专利名称：电化学表面耐蚀刷处理方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属表面处理方法与装置。
本发明人在CN 1030621A中公开了一种控制二次钝化电位区不锈钢表面耐蚀处理新技术，它将不锈钢制品作为阳极，控制其恒电位值进行阳极极化处理，或者将不锈钢制品先作为阴极，控制其恒电位值进行阴极极化处理，再作为阳极，控制其恒电位值进行阳极极化处理，并继续改变其恒电位值进行钝化处理，电解质溶液均用HNO3。该技术表面处理效果显著，能使18/8型不锈钢耐均匀腐蚀性提高约三个数量级，耐局部腐蚀性能大幅度改善(点腐蚀临界电位提高约1000毫伏)。但如果只采用常规电解槽进行电化学处理，当应用该技术于工业现场，对不锈钢大工件、大设备进行电化学处理时，将遇到如下问题(1)处理总电流太大(～20A/m2)，需大功率输出的恒电位设备;(2)所需的处理介质量太大，可达数吨或数十吨的溶液，成本高，污染大;(3)不锈钢大工件、大设备不可能在一般电解槽内处理;(4)对大的或复杂工件，还需考虑电力线分布及分散能力等。
本发明的目的旨在提供一种使得电化学表面处理技术可推广应用于工业现场，对大工件、大设备进行电化学表面耐腐蚀刷处理的方法及其装置。
本发明的技术方案是参考现代刷镀技术，以处理的工件为阳极，电刷为阴极，控电位进行阳极处理，处理的工件表面不形成镀层或转化膜，只对表面的钝化膜进行电化学改性。
所说的电化学表面耐蚀刷处理装置主要由电缆、手柄、散热片、石墨电极、参考电极和电解池等组成。手柄与散热片间设“O”型密封圈。石墨电极作为阴极，通过散热片和电缆接恒电位仪辅助电极端，在进行处理时通过阴极电流，参考电极可采用甘汞电极，参考电极探头靠近处理工件表面。可移动电解池由塑料泡沫或长纤维材料组成，可吸存大量阳极处理用的电解液，要处理的不锈钢工件或设备为阳极，接恒电位仪的工作电极端，处理时通入阳极电流。
所说的电化学表面耐蚀刷处理方法是将待处理的不锈钢表面用砂纸打磨，去除表面氧化层和锈斑，再去除表面油脂，并用水冲净;把电化学表面刷处理装置浸入处理溶液，使其吸足溶液;开启恒电位仪，控制预定处理电位，可选择在二次钝化电位，接工件为工作电极，该装置为辅助电极，恒电位仪置极化状态，使该装置自然接触工件表面缓慢移动，反复数次，该装置停留在处理工件表面各位置的平均时间为4～12分钟，即表面阳极刷处理的时间，电位恒定在不锈钢二次钝化区阳极处理，随刷处理过程，阳极电流变化不定;电化学表面刷处理完毕的设备或工件表面用水冲净即可。
显然电化学表面刷处理技术完全改变了利用电解槽进行电化学处理的常规方法，使得电化学表面处理可不受大功率电源、大电解槽设备及大量电解液等限制，可在工业现场对大工件或大设备进行电化学处理施工。其次，电化学表面刷处理不但能大幅度提高18/8型不锈钢的耐均匀腐蚀性能，而且可显著改善不锈钢的耐局部腐蚀(点腐蚀和缝隙腐蚀)能力。处理效果与研究报告(一)中采用电解槽处理的效果基本相同。另外，由于电刷的作用，使表面反应加快，可能减少处理时间，提高表面处理效率，同时还具有电分散能力好，可处理几何形状复杂的工件等优点。
图1为电化学表面刷处理装置示意图。
图2为未处理不锈钢(a)和经电化学刷处理的同样不锈钢(b)在0.5mol/lNaCl溶液中的阳极极化行为的比较。
实施例如图1所示，电化学表面刷处理装置主要由电缆(1)、手柄(2)、散热片(3)、O型密封圈(4)、石墨电极(5)、参考电极(6)、吸水性强的塑料泡沫或长纤维材料电解池(7)等组成。石墨电极作为阴极，通过散热片和电缆接恒电位仪的辅助电极端，在进行处理时通过阴极电流。参考电极为0.1MKCl的甘汞电极，电极体由聚四氟乙烯制成，可吸存大量电解液的电解池由塑料泡沫或长纤维材料组成，被处理的工件为阳极，接恒电位仪的工作电极端，处理时通入阳极电流。
