本發(fā)明屬于金屬表面處理，具體涉及一種不銹鋼電解拋光處理液及其制備方法和使用方法。

背景技術(shù)：

1、目前，我國廢舊鋼桶的再利用行業(yè)發(fā)展緩慢。隨意廢棄或堆放的廢舊包裝桶，會(huì)引發(fā)空氣污染、水污染和土壤污染等一系列環(huán)境問題。特別是那些含有或直接沾染危險(xiǎn)廢物的危廢包裝桶，問題尤為嚴(yán)重。因此，在全球能源日益緊張的背景下，廢舊包裝桶的回收利用對于資源循環(huán)和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

2、針對新能源電池的電解液不銹鋼包裝桶，由于長期使用后出現(xiàn)銹蝕和臟污，導(dǎo)致無法循環(huán)利用。加之采購成本高昂，使得處理成為行業(yè)內(nèi)的一個(gè)重大難題。目前的電化學(xué)拋光處理方法僅限于對不銹鋼工件表面進(jìn)行光亮處理，而對廢舊電解液不銹鋼包裝桶的相關(guān)研究較少。現(xiàn)有的研究無法同時(shí)滿足包裝桶的高質(zhì)量和產(chǎn)品的高質(zhì)量要求，也難以實(shí)現(xiàn)長期循環(huán)使用的目標(biāo)。

3、因此，如何以低成本的工藝對電解液包裝桶進(jìn)行電化學(xué)拋光處理，同時(shí)滿足包裝桶和產(chǎn)品的高質(zhì)量要求，并實(shí)現(xiàn)長期循環(huán)使用，成為了一個(gè)亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種不銹鋼電解拋光處理液及其制備方法和使用方法。本發(fā)明提出了一種獨(dú)特的不銹鋼電解拋光處理液配方，該配方不僅適用于因盛裝電池電解液而銹蝕、臟污的不銹鋼電解液桶的翻新，而且確保了拋光液的高品質(zhì)，其優(yōu)勢在于：拋光處理效率高；拋光后的不銹鋼電解液桶表面亮度優(yōu)于傳統(tǒng)電解液；電解拋光處理時(shí)電流密度降低，延長了使用壽命。因此，采用本發(fā)明提供的配方進(jìn)行電解拋光處理后的不銹鋼電解液桶不會(huì)產(chǎn)生變質(zhì)層，無附加應(yīng)力，同時(shí)具備抗腐蝕、表面防銹以及外觀美化等優(yōu)點(diǎn)，顯著降低了成本，并實(shí)現(xiàn)了長期循環(huán)使用的目標(biāo)。

2、為達(dá)到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種不銹鋼電解拋光處理液，所述不銹鋼電解拋光處理液包括硫酸、磷酸、檸檬酸和糖精。

4、所述硫酸的體積分?jǐn)?shù)為600-700ml/l，所述磷酸的體積分?jǐn)?shù)為200-300ml/l，所述檸檬酸的體積分?jǐn)?shù)為10-15ml/l，所述糖精的質(zhì)量濃度為0.1-0.3mg/l。

5、本發(fā)明提出了一種獨(dú)特的不銹鋼電解拋光處理液配方，該配方不僅適用于因盛裝電池電解液而銹蝕、臟污的不銹鋼電解液桶的翻新，而且確保了拋光液的高品質(zhì)，其優(yōu)勢在于：拋光處理效率高；拋光后的不銹鋼電解液桶表面亮度優(yōu)于傳統(tǒng)電解液；電解拋光處理時(shí)電流密度降低，延長了使用壽命。因此，采用本發(fā)明提供的配方進(jìn)行電解拋光處理后的不銹鋼電解液桶不會(huì)產(chǎn)生變質(zhì)層，無附加應(yīng)力，并可去除或減小原有的應(yīng)力層，同時(shí)具備抗腐蝕、表面防銹以及外觀美化等優(yōu)點(diǎn)，即使機(jī)械拋光難以觸及的凹處也能被整平，表面防銹能力得到顯著提高，此外，顯著降低了成本，可實(shí)現(xiàn)長期循環(huán)使用的目標(biāo)。

