一种用于铰刀的酸洗钝化工艺

技术领域

本发明属于高端刀具制造技术领域，具体涉及一种用于铰刀的酸洗钝化工艺。

背景技术

铰刀是具有直刃或螺旋刃的旋转精加工刀具，可切除已加工孔表面薄层金属，常用于扩孔或修孔。铰刀因切削量少其加工精度要求通常高于钻头，并还需要达到较高的强度和表面稳定性。铰刀在生产过程中，酸洗钝化是铰刀表面处理的一道重要的工艺，对铰刀表面的稳定性以及使用过程中的耐久性起着至关重要的作用。一直以来，如何优化钝化工艺，使铰刀表面形成的氧化皮更加致密连续稳定，从而使铰刀获得更优异的耐久性，是广大技术人员不懈追求的目标。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种用于铰刀的酸洗钝化工艺包括以下步骤：

(S1)洗去铰刀表面的油污，然后再洗去去污时表面残留的去污成分，干燥。

(S2)在还原性气氛中将铰刀整体加热至250-270℃，保温一段时间使铰刀内外温度一致。

(S3)将被加热的铰刀从还原性气氛中取出，刀头朝下，马上插入酸洗液中；插入时需要对酸洗液进行超声处理，超声处理直至铰刀表面的气泡完全消失且不再产生新的气泡；然后关闭超声，继续浸泡25-35min；酸洗液按重量计由以下组分构成：水100份、硝酸15-22份、盐酸4-5份、氢氟酸6-8份、高锰酸钾0.5-0.9份、过氧化氢1-1.5份、氨基磺酸钠3-5份、碳酸胍2-3份、邻羟基桂酸内酯2-3份、1-乙酸乙酯基-3-甲基溴盐0.2-0.3份、柠檬酸钠0.2-0.3份、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠0.1-0.2份、椰油酰胺丙基甜菜碱0.2-0.3份。

(S4)取出铰刀，洗去表面残留的酸液，在表面覆盖油性保护层。

优选地，步骤(S1)为将铰刀浸泡在60-80℃的0.1-0.2mol/L的碳酸钠溶液中，超声清洗20-30min；取出铰刀后再浸入乙醇质量分数为60-70％的乙醇和水的混合液中，超声20-30min；取出铰刀后烘干。

优选地，步骤(S2)中，还原性气氛为氢气和氮气的混合物，其中氢气的体积分数为5-7％；保温时间为45-60min。

优选地，步骤(S3)中，酸洗液按重量计由以下组分构成：水100份、硝酸20份、盐酸4份、氢氟酸7份、高锰酸钾0.6份、过氧化氢1.2份、氨基磺酸钠4份、碳酸胍2.3份、邻羟基桂酸内酯2.5份、1-乙酸乙酯基-3-甲基溴盐0.2份、柠檬酸钠0.3份、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠0.12份、椰油酰胺丙基甜菜碱0.25份。

优选地，步骤(S4)为：取出铰刀，将铰刀浸入含有0.02mol/L氢氧化钠和0.1mol/L碳酸氢钠的水溶液中，超声清洗15-25min；然后将铰刀浸入乙醇质量分数为60-70％的乙醇和水的混合液中，超声20-30min；再将铰刀置于丙酮中浸泡5min，取出铰刀用洁净气流吹干；在表面涂覆油性保护层正十六烷，采用浸入、取出、沥干的方式覆盖油性保护层。

有益效果：与现有技术相比，本发明提供的用于铰刀的酸洗钝化工艺，改变了常规酸洗钝化工艺所采用的常温酸洗的方式，配合对酸洗液成分的深度优化，从而影响钝化层的表面微结构，最终获得了表面性质稳定，耐腐蚀性能优异的钝化层。

具体实施方式

下面通过具体实施例进一步阐明本发明，这些实施例是示例性的，旨在说明问题和解释本发明，并不是一种限制。

实施例1

一种用于铰刀的酸洗钝化工艺，包括以下步骤：

(S1)将铰刀浸泡在60℃的0.15mol/L的碳酸钠溶液中，超声清洗20min；取出铰刀后再浸入乙醇质量分数为60％的乙醇和水的混合液中，超声20min；取出铰刀后烘干。

(S2)在还原性气氛中将铰刀整体加热至260℃，保温45min；还原性气氛为氢气和氮气的混合物，其中氢气的体积分数为6％。

(S3)将被加热的铰刀从还原性气氛中取出，刀头朝下，马上插入酸洗液中；插入时需要对酸洗液进行超声处理，超声处理直至铰刀表面的气泡完全消失且不再产生新的气泡；然后关闭超声，继续浸泡25-35min；酸洗液按重量计由以下组分构成：水100份、硝酸20份、盐酸4份、氢氟酸7份、高锰酸钾0.6份、过氧化氢1.2份、氨基磺酸钠4份、碳酸胍2.3份、邻羟基桂酸内酯2.5份、1-乙酸乙酯基-3-甲基溴盐0.2份、柠檬酸钠0.3份、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠0.12份、椰油酰胺丙基甜菜碱0.25份。

