一种不锈钢金相腐蚀剂及其应用方法与流程

本发明涉及不锈钢材料金相腐蚀技术领域，具体涉及一种不锈钢金相腐蚀剂及其应用方法。

背景技术：

普通变形不锈钢是指经过轧制(热轧、冷轧)、冲压等方式加工后的不锈钢，其强度高、韧性好、耐腐蚀性及焊接性优异，在工业界应用甚广。而粉末冶金不锈钢则是用粉末冶金方法(注塑成型)制造的不锈钢。这两种不锈钢的牌号相同，但由于其制造工艺不同，因此各性质也存在差异。

不锈钢激光焊接工艺具有焊后强度高、热影响区小、焊点美观、效率高及易于实现自动化等诸多优点，其在制造行业，特别是精密器件领域已得到快速发展。而粉末冶金不锈钢在制作复杂精密小构件方面的工艺难度及成本都更低，因此深受推崇。采用激光焊接来实现普通变形不锈钢与粉末冶金不锈钢之间的有效连接越来越普遍。

在采用激光焊接将变形不锈钢与粉末冶金不锈钢焊接后，在焊接位置形成异质不锈钢焊缝。通过观察焊点或焊线横截面的金相组织来判断激光焊接质量的好坏，是一种必不可少、有效而科学的手段。然而，因变形不锈钢与粉末冶金不锈钢的性质有所差异，它们对常规的单一稀王水或氯化铁腐蚀剂会呈现出不同的腐蚀程度与速度。

如图1所示，通常情况下，当普通变形不锈钢1的相界腐蚀出来时，粉末冶金不锈钢2材料表面已经过腐蚀，即经单一腐蚀剂腐蚀出来的焊点横截面3达不到理想的腐蚀效果。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种不锈钢金相腐蚀剂，克服现有腐蚀剂在腐蚀出变形不锈钢相界时，粉末冶金不锈钢的表面已被过腐蚀的缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种不锈钢金相腐蚀剂，按体积比计，包括以下组分：浓硝酸溶液12～25％；无水乙醇溶液47～70％；氯化铁溶液16～30％，其中氯化铁溶液中氯化铁的质量分数为40～58％。

本发明的更进一步优选方案是，按体积比计，包括以下组分：浓硝酸溶液16～21％；无水乙醇溶液50～67％；氯化铁溶液18～28％，其中氯化铁溶液中氯化铁的质量分数为48～50％。

本发明的更进一步优选方案是，提供一种不锈钢金相腐蚀剂的制备方法，包括以下步骤：将浓硝酸溶液加入无水乙醇溶液中，得到硝酸酒精溶液；将氯化铁溶液加入硝酸酒精溶液中，得到金相腐蚀剂。

本发明的更进一步优选方案是，所述硝酸酒精溶液中，浓硝酸溶液的体积分数为21～25％，无水乙醇溶液的体积分数为75～79％。

本发明的更进一步优选方案是，提供一种不锈钢金相腐蚀剂的应用方法，将不锈钢金相腐蚀剂应用于焊点横截面上腐蚀出普通变形不锈钢的相界与粉末冶金不锈钢的晶界。

本发明的更进一步优选方案是，采用金相腐蚀剂擦拭腐蚀焊点横截面，直至变形不锈钢的相界和粉末冶金不锈钢晶界都清晰可见。

本发明的更进一步优选方案是：所述擦拭腐蚀的时间为2～10s。

本发明的更进一步优选方案是：擦拭腐蚀前，对焊点横截面进行粗磨、精磨和抛光。

本发明的更进一步优选方案是：擦拭腐蚀后，对焊点横截面进行水洗和干燥。

本发明的有益效果在于，提供一种不锈钢金相腐蚀剂对焊点横截面进行腐蚀，通过不同溶液之间的相互协同作用使变形不锈钢的相界和粉末冶金不锈钢的晶界都能快速、明显地显现。与现有的稀王水或氯化铁腐蚀剂相比，本申请的腐蚀剂腐蚀过程平稳缓慢，在腐蚀出变形不锈钢的相界时并不会对粉末冶金不锈钢的晶界造成过腐蚀，为后续对焊接质量的检测提供了极大的便利。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的焊点横截面过腐蚀后的显微组织图；