6、在本發(fā)明中，硫酸作為不銹鋼電解拋光處理液中的主要酸性成分，不僅提供了所需的酸性環(huán)境以促進(jìn)電解拋光處理過程的順利進(jìn)行，還具有一定的腐蝕性，有助于去除不銹鋼電解液桶表面的銹蝕和氧化層；磷酸在不銹鋼電解拋光處理液中發(fā)揮著輔助作用，與硫酸共同構(gòu)建出酸性環(huán)境，同時(shí)還具備腐蝕性，能夠有效去除氧化層；檸檬酸在不銹鋼電解拋光處理液中，不僅能夠提升拋光處理液的酸性，從而增強(qiáng)拋光效果，還能預(yù)防不銹鋼電解液桶的表面形成氧化層，進(jìn)一步提升拋光質(zhì)量，并且，檸檬酸的加入可起到潤滑和冷卻的作用，有助于提高不銹鋼電解液桶表面的導(dǎo)電性，促進(jìn)電解拋光處理過程的順暢進(jìn)行，此外還能發(fā)揮表面活性劑的作用，有助于清潔不銹鋼電解液桶的表面，甚至還能形成一層均勻的鈍化層，有效保護(hù)不銹鋼電解液桶的表面免受腐蝕；糖精能夠防止不銹鋼電解液桶的表面形成氧化層，從而提升拋光質(zhì)量，還能提高不銹鋼電解液桶表面的導(dǎo)電性，促進(jìn)電解拋光處理過程的順利進(jìn)行，其次還具有表面活性作用，清潔金屬表面，此外糖精能生成一層均勻的鈍化膜，有效保護(hù)不銹鋼電解液桶的表面免受腐蝕。

7、綜上，通過上述組分相互協(xié)作，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)多件物品的同時(shí)拋光，提高拋光效率，還能有效去除或減小不銹鋼電解液桶原有的應(yīng)力層，拋光后的桶尺寸精度和形狀精度能夠精確控制在0.01mm以內(nèi)。此外，該配方的亮度高，電解時(shí)所需的電流密度明顯降低，顯著延長了電解液的使用壽命。

8、本發(fā)明中，所述硫酸的體積分?jǐn)?shù)為600-700ml/l，例如可以是600ml/l、650ml/l或700ml/l等，所述磷酸的體積分?jǐn)?shù)為200-300ml/l，例如可以是200ml/l、250ml/l或300ml/l等，所述檸檬酸的體積分?jǐn)?shù)為10-15ml/l，例如可以是10ml/l、12ml/l或15ml/l等，所述糖精的質(zhì)量濃度為0.1-0.3mg/l，例如可以是0.1mg/l、0.2mg/l或0.3mg/l等。

9、本發(fā)明中，硫酸作為活化劑，是拋光液中保證正常拋光過程的主要成分。其含量若過低，會(huì)導(dǎo)致拋光表面出現(xiàn)過度腐蝕，表現(xiàn)為均勻密集的麻點(diǎn)；若含量過高，會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的不均勻腐蝕。

10、本發(fā)明中，若磷酸的含量過高，會(huì)導(dǎo)致電解液電阻增加，鹽度升高，進(jìn)而需要更高的電壓，使得拋光速度減慢；若磷酸的含量過低，則會(huì)增加活化傾向，導(dǎo)致不銹鋼表面出現(xiàn)不均勻的腐蝕。

11、本發(fā)明中，若檸檬酸的含量過高，則可能導(dǎo)致拋光不均勻或表面質(zhì)量下降；若檸檬酸的含量過低，則可能導(dǎo)致拋光不均勻或表面質(zhì)量下降。

12、本發(fā)明中，若糖精的含量過高，則可能導(dǎo)致電解液不穩(wěn)定，影響電解效果；若糖精的含量過低，則可能無法有效抑制腐蝕，降低電解液的防護(hù)性能。