处理前，不锈钢表面用320＃的水砂纸打磨，并用水冲净，使该装置紧靠工件表面通电缓慢移动数次，停留在处理工件表面(阳极处理)，各位置的平均时间为5-10分钟，恒电位法电化学表面处理的其它参数不变。处理完毕时，用水冲净工件表面即可。
经电化学表面刷处理的不锈钢的耐硫酸腐蚀性示于下表。结果表明18/8型不锈钢经电化学刚处理后，耐硫酸腐蚀性显著改善，未处理的不锈钢在10%的硫酸中(25℃)浸渍约2～3小时，即发生严重的腐蚀溶解，浸渍介质呈绿色，浸泡480小时后腐蚀深达介质条件未经电刷处理经电刷处理10%硫酸,25℃3小时开始溶解腐蚀1200小时仍光亮如新10%硫酸,25℃480小时腐蚀溶0.12mm1200小时腐蚀深～030%硫酸,25℃10分钟开始溶解腐蚀720小时仍光亮如新30%硫酸,25℃312小时腐蚀深0.12mm720小时腐蚀深～0
0.12毫米，腐蚀率为2.19毫米/年;而经处理的不锈钢在同样的硫酸介质中浸泡了1200小时，其表面仍光亮如新，溶液透明，无腐蚀溶解产物，腐蚀率约为零。另一组的实验是选用30%的硫酸为浸渍介质，未处理的不锈钢在30%的硫酸中只浸泡约10分钟就开始剧烈腐蚀溶解，312小时后腐蚀深度为0.12毫米，腐蚀率达3.37毫米/年;而经电化学刷处理的不锈钢在30%的硫酸介质中浸渍了720小时，其表面光亮如新，腐蚀率约为零。此外，实验还表明，未处理的不锈钢在上述介质中缝隙腐蚀严重，而经刷处理的同样不锈钢未发生缝隙腐蚀。
图2为未处理不锈钢和经电化学刷处理的同样不锈钢在0.5mol/l(～3%)NaCl溶液中的阳极极化行为的比较。由此可见，经电化学表面刷处理的18/8型不锈钢的点腐蚀临界电位比未处理的不锈钢点蚀临界电位提高了约1000毫伏，说明电化学表面刷处理技术能大幅度改善18/8不锈钢的耐局部腐蚀性能。测量条件25℃，电位扫描速率1mv/sec。
权利要求
1.一种电化学表面耐蚀刷处理装置，其特征在于包括电缆、手柄、散热片、石墨电极、参考电极和电解池等部件，手柄与散热片间设“O”型密封圈，石墨电极作为阴极，通过散热片和电缆接恒电位仪的辅助电极端，在进行处理时通过阴极电流；参考电极是采用甘汞电极；可移动电解池由塑料泡沫或长纤维材料组成，要处理的不锈钢为阳极，接恒电位仪的工作电极端，处理时通入阳极电流。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于参考电极为0.1MKCl的甘汞电极，电极体由聚四氟乙烯制成。
3.一种电化学表面耐蚀刷处理方法，其特征在于(1)将待处理的不锈钢表面用砂纸打磨，去除表面氧化层和锈斑，再去除表面油脂，并用水冲净;(2)把电化学表面刷处理装置浸入处理溶液，使其吸足溶液;(3)开启恒电位仪，控制预定处理电位，设置在二次钝化电位，接工件为工作电极，该装置为辅助电极，恒电位仪置极化状态，使该装置自然接触工作表面缓慢移动，反复数次，该装置停留在处理工件表面各位置的平均时间为4～12分钟，即表面阳极刷处理的时间，电位恒定在不锈钢二次钝化区阳极处理，随刷处理过程，阳极电流变化不定;(4)电化学表面刷处理完毕的工件表面用水冲净即可。
全文摘要
本发明提供一种电化学表面耐蚀刷处理方法与装置。该装置主要由电缆、手柄、散热片、石墨电极、参考电极和电解池等组成。石墨电极为阴极，电解池由塑料泡沫或长纤维材料组成。方法是将工件先预处理，装置吸足处理溶液，开启恒电位仪，控制电位，使装置为辅助电极，且接触工件表面缓慢移动，反复数次，再冲净。不受大功率电源、大电解槽设备及大量电解液的限制，可在工业现场对大工件进行电化学处理，大幅度提高性能与处理效率。
文档编号C25D5/06GK1070695SQ92110009
公开日1993年4月7日 申请日期1992年8月21日 优先权日1992年8月21日
发明者林昌健, 田昭武 申请人:厦门大学