图2是本发明实施例的焊点横截面无过腐蚀的显微组织图。

具体实施方式

本发明提供一种不锈钢金相腐蚀剂及其应用方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明中的变形不锈钢和粉末冶金不锈钢主要指sus301、sus304、sus316以及其他相近或相似特性的常用不锈钢。所使用的化学试剂，如无特殊说明，均可通过常规商业途径获得。

本发明实施例提供一种不锈钢金相腐蚀剂，本实施例中，按体积比计，包括以下组分：

浓硝酸溶液12～25％；

无水乙醇溶液47～70％；

氯化铁溶液16～30％，

其中氯化铁溶液中氯化铁的质量分数为40～58％。

本发明通过提供一种不锈钢金相腐蚀剂对焊点横截面进行腐蚀，能同时腐蚀出变形不锈钢的相界与粉末冶金不锈钢的晶界。与现有的稀王水或氯化铁腐蚀剂相比，本发明的腐蚀剂腐蚀过程平稳缓慢，在腐蚀出变形不锈钢的相界时并不会对粉末冶金不锈钢的晶界造成过腐蚀，为后续对焊接质量的检测提供了极大的便利。

优选地，所述的不锈钢金相腐蚀剂，按体积比计，

浓硝酸溶液16～21％；

无水乙醇溶液50～67％；

氯化铁溶液18～28％，其中氯化铁溶液中氯化铁的质量分数为48～50％。采用优选的比例，腐蚀焊点横截面的效果更直观清晰。

进一步地，本发明实施例还提供一种如上述的不锈钢金相腐蚀剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

⑴将浓硝酸溶液加入无水乙醇溶液中，获得硝酸酒精溶液；

室温下，将浓硝酸溶液由少至多的地缓慢加入到无水乙醇溶液中，并同时使用棉签蘸取由浓硝酸溶液和无水乙醇溶液组合的硝酸酒精溶液擦拭焊点横截面，待粉末冶金不锈钢表面刚好能轻微显示其部分晶界时，停止加入浓硝酸溶液，从而完成硝酸酒精溶液的配置。

⑵将氯化铁溶液加入硝酸酒精溶液中，获得金相腐蚀剂。

将氯化铁溶液由少至多的地缓慢加入到步骤(1)所配好的硝酸酒精溶液中，与此同时，用棉签蘸取硝酸酒精溶液与氯化铁溶液的混合溶液擦拭焊点横截面，直到变形不锈钢上的相界与粉末冶金不锈钢材料的晶界都能快速、清晰地显示出来，至此本发明针对普通变形不锈钢与粉末冶金不锈钢的焊点金相腐蚀剂配置完成。

优选的，步骤⑴中的硝酸酒精溶液中，浓硝酸溶液的体积分数为21～25％，无水乙醇溶液的体积分数为75～79％。

再进一步地，本实施例还提供一种不锈钢金相腐蚀剂的应用方法，将上述的不锈钢金相腐蚀剂应用于焊点横截面上腐蚀出普通变形不锈钢的相界与粉末冶金不锈钢的晶界，具体包括以下步骤：

a.对焊点横截面进行粗磨、精磨和抛光；

先采用大砂粒砂纸对焊点横截面进行粗磨，然后采用小砂粒砂纸对焊点横截面进行细磨，再用抛光布并配合适量抛光剂，将焊点横截面上的划痕抛掉，不能有明显的划痕，以便使变形不锈钢的相界和粉末冶金不锈钢的晶界能更好的呈现出来，并用无尘布或棉签将焊点横截面上的液体和污物擦拭干净。腐蚀面越光滑，腐蚀效果越好。

b.采用金相腐蚀剂擦拭腐蚀焊点横截面；

用棉签蘸取少量配好的金相腐蚀剂并对焊点横截面进行擦拭腐蚀，避免焊点整体过腐蚀并减少脏污沉积在焊点横截面。

再根据腐蚀时间的长短来确定腐蚀的轻重。腐蚀剂作用时间越短，焊点横截面腐蚀的越轻；作用时间越长，焊点横截面腐蚀的越重。优选地，本实施例的擦拭腐蚀时间为2～10s。

c.对焊点横截面进行水洗和干燥。

参考图2，待焊点横截面3上的变形不锈钢1侧的相界4及粉末冶金不锈钢2侧的晶界5都能明显分辨出来时，用清水将焊点横截面3上的腐蚀剂残液冲洗干净，同时用棉签将其表面擦拭干净并吹干，为后续金相观察及相关测量做准备。