13、優(yōu)選地，所述不銹鋼電解拋光處理液中還含有助劑。

14、優(yōu)選地，所述助劑包括光亮劑。

15、本發(fā)明中，光亮劑能夠形成復(fù)雜的磷酸鹽膜，防止電解鎳在不通電狀態(tài)下對不銹鋼的腐蝕，其有助于促進(jìn)拋光表面的培養(yǎng)和發(fā)展，并實(shí)現(xiàn)選擇性溶解，以獲得平滑且光亮的表面。此外，光亮劑還能有效防止腐蝕和氧化，確保拋光后的不銹鋼電解液桶表面的高質(zhì)量。

16、優(yōu)選地，所述助劑的體積分?jǐn)?shù)為0.2-0.5ml/l，例如可以是0.2ml/l、0.3ml/l、0.4ml/l或0.5ml/l等。

17、第二方面，本發(fā)明提供一種如第一方面所述的不銹鋼電解拋光處理液的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

18、將硫酸、磷酸、檸檬酸和糖精混合，制得所述不銹鋼電解拋光處理液。

19、優(yōu)選地，所述混合的過程中伴有攪拌。

20、第三方面，本發(fā)明提供一種如第一方面所述的不銹鋼電解拋光處理液的使用方法，所述使用方法包括以下步驟：

21、對廢舊的不銹鋼電解液桶進(jìn)行預(yù)處理，然后采用不銹鋼電解拋光處理液對預(yù)處理后的不銹鋼電解液桶進(jìn)行電解拋光處理，隨后進(jìn)行后處理，得到合格工件。

22、需要指出的是，電解拋光處理是將不銹鋼電解液桶浸入不銹鋼電解拋光處理液中，其作為陽極材料，利用陽極在電解池中產(chǎn)生的電化學(xué)溶解現(xiàn)象，使得不銹鋼電解液桶表面的微觀凸點(diǎn)發(fā)生陽極溶解，從而使得表面變得平滑并產(chǎn)生金屬光澤，這一過程也被稱為電化學(xué)拋光。

23、需要說明的是，在本發(fā)明的電解拋光處理中，廢舊的不銹鋼電解液桶作為陽極，并連接到直流電源的正極；同時(shí)，使用導(dǎo)電材料作為陰極材料連接到直流電源的負(fù)極；使用所述不銹鋼電解拋光處理液作為電解液，開啟直流電源以執(zhí)行電化學(xué)拋光過程。

24、值得注意的是，在電化學(xué)拋光過程中，廢舊的不銹鋼電解液桶和陰極材料保持一定距離浸沒在電解液中，并在特定條件下通電一段時(shí)間。通電期間，不銹鋼電解液桶的表面會(huì)形成電阻率高的稠性黏膜，其厚度在工件表面分布不均。由于稠性黏膜和電流密度分布的不均勻性，包裝桶表面的微觀凸起部分會(huì)首先溶解，而微觀凹陷部分尺寸減少較慢，這導(dǎo)致包裝桶表面粗糙度降低，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槠交饬恋谋砻妗?/p>

25、需要指出的是，影響電化學(xué)拋光質(zhì)量的因素包括：1)電解液：電解液的配方和比例需根據(jù)加工零件的性質(zhì)和所選陰極材料來確定；2)電流密度：電化學(xué)拋光通常在較高的電流密度下進(jìn)行。然而，電流密度過高會(huì)導(dǎo)致陽極析出過多氧氣，使電解液接近沸騰狀態(tài)，從而影響拋光質(zhì)量；3)電解液溫度：較低的溫度會(huì)導(dǎo)致溶解速度減慢，進(jìn)而降低生產(chǎn)效率，此外，應(yīng)攪拌電解液以促進(jìn)流動(dòng)，及時(shí)排除電解產(chǎn)物，減少溫度梯度；4)拋光時(shí)間：拋光時(shí)間不宜過長，因?yàn)椴煌牧悴考加衅涮囟ǖ淖罴褣伖鈺r(shí)間；5)工件的金相組織狀態(tài)：工件的金相組織愈均勻、致密，其拋光效果愈佳；6)工件拋光表面的原始粗糙度：一般而言，若工件表面的基體粗糙度低于ra1.6，則采用電化學(xué)拋光的效果最佳。

