高碳钢金属针布抛光用的电解质等离子抛光液及抛光工艺的制作方法

本发明涉及金属针布表面加工领域，特别涉及一种高碳钢金属针布抛光用的电解质等离子抛光液及抛光工艺。

背景技术：

1、金属针布是纱线生产过程中重要的器材，通常被称为是梳棉机的心脏。其通常由高碳钢丝经过拉拔、轧制、冲切和热处理等一系列工艺加工而成。但由于金属针布的齿尖尺寸细小，其在加工成形过程中不可避免地产生齿尖毛刺以及粗糙的撕裂切口。这些切口在早期的使用过程中对纤维产生破坏，造成棉纱中短纤维的增加与棉结的增多，严重影响了纱线质量。此外，对于棉纺厂而言，金属针布通常需要一个长达数周的磨合期。当针布的切口与齿尖毛刺被纱线磨损光滑后，纱线的质量才会明显地提高。因此，对金属针布的表面实施抛光，去除针布毛刺，是提高纱线质量以及棉纺厂整体生产效率的重要途径。

2、传统的抛光方法，如机械抛光、喷砂抛光、化学抛光、电解抛光等都无法满足金属针布抛光的技术需求。例如，机械抛光虽然设备结构相对简单，但其抛光效率低。并且，机械抛光本身的加工特性使其很难对形状复杂的金属针布进行抛光，而喷砂抛光则容易导致齿尖断裂。化学抛光和电解抛光虽然不受金属针布形状尺寸限制，但是其电解质溶液常由浓酸或强碱组成，不仅造成生产环境恶劣，增大生产安全风险，还会导致严重的环境污染问题。

3、电解质等离子抛光技术是近30年逐渐发展起来的一种绿色环保、高效的金属表面抛光方法，而且其不受工件表面形状结构的影响，在抛光结构复杂的金属工件表面上表现出巨大的工业应用价值。

4、授权公告号为cn102489797b的发明专利提出了一种航空发动机整体叶盘叶片型面抛光用的电解质等离子加工方法。该方法对发动机叶片型面抛光，效果显著，加工表面均匀，可实现整体叶盘叶片型面抛光的低成本批量生产。若将这种方法用于高碳钢金属针布抛光时，会使得抛光后的针布表面光洁度变差，甚至出现表面钝化膜的等现象。这是因为电解质等离子抛光技术的抛光效果受到抛光液参数、抛光工艺等因素的影响。通常，针对不同材质的金属材料，电解质等离子抛光液参数与抛光工艺不尽相同。目前，已有关于加工钢铁件表面的电解质等离子抛光方法的专利进行了公开。

5、在公开号cn114232065a文件中，其公开了一种去除不锈钢表面变质层的方法。改方法的抛光液包括盐溶液、添加剂和水，所述盐溶液为氯化钾、氯化钡和硫酸铵中的至少两种，添加剂为磷酸、醋酸、乙二胺四甲叉磷酸钠和葡萄糖酸钠中的至少一种。该抛光液体系对热等静压处理后的316l不锈钢工件表面抛光效果显著，但其用于高碳微合金钢材质的金属针布表面毛刺缺口去除时，存在抛光不均匀和腐蚀针布齿尖的问题。并且，该抛光液溶液酸性太高，对环境污染大。

6、在公开号cn105220218a专利文件中，公开了一种不锈钢材料精密结构件电解质等离子抛光工艺方法。该专利所述的抛光液为2~4%的纯硫酸铵溶液，能够有效去除某航天器核心元件伺服阀的表面微小毛刺及棱边倒钝。该抛光液仅由低浓度的盐溶液组成，成分简单。但在金属针布的抛光过程中，电解质抛光产生的fe2+会缓慢氧化为fe3+，并在溶液中迅速水解转为复杂的深棕色化合物沉淀，这种沉淀悬浮在溶液中，一方面造成观察困难，另一方面可能会吸附在金属针布表面，导致部分区域抛光质量不佳，抛光后金属针布表面光洁度差。

7、为此，需要一种新的技术方案以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高碳钢金属针布抛光用的电解质等离子抛光液及抛光工艺，使得抛光后的金属针布表面光洁度显著提升，表面粗糙度降低，金属针布齿形得到良好的保留，且抛光时间短、高效环保。

2、本发明采用的技术方案是：

3、高碳钢金属针布抛光用的电解质等离子抛光液，所述按质量百分比计，包括0.5%-8%的柠檬酸，0.5%-8%的柠檬酸铵，1%-5%硫酸钠，1%-1.5%氯化钠， 0.1%-2%抛光辅助剂，余量为水。