(S4)取出铰刀，将铰刀浸入含有0.02mol/L氢氧化钠和0.1mol/L碳酸氢钠的水溶液中，超声清洗20min；然后将铰刀浸入乙醇质量分数为60％的乙醇和水的混合液中，超声30min；再将铰刀置于丙酮中浸泡5min，取出铰刀用洁净气流吹干；在表面涂覆油性保护层，所述油性保护层为正十六烷，采用浸入、取出、沥干的方式覆盖油性保护层。

实施例2

一种用于铰刀的酸洗钝化工艺，包括以下步骤：

(S1)将铰刀浸泡在60℃的0.1mol/L的碳酸钠溶液中，超声清洗20min；取出铰刀后再浸入乙醇质量分数为60％的乙醇和水的混合液中，超声20min；取出铰刀后烘干。

(S2)在还原性气氛中将铰刀整体加热至250℃，保温45min；还原性气氛为氢气和氮气的混合物，其中氢气的体积分数为5％。

(S3)将被加热的铰刀从还原性气氛中取出，刀头朝下，马上插入酸洗液中；插入时需要对酸洗液进行超声处理，超声处理直至铰刀表面的气泡完全消失且不再产生新的气泡；然后关闭超声，继续浸泡35min；酸洗液按重量计由以下组分构成：水100份、硝酸15份、盐酸4份、氢氟酸6份、高锰酸钾0.5份、过氧化氢1份、氨基磺酸钠3份、碳酸胍3份、邻羟基桂酸内酯2份、1-乙酸乙酯基-3-甲基溴盐0.2份、柠檬酸钠0.2份、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠0.1份、椰油酰胺丙基甜菜碱0.2份。

(S4)取出铰刀，将铰刀浸入含有0.02mol/L氢氧化钠和0.1mol/L碳酸氢钠的水溶液中，超声清洗15min；然后将铰刀浸入乙醇质量分数为60％的乙醇和水的混合液中，超声20min；再将铰刀置于丙酮中浸泡5min，取出铰刀用洁净气流吹干；在表面涂覆油性保护层，所述油性保护层为正十六烷，采用浸入、取出、沥干的方式覆盖油性保护层。

实施例3

一种用于铰刀的酸洗钝化工艺，包括以下步骤：

(S1)将铰刀浸泡在80℃的0.2mol/L的碳酸钠溶液中，超声清洗30min；取出铰刀后再浸入乙醇质量分数为70％的乙醇和水的混合液中，超声30min；取出铰刀后烘干。

(S2)在还原性气氛中将铰刀整体加热至270℃，保温60min；还原性气氛为氢气和氮气的混合物，其中氢气的体积分数为7％。

(S3)将被加热的铰刀从还原性气氛中取出，刀头朝下，马上插入酸洗液中；插入时需要对酸洗液进行超声处理，超声处理直至铰刀表面的气泡完全消失且不再产生新的气泡；然后关闭超声，继续浸泡25min；酸洗液按重量计由以下组分构成：水100份、硝酸22份、盐酸5份、氢氟酸8份、高锰酸钾0.9份、过氧化氢1.5份、氨基磺酸钠5份、碳酸胍3份、邻羟基桂酸内酯3份、1-乙酸乙酯基-3-甲基溴盐0.3份、柠檬酸钠0.3份、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠0.2份、椰油酰胺丙基甜菜碱0.3份。

(S4)取出铰刀，将铰刀浸入含有0.02mol/L氢氧化钠和0.1mol/L碳酸氢钠的水溶液中，超声清洗25min；然后将铰刀浸入乙醇质量分数为70％的乙醇和水的混合液中，超声30min；再将铰刀置于丙酮中浸泡5min，取出铰刀用洁净气流吹干；在表面涂覆油性保护层，所述油性保护层为正十六烷，采用浸入、取出、沥干的方式覆盖油性保护层。

对比例1

省去步骤(S2)中的加热步骤，其余操作与实施例1均相同。

对比例2

去除酸洗液中的氨基磺酸钠，其余操作与实施例1均相同。

对比例3

去除酸洗液中的碳酸胍，其余操作与实施例1均相同。

对比例4

去除酸洗液中的1-乙酸乙酯基-3-甲基溴盐，其余操作与实施例1均相同。

对比例5

去除酸洗液中的柠檬酸钠，其余操作与实施例1均相同。

对比例6

以去离子水取代酸洗液，其余操作与实施例1均相同。

对比例7

不进行任何处理。

性能测试

取同一批次的YG3X(K01)铰刀，分别采用各实施例和个各对比例所述的工艺进行表面处理，将处理得到的各个样品放入盐雾试验箱中，定期观察，记录各样品表面出现肉眼可见锈斑的时间。沉降液为含有氯化钠和盐酸的水溶液，氯化钠质量百分含量为5％，pH值为3.0；盐雾沉降率2ml/(80cm

表1耐腐蚀性能测试结果

由表1可见，本发明提供的酸洗钝化工艺，达到了非常有优异的钝化效果，使得铰刀的耐腐蚀性能得到了显著的提升。其中，酸洗温度的改变配合酸洗液的成分优化是取得优异耐腐蚀性能的必要条件。从盐雾试验的数据来看，温度控制以及碳酸胍、1-乙酸乙酯基-3-甲基溴盐、氨基磺酸钠、柠檬酸钠等要素之间体现出了一定的协同效应。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。