26、優(yōu)選地，所述預(yù)處理的步驟包括依次進(jìn)行的預(yù)清洗、手工拋光、水洗、除油除銹和酸洗。

27、優(yōu)選地，所述預(yù)清洗、水洗和酸洗的洗液溫度各自獨(dú)立地為15-25℃，例如可以是15℃、20℃或25℃等，清洗時(shí)間各自獨(dú)立地為15-20s，例如可以是15s、18s或20s等。

28、優(yōu)選地，所述除油除銹的過程中，使用的試劑為有機(jī)溶劑。需要說明的是，所述有機(jī)溶劑能夠溶解油脂促進(jìn)其揮發(fā)。

29、優(yōu)選地，所述除油除銹的過程中，作業(yè)溫度為50-60℃，例如可以是50℃、55℃或60℃等，作業(yè)時(shí)間為20-30min，例如可以是20min、25min或30min等。

30、優(yōu)選地，所述電解拋光處理過程中，預(yù)處理后的不銹鋼電解液桶上掛在不銹鋼電解拋光處理液中，所述上掛的工裝采用鈦網(wǎng)制備而成。

31、本發(fā)明采用鈦網(wǎng)材質(zhì)的工裝，鈦網(wǎng)具有出色的耐腐蝕性能和較長的使用壽命，并且鈦離子不會(huì)對不銹鋼電解拋光處理液產(chǎn)生不良影響。

32、需要說明的是，在電解拋光處理中，所需的設(shè)備包括：1)直流電源：可選擇雙相220v或三相380v電源；2)整流器：電解拋光對電源波形的要求并不嚴(yán)格，可使用可控硅整流器或高頻整流器；整流器的空載電壓范圍為0-20v，負(fù)載電壓(工作電壓)為8-10v，若工作電壓低于6v，拋光速度會(huì)變慢，且光亮度不足；整流器的電流大小應(yīng)根據(jù)客戶工件的尺寸來確定；3)電解槽及配套設(shè)施(陽極棒)：可采用聚氯乙烯硬板材焊接制成電解槽，槽上應(yīng)安裝三根電極棒，中間為可移動(dòng)的陽極棒，連接電源陽極(或正極)，而兩側(cè)為陰極棒，連接電源陰極(負(fù)極)；4)加熱與冷卻系統(tǒng)：在加熱方面，可采用石英加熱管或鈦加熱管作為熱源；至于冷卻系統(tǒng)，盤管設(shè)計(jì)既適用于加熱也可用于冷卻過程。

33、優(yōu)選地，所述電解拋光處理的具體參數(shù)包括：

34、陰極材料包括鈦網(wǎng)和紫銅，電壓為6-15v(例如可以是6v、10v或15v等)，電流密度為18-24a/dm2(例如可以是18a/dm2、20a/dm2或24a/dm2等)，電解拋光處理的時(shí)間為15-30min(例如可以是15min、20min或30min等)，不銹鋼電解拋光處理液的工作溫度為50-75℃(例如可以是50℃、60℃或75℃等)。

35、本發(fā)明中，若電流密度過高，則陽極析出的氧氣過多，使電解液近似沸騰，影響拋光質(zhì)量。

36、優(yōu)選地，所述后處理的步驟包括依次進(jìn)行的中和處理、封閉處理和烘干處理。

37、優(yōu)選地，所述中和處理的具體方法包括：

38、將電解拋光處理后的不銹鋼電解液桶置于清洗槽中，調(diào)節(jié)ph值，浸泡3-5min(例如可以是3min、4min或5min等)，然后進(jìn)行水洗。

39、優(yōu)選地，所述封閉處理的過程中使用熱水對中和處理后的不銹鋼電解液桶進(jìn)行清洗。

40、優(yōu)選地，所述熱水的溫度為70-80℃，例如可以是70℃、75℃或80℃等，熱水的清洗時(shí)間為3-5min，例如可以是3min、4min或5min等。

