去除镍铬合金表面氧化层的方法的设备结构示意图；
图3是本发明一种专用于实施所述的去除镍铬合金表面氧化层的方法的设备的振动辊安装示意图；
图4是本发明一种专用于实施所述的去除镍铬合金表面氧化层的方法的设备的弹性件示意图。
图中：1、打磨箱；2、超声波水洗箱；3、进料辊；4、出料辊；5、第一进料口；6、第一出料口；7、导料辊；8、第一导向辊；9、第二进料口；10、第二出料口；11、第二导向辊；12、喷淋管；13、进水管；14、增压泵；15、振动板；16、振动辊；17、超声波振子头；18、弹性件；19、超声波发生器；20、安装板；21、漏孔；22、连接杆；23、上限位块；24、弹簧；25、套筒；26、下限位块。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。本发明一种去除镍铬合金表面氧化层的方法不限于以下实施例的描述。
实施例1
一种专用于实施上述实施例1所述的去除镍铬合金表面氧化层的方法的设备，包括进料辊3、出料辊4、打磨箱1和超声波水洗箱2，进料辊3位于打磨箱1的进料端，出料辊4位于超声波水洗箱2的出料端，打磨箱1内装有酸性打磨浆，超声波水洗箱2内设置有喷淋管12和超声波振动组件。
打磨箱1的一侧设置有第一进料口5，进料辊3位于第一进料口5一侧，打磨箱1的另一侧设置有第一出料口6，打磨箱1内靠近第一进料口5和第一出料口6处均通过轴承转动安装有导料辊7，导料辊7位于打磨箱1靠近打磨箱1的箱顶一侧，打磨箱1的中部通过轴承转动安装有第一导向辊8，第一导向辊8位于靠近打磨箱1的箱底一侧，酸性打磨浆没过第一导向辊8，第一进料口5和第一出料口6处的导料辊7位于酸性打磨浆液面上。
通过采用上述技术方案，将第一导向辊8置于打磨箱1内靠近箱底的一侧，从而使得进入打磨箱1的镍铬合金线材以V形通过打磨箱1打磨，有利于增加镍铬合金线材在打磨箱1内的滞留时间，进而使得打磨箱1内的打磨浆料可以充分作用于镍铬合金线材表面，以保证镍铬合金表面氧化层的处理效果。
超声波水洗箱2靠近打磨箱1的一侧设置有第二进料口9，第二进料口9与第一进料口5连通，超声波水洗箱2远离打磨箱1的一侧设置有第二出料口10，超声波水洗箱2内靠近第二进料口9和第二出料口10处均通过轴承转动安装有导料辊7，超声波水洗箱2内通过轴承转动安装有第二导向辊11，第二导向辊11的底部位于出料辊4的两辊对称面所在平面上。
通过采用上述技术方案，第二导向辊11和出料辊4可以将超声波水洗箱2内的镍铬合金线材置于水平面上，从而有利于线材与振动辊16接触，保证超声波的振动效果。
喷淋管12位于超声波水洗箱2的顶部，喷淋管12上均匀分布有若干喷头，喷淋管12连接有进水管13，进水管13连接有增压泵14，增压泵14通过管道连接水箱。
通过采用上述技术方案，增压泵14可以方便调节水压，喷淋管12向下喷淋，可以冲洗掉经过磨料摩擦剥离，但仍粘黏在镍铬合金线材表面的氧化层，保证镍铬合金线材表面的光洁。
超声波振动组件包括振动板15、振动辊16和超声波发生器19，超声波发生器19通过连接线连接有超声波振子头17，超声波振子头17通过焊接或螺栓连接的方式固定在振动板15的底部，振动辊16设置有多个，多个振动辊16均匀分布在振动板15上，振动辊16的顶部与超声波水洗箱2内的镍铬合金线材相抵，且振动辊16与镍铬合金线材相互垂直，振动板15与镍铬合金线材传动方向平行的两边焊接有两块安装板20，振动辊16两端通过轴承转动安装在两块安装板20之间。
通过采用上述技术方案，通过振动辊16的设置，利用振动辊16与镍铬合金线材接触，既可以保证线材的平稳通过，又能与线材产生共振，利用线材的振动加速线材表面氧化层的掉落。
振动板15上开设有多个漏孔21，振动板15的底部通过弹性件18与超声波水洗箱2的底部内壁连接，弹性件18包括连接杆22、弹簧24和套筒25，连接杆22的一端通过焊接或螺栓固定的方式固定在振动板15的底部，连接杆22的中部焊接有上限位块23，连接杆22远离振动板15的一端套在套筒25内，套筒25的底部通过焊接或一体成型的方式固定有下限位块26，下限位块26通过螺栓固定或焊接的方式固定在超声波水洗箱2的底部内壁上，上限位块23和下限位块26之间连接有弹簧24，弹簧24套在连接杆22下端和套筒25的外部。