4、优选的，柠檬酸和柠檬酸铵的质量比为1：0.5-1：2。

5、优选的，抛光辅助剂为辛基酚聚氧乙烯醚-10、十二烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠、丙三醇、二乙醇胺的一种或多种。

6、通过采用上述原料抛光液，其成分不含有毒物质、不含重金属，不含显著污染物，ph值接近中性，可以在简单的处理下，向自然环境排放，属于环保性抛光液。

7、优选的，使用电解质等离子抛光液的高碳钢金属针布的抛光工艺，包括以下步骤：

8、步骤a：将电解质等离子抛光液加入到阴阳两极抛光槽内，并预设抛光液温度；

9、步骤b：将高碳钢金属针布料卷置于料盘上，一端与牵料机相连，并预设电机的牵料速度；

10、步骤c：将阳极、阴极抛光槽均与高压直流电源的正负极相连接，设定抛光电压并进行电解抛光；

11、步骤d：将金属针布进行抛光后处理。

12、优选的，步骤a中，预设的抛光液温度为70-90℃。

13、优选的，步骤b中，电机的牵料速度为20-100m/min。

14、优选的，步骤c中，设定抛光的直流电压为250-380v。

15、优选的，步骤d中，抛光的后处理包括超声波热水洗、烘干、上防锈油。

16、通过采用上述抛光工艺，可以在较低切削量时，极短的抛光时间内，达到目标粗糙度，保持针布的基本尺寸机构不发生明显变化；抛光时间较短，便于大规模工业生产。

17、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

18、1、本发明工艺，可以在较低切削量时，极短的抛光时间内，达到目标粗糙度，保持针布的基本尺寸机构不发生明显变化；抛光时间较短，便于大规模工业生产。

19、2、本发明的抛光液的成分不含有毒物质、不含重金属，不含显著污染物，ph值接近中性，可以在简单的处理下，向自然环境排放，属于环保性抛光液。

20、3、本发明的抛光液，可以长期维持清澈无沉淀的溶液形态，并将ph值控制在中性范围内，有利与长期生产，增加了抛光质量的稳定性，减少了设备的维护成本。

技术特征：

1.高碳钢金属针布抛光用的电解质等离子抛光液，其特征在于：所述按质量百分比计，包括0.5%-8%的柠檬酸，0.5%-8%的柠檬酸铵，1%-5%硫酸钠，1%-1.5%氯化钠， 0.1%-2%抛光辅助剂，余量为水。

2.根据权利要求1所述的高碳钢金属针布抛光用的电解质等离子抛光液，其特征在于：所述柠檬酸和柠檬酸铵的质量比为1：0.5-1：2。

3.根据权利要求1所述的高碳钢金属针布抛光用的电解质等离子抛光液，其特征在于：所述抛光辅助剂为辛基酚聚氧乙烯醚-10、十二烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠、丙三醇、二乙醇胺的一种或多种。

4.使用权利要求1所述的电解质等离子抛光液的高碳钢金属针布的抛光工艺，其特征在于：包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的使用电解质等离子抛光液的高碳钢金属针布抛光的抛光工艺，其特征在于：所述步骤a中，预设的抛光液温度为70-90℃。

6.根据权利要求4所述的使用电解质等离子抛光液的高碳钢金属针布抛光的抛光工艺，其特征在于：所述步骤b中，电机的牵料速度为20-100m/min。

7.根据权利要求4所述的使用电解质等离子抛光液的高碳钢金属针布抛光的抛光工艺，其特征在于：所述步骤c中，设定抛光的直流电压为250-380v。

8.根据权利要求4所述的使用电解质等离子抛光液的高碳钢金属针布抛光的抛光工艺，其特征在于：所述步骤d中，抛光的后处理包括超声波热水洗、烘干、上防锈油。

技术总结本发明涉及金属针布表面加工技术领域，公开了一种高碳钢金属针布抛光用的电解质等离子抛光液，成分包括柠檬酸、柠檬酸铵、硫酸钠、氯化钠、抛光辅助剂，余量为水。抛光工艺包括以下步骤：将电解质等离子抛光液加入到阴阳两极抛光槽内，并预设抛光液温度；将高碳钢金属针布料卷置于料盘上，一端与牵料机相连，并预设电机的牵料速度；将阳极、阴极抛光槽均与高压直流电源的正负极相连接，设定抛光电压并进行电解抛光；将金属针布进行抛光后处理。本发明工艺可以在较低切削量时，极短的抛光时间内，达到目标粗糙度，保持针布的基本尺寸机构不发生明显变化，且抛光时间较短，便于大规模工业生产。技术研发人员：顾炜华,卓城之,董俊,季小东,陈志华受保护的技术使用者：金轮针布（江苏）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14