41、優(yōu)選地，所述烘干處理的溫度為50-60℃，例如可以是50℃、55℃或60℃等，烘干時(shí)間為15-30min，例如可以是15min、20min或30min等。

42、優(yōu)選地，所述使用方法包括以下步驟：

43、(1)預(yù)處理：

44、對廢舊的不銹鋼電解液桶進(jìn)行預(yù)清洗，去除桶身上的標(biāo)識、膠印以及裙邊間隙中的雜質(zhì)、灰塵和顆粒。

45、對預(yù)清洗后的不銹鋼電解液桶進(jìn)行手工拋光(例如采用手工拋光機(jī)及電動(dòng)內(nèi)孔打磨機(jī)對不銹鋼電解液桶進(jìn)行表面及內(nèi)腔拋光打磨)，修復(fù)表面劃傷、拉毛和過度腐蝕的表面層。

46、對手工拋光后的不銹鋼電解液桶進(jìn)行水洗(可采用高壓水槍)，沖洗掉拋光后殘留的灰塵和顆粒。

47、對水洗后的不銹鋼電解液桶進(jìn)行除油除銹處理，然后置于酸洗槽中進(jìn)行酸洗除銹。

48、(2)電解拋光處理：

49、采用不銹鋼電解拋光處理液對預(yù)處理后的不銹鋼電解液桶進(jìn)行電解拋光處理，其中，陰極材料包括鈦網(wǎng)和紫銅，電壓為6-15v，電流密度為18-24a/dm2。

50、(3)后處理：

51、將電解拋光處理后的不銹鋼電解液桶置于清洗槽中進(jìn)行中和處理，調(diào)節(jié)ph值，浸泡3-5min，然后進(jìn)行水洗。

52、采用熱水對不銹鋼電解液桶進(jìn)行封閉處理，熱水的溫度為70-80℃，熱水的清洗時(shí)間為3-5min。

53、對封閉處理后的不銹鋼電解液桶進(jìn)行烘干處理，烘干處理的溫度為50-60℃，烘干時(shí)間為15-30min。

54、本發(fā)明所述的數(shù)值范圍不僅包括上述列舉的點(diǎn)值，還包括沒有列舉出的上述數(shù)值范圍之間的任意的點(diǎn)值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。

55、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

56、(1)本發(fā)明提出了一種獨(dú)特的不銹鋼電解拋光處理液配方，該配方不僅適用于因盛裝電池電解液而銹蝕、臟污的不銹鋼包裝桶的翻新，而且確保了拋光液的高品質(zhì)，其優(yōu)勢在于：拋光處理效率高；拋光后的包裝桶表面亮度優(yōu)于傳統(tǒng)電解液；電解拋光處理時(shí)電流密度降低，延長了使用壽命。因此，采用本發(fā)明提供的配方進(jìn)行電解拋光處理后的不銹鋼包裝桶不會(huì)產(chǎn)生變質(zhì)層，無附加應(yīng)力，同時(shí)具備抗腐蝕、表面防銹以及外觀美化等優(yōu)點(diǎn)，顯著降低了成本，并實(shí)現(xiàn)了長期循環(huán)使用的目標(biāo)。

57、(2)本發(fā)明提出的不銹鋼電解拋光處理液能夠用于加工難以通過機(jī)械拋光處理的硬質(zhì)和軟質(zhì)材料，以及薄壁、形狀復(fù)雜或細(xì)小的零件和制品。

58、(3)本發(fā)明提出的不銹鋼電解拋光處理液支持批量同時(shí)拋光，顯著提高了生產(chǎn)效率。

59、(4)基于本發(fā)明提供的不銹鋼電解拋光處理液拋光后的不銹鋼電解液桶的表面粗糙度相比于原始的表面粗糙度至少降低兩個(gè)數(shù)量級，且尺寸精度和形狀精度可控制在0.01mm以內(nèi)。