通过采用上述技术方案，漏孔21的设置，可以方便掉落的氧化层掉落在超声波水洗箱2的底部，避免氧化层堆积在振动板15上。弹性件18可以使得振动板15可以在一定范围内振动，连接杆22的下端套在套筒25内，套筒25内部空腔可以容纳连接杆22，从而可以对连接杆22的上下振动起到导向作用，避免因弹簧24的形变而造成振动板15在振动过程中发生倾斜。
使用时，镍铬合金线材依次经过进料辊3、第一进料口5、导料辊7、第一导向辊8、导料辊7、第一出料口6、第二进料口9、导料辊7、第二导向辊11、第二出料口10、出料辊4；打磨箱1内的酸性打磨浆对线材表面的氧化层进行腐蚀剥离，并利用磨料与线材表面的摩擦擦除氧化层，喷淋管12喷水冲洗线材，超声波发生器19产生超声波，并通过连接线传递到超声波振子头17，超声波振子头17产生共振，同时，振动板15以及振动板15上的振动辊16产生共振，振动通过振动辊16传递至线材上，使得线材也产生振动，从而利于振动振落线材表面的氧化层。
实施例2
一种去除镍铬合金表面氧化层的方法，采用实施例1的专用于去除镍铬合金表面氧化层的设备去除氧化层，包括如下方法步骤：
S1、预处理：对镍铬合金线材表面进行除油处理，并对除油后的线材进行水洗，水洗后将其干燥至表面无水；干燥方式为80℃热风干燥；高温热风干燥的干燥速度快，效率高，有利于提高生产效率。
S2、一级处理：将线材通过酸性打磨浆，利用线材通过时与酸性打磨浆产生摩擦，从而摩擦去除线材表面的氧化层；酸性打磨浆的组成为：盐酸、水和磨料，其中，盐酸、水与磨料的质量比为0.1：8：1，盐酸的浓度为10mol/L；磨料包括不锈钢、碳钢、棕刚玉、白刚玉、玻璃珠、石榴石、碳化硼、碳化硅、石英砂中的一种或多种，磨料的粒径为35目；采用酸性打磨浆进行打磨，酸性浆料可以促进镍铬合金表面的氧化层的剥离，同时打磨浆中的磨料与镍铬合金表面进行摩擦，可以有效擦除镍铬合金表面的氧化层，氧化层去除干净，而且化学法和物理法同时处理镍铬合金表面的氧化层，氧化层清除速度快、效率高，进而有利于提高镍铬合金的生产效率。
S3、二级处理：将一级处理后的线材进行水洗，与此同时，利用超声波对线材进行振动处理，在水洗过程中采用超声波振动的方式将镍铬合金表面的氧化层去除，超声波产生的振动在一定程度上可以促进镍铬合金表面氧化层的剥离，进而提高镍铬合金表面氧化层的去除效率。
S4、冲洗干燥：利用高压水流在常温下对二级处理后的线材进行反复冲洗至线材表面无残留，将对冲洗后的线材干燥至表面无水；干燥方式为100℃热风干燥；高温热风干燥的干燥速度快，效率高，有利于提高生产效率。
对比例1
S1、预处理：对镍铬合金线材表面进行除油处理，并对除油后的线材进行水洗，水洗后将其干燥至表面无水；干燥方式为80℃热风干燥；高温热风干燥的干燥速度快，效率高，有利于提高生产效率。
S2、氧化层去除：将线材通过酸洗槽，利用线材通过时与酸性溶液接触去除线材表面的氧化层；酸性溶液为盐酸和水，其中，盐酸与水的质量比为0.1：8，盐酸的浓度为10mol/L；
S3、冲洗干燥：利用高压水流在常温下对去除氧化层后的线材进行反复冲洗至线材表面无残留，将对冲洗后的线材干燥至表面无水；干燥方式为100℃热风干燥；高温热风干燥的干燥速度快，效率高，有利于提高生产效率。
对比试验：
分别采用实施例1和对比例1的方式处理同样规格的镍铬合金线材1000米，统计氧化层消除所需时间，每种方式做三组平行组，试验得出采用实施例1所需时间平均为10分钟，对比例1所需时间平均为5h。通过实验表明，采用本申请的方法去除镍铬合金表面氧化层的方法可以有效提高镍铬合金表面氧化层的去除效率。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种去除镍铬合金表面氧化层的方法，采用一种专用于去除镍铬合金表面氧化层的设备去除氧化层，其特征在于，所述设备包括进料辊（3）、出料辊（4）、打磨箱（1）和超声波水洗箱（2），所述进料辊（3）位于打磨箱（1）的进料端，所述出料辊（4）位于超声波水洗箱（2）的出料端，所述打磨箱（1）内装有酸性打磨浆，所述超声波水洗箱（2）内设置有喷淋管（12）和超声波振动组件；