下面以具体的实施例对本发明做详细说明：

实施例一

将浓度为65％的浓硝酸溶液由少至多地缓慢加入到浓度为99.75％无水乙醇溶液中，并同时用棉签蘸取由浓硝酸溶液和无水乙醇溶液组合的硝酸酒精溶液擦拭焊点横截面，待粉末冶金不锈钢表面刚好能轻微显示其部分晶界时，停止加入浓硝酸溶液，完成硝酸酒精溶液的配置。其中，硝酸酒精溶液中浓硝酸溶液的体积分数为14.6％，无水乙醇溶液的体积分数为85.4％。

将质量分数为40％的氯化铁溶液也同样由少至多地缓慢加入到上述硝酸酒精溶液中，于此同时，用棉签蘸取硝酸酒精溶液与氯化铁溶液的混合溶液擦拭焊点横截面，直到变形不锈钢的相界与粉末冶金不锈钢的晶界都能快速、清晰显示出来，至此制备得到不锈钢金相腐蚀剂。在此金相腐蚀剂中，浓硝酸溶液的体积分数为12％，无水乙醇溶液的体积分数为70％，氯化铁溶液的体积分数为18％。当使用本实施例一中的腐蚀剂腐蚀焊点横截面时，优选地，擦拭腐蚀时间为10s。

实施例二

将浓度为68％的浓硝酸溶液由少至多地缓慢加入到浓度为99.8％无水乙醇溶液中，并同时用棉签蘸取由浓硝酸溶液和无水乙醇溶液组合的硝酸酒精溶液擦拭焊点横截面，待粉末冶金不锈钢表面刚好能轻微显示其部分晶界时，停止加入浓硝酸溶液，完成硝酸酒精溶液的配置。其中，硝酸酒精溶液中浓硝酸溶液的体积分数为33.3％，无水乙醇溶液的体积分数为66.7％。

将质量分数为58％的氯化铁溶液也同样由少至多地缓慢加入到上述硝酸酒精溶液中，于此同时，用棉签蘸取硝酸酒精溶液与氯化铁溶液的混合溶液擦拭焊点横截面，直到变形不锈钢的相界与粉末冶金不锈钢的晶界都能快速、清晰显示出来，至此制备得到不锈钢金相腐蚀剂。在此金相腐蚀剂中，浓硝酸溶液的体积分数为25％，无水乙醇溶液的体积分数为50％，氯化铁溶液的体积分数为25％。当使用本实施例二中的腐蚀剂腐蚀焊点横截面时，优选地，擦拭腐蚀时间为2s。

实施例三

将浓度为65％的浓硝酸溶液由少至多地缓慢加入到浓度为99.8％无水乙醇溶液中，并同时用棉签蘸取由浓硝酸溶液和无水乙醇溶液组合的硝酸酒精溶液擦拭焊点横截面，待粉末冶金不锈钢表面刚好能轻微显示其部分晶界时，停止加入浓硝酸溶液，完成硝酸酒精溶液的配置。其中，硝酸酒精溶液中浓硝酸溶液的体积分数为21％，无水乙醇溶液的体积分数为79％。

将质量分数为49％的氯化铁溶液也同样由少至多地缓慢加入到上述硝酸酒精溶液中，于此同时，用棉签蘸取硝酸酒精溶液与氯化铁溶液的混合溶液擦拭焊点横截面，直到变形不锈钢的相界与粉末冶金不锈钢的晶界都能快速、清晰显示出来，至此制备得到不锈钢金相腐蚀剂。在此金相腐蚀剂中，浓硝酸溶液的体积分数为14.7％，无水乙醇溶液的体积分数为55.3％，氯化铁溶液的体积分数为30％。当使用本实施例三中的腐蚀剂腐蚀焊点横截面时，优选地，擦拭腐蚀时间为8s。

实施例四

将浓度为68％的浓硝酸溶液由少至多地缓慢加入到浓度为99.75％无水乙醇溶液中，并同时用棉签蘸取由浓硝酸溶液和无水乙醇溶液组合的硝酸酒精溶液擦拭焊点横截面，待粉末冶金不锈钢表面刚好能轻微显示其部分晶界时，停止加入浓硝酸溶液，完成硝酸酒精溶液的配置。其中，硝酸酒精溶液中浓硝酸溶液的体积分数为25％，无水乙醇溶液的体积分数为75％。