所述超声波振动组件包括振动板（15）、振动辊（16）和超声波发生器（19），所述超声波发生器（19）通过连接线连接有超声波振子头（17），所述超声波振子头（17）通过焊接或螺栓连接的方式固定在振动板（15）的底部，所述振动辊（16）设置有多个，多个所述振动辊（16）均匀分布在振动板（15）上，所述振动辊（16）的顶部与超声波水洗箱（2）内的镍铬合金线材相抵，且所述振动辊（16）与镍铬合金线材相互垂直，所述振动板（15）与镍铬合金线材传动方向平行的两边焊接有两块安装板（20），所述振动辊（16）两端通过轴承转动安装在两块安装板（20）之间；
所述振动板（15）上开设有多个漏孔（21），所述振动板（15）的底部通过弹性件（18）与超声波水洗箱（2）的底部内壁连接，所述弹性件（18）包括连接杆（22）、弹簧（24）和套筒（25），所述连接杆（22）的一端通过焊接或螺栓固定的方式固定在振动板（15）的底部，所述连接杆（22）的中部焊接有上限位块（23），所述连接杆（22）远离振动板（15）的一端套在套筒（25）内，所述套筒（25）的底部通过焊接或一体成型的方式固定有下限位块（26），所述下限位块（26）通过螺栓固定或焊接的方式固定在超声波水洗箱（2）的底部内壁上，所述上限位块（23）和下限位块（26）之间连接有弹簧（24），所述弹簧（24）套在连接杆（22）下端和套筒（25）的外部；
其中去除镍铬合金表面氧化层的方法包括如下方法步骤：
预处理：对镍铬合金线材表面进行除油处理，并对除油后的线材进行水洗，水洗后将其干燥至表面无水；
一级处理：将线材通过酸性打磨浆，利用线材通过时与酸性打磨浆产生摩擦，从而摩擦去除线材表面的氧化层；
二级处理：将一级处理后的线材进行水洗，与此同时，利用超声波对线材进行振动处理；
冲洗干燥：利用高压水流在常温下对二级处理后的线材进行反复冲洗至线材表面无残留，将对冲洗后的线材干燥至表面无水。
2.根据权利要求1所述的去除镍铬合金表面氧化层的方法，其特征在于，所述一级处理步骤中的酸性打磨浆的组成为：盐酸、水和磨料，其中，盐酸、水与磨料的质量比为（0.05-0.1）：（5-8）：1，盐酸的浓度为10mol/L。
3.根据权利要求2所述的去除镍铬合金表面氧化层的方法，其特征在于，所述磨料包括不锈钢、碳钢、棕刚玉、白刚玉、玻璃珠、石榴石、碳化硼、碳化硅、石英砂中的一种或多种，磨料的粒径为30-50目。
4.根据权利要求1所述的去除镍铬合金表面氧化层的方法，其特征在于，所述预处理步骤和冲洗干燥步骤中的干燥方式均为80℃-100℃热风干燥。
5.根据权利要求1所述的去除镍铬合金表面氧化层的方法，其特征在于，所述打磨箱（1）的一侧设置有第一进料口（5），所述打磨箱（1）的另一侧设置有第一出料口（6），所述打磨箱（1）内靠近第一进料口（5）和第一出料口（6）处均通过轴承转动安装有导料辊（7），所述导料辊（7）位于打磨箱（1）靠近打磨箱（1）的箱顶一侧，所述打磨箱（1）的中部通过轴承转动安装有第一导向辊（8），所述第一导向辊（8）位于靠近打磨箱（1）的箱底一侧。
6.根据权利要求5所述的去除镍铬合金表面氧化层的方法，其特征在于，所述超声波水洗箱（2）靠近打磨箱（1）的一侧设置有第二进料口（9），所述第二进料口（9）与第一进料口（5）连通，所述超声波水洗箱（2）远离打磨箱（1）的一侧设置有第二出料口（10），所述超声波水洗箱（2）内靠近第二进料口（9）和第二出料口（10）处均通过轴承转动安装有导料辊（7），所述超声波水洗箱（2）内通过轴承转动安装有第二导向辊（11），所述第二导向辊（11）的底部位于出料辊（4）的两辊对称面所在平面上。
7.根据权利要求6所述的去除镍铬合金表面氧化层的方法，其特征在于，所述喷淋管（12）位于超声波水洗箱（2）的顶部，所述喷淋管（12）上均匀分布有若干喷头，所述喷淋管（12）连接有进水管（13），所述进水管（13）连接有增压泵（14），所述增压泵（14）通过管道连接水箱。
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