将质量分数为50％的氯化铁溶液也同样由少至多地缓慢加入到上述硝酸酒精溶液中，于此同时，用棉签蘸取硝酸酒精溶液与氯化铁溶液的混合溶液擦拭焊点横截面，直到变形不锈钢的相界与粉末冶金不锈钢的晶界都能快速、清晰显示出来，至此制备得到不锈钢金相腐蚀剂。在此金相腐蚀剂中，浓硝酸溶液的体积分数为21％，无水乙醇溶液的体积分数为63％，氯化铁溶液的体积分数为16％。当使用本实施例四中的腐蚀剂腐蚀焊点横截面时，优选地，擦拭腐蚀时间为3.5s。

实施例五

将浓度为66.9％的浓硝酸溶液由少至多地缓慢加入到浓度为99.85％无水乙醇溶液中，并同时用棉签蘸取由浓硝酸溶液和无水乙醇溶液组合的硝酸酒精溶液擦拭焊点横截面，待粉末冶金不锈钢表面刚好能轻微显示其部分晶界时，停止加入浓硝酸溶液，完成硝酸酒精溶液的配置。其中，硝酸酒精溶液中浓硝酸溶液的体积分数为22％，无水乙醇溶液的体积分数为78％。

将质量分数为48％的氯化铁溶液也同样由少至多地缓慢加入到上述硝酸酒精溶液中，于此同时，用棉签蘸取硝酸酒精溶液与氯化铁溶液的混合溶液擦拭焊点横截面，直到变形不锈钢的相界与粉末冶金不锈钢的晶界都能快速、清晰显示出来，至此制备得到不锈钢金相腐蚀剂。在此金相腐蚀剂中，浓硝酸溶液的体积分数为16％，无水乙醇溶液的体积分数为56％，氯化铁溶液的体积分数为28％。当使用本实施例五中的腐蚀剂腐蚀焊点横截面时，优选地，擦拭腐蚀时间为7s。

实施例六

将浓度为65.7％的浓硝酸溶液由少至多地缓慢加入到浓度为99.72％无水乙醇溶液中，并同时用棉签蘸取由浓硝酸溶液和无水乙醇溶液组合的硝酸酒精溶液擦拭焊点横截面，待粉末冶金不锈钢表面刚好能轻微显示其部分晶界时，停止加入浓硝酸溶液，完成硝酸酒精溶液的配置。其中，硝酸酒精溶液中浓硝酸溶液的体积分数为25％，无水乙醇溶液的体积分数为75％。

将质量分数为49.3％的氯化铁溶液也同样由少至多地缓慢加入到上述硝酸酒精溶液中，于此同时，用棉签蘸取硝酸酒精溶液与氯化铁溶液的混合溶液擦拭焊点横截面，直到变形不锈钢的相界与粉末冶金不锈钢的晶界都能快速、清晰显示出来，至此制备得到不锈钢金相腐蚀剂。在此金相腐蚀剂中，浓硝酸溶液的体积分数为20.5％，无水乙醇溶液的体积分数为61.5％，氯化铁溶液的体积分数为18％。当使用本实施例六中的腐蚀剂腐蚀焊点横截面时，优选地，擦拭腐蚀时间为4s。

实施例七

将浓度为66％的浓硝酸溶液由少至多地缓慢加入到浓度为99.8％无水乙醇溶液中，并同时用棉签蘸取由浓硝酸溶液和无水乙醇溶液组合的硝酸酒精溶液擦拭焊点横截面，待粉末冶金不锈钢表面刚好能轻微显示其部分晶界时，停止加入浓硝酸溶液，完成硝酸酒精溶液的配置。其中，硝酸酒精溶液中浓硝酸溶液的体积分数为24.6％，无水乙醇溶液的体积分数为75.4％。

将质量分数为49％的氯化铁溶液也同样由少至多地缓慢加入到上述硝酸酒精溶液中，于此同时，用棉签蘸取硝酸酒精溶液与氯化铁溶液的混合溶液擦拭焊点横截面，直到变形不锈钢的相界与粉末冶金不锈钢的晶界都能快速、清晰显示出来，至此制备得到不锈钢金相腐蚀剂。在此金相腐蚀剂中，浓硝酸溶液的体积分数为19％，无水乙醇溶液的体积分数为58％，氯化铁溶液的体积分数为23％。当使用本实施例七中的腐蚀剂腐蚀焊点横截面时，优选地，擦拭腐蚀时间为6s。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。