一種金屬表面處理水溶液組合物制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)為一種金屬表面處理水溶液組合物、及其在去除硬化高碳工具鋼沖切件斷面的氧化皮膜及毛邊、并使之圓角化方面的應(yīng)用。沖切及切削的高碳工具鋼在空氣爐中完成淬火及回火處理后，其表面有數(shù)十微米厚的黑色氧化層，因其與鋼材結(jié)合很牢固，所以利用機(jī)械研磨方式去除需時(shí)甚久，且維持精密構(gòu)件形狀與尺寸精度不易。故本發(fā)明專利技術(shù)利用化學(xué)浸蝕方式，在水溶液中添加化學(xué)藥劑及氧化劑，將具毛邊及氧化皮膜的構(gòu)件與化學(xué)藥劑一同置于槽中攪拌，能在短時(shí)間內(nèi)（數(shù)分鐘內(nèi)）去除氧化皮膜及毛邊、并可使斷面圓角化。（*該技術(shù)在2023年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)是關(guān)于一種金屬表面處理水溶液組合物、及其在去除硬化高碳工具鋼沖切件斷面的氧化皮膜及毛邊、并使之圓角化方面的應(yīng)用。尤指一種利用化學(xué)浸蝕方式，將硬化高碳工具鋼表面的氧化皮膜及切削或沖切毛邊去除，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)沖切斷面圓角化的金屬表面處理水溶液組合物及應(yīng)用方法。
技術(shù)介紹
高碳工具鋼因其價(jià)格低廉，并且可經(jīng)熱處理淬火及回火加工處理，得到較為強(qiáng)韌的機(jī)械特性，故廣為工業(yè)界所使用。現(xiàn)今制作微細(xì)或薄板高碳工具鋼工件(例如織針、針鉤及精細(xì)五金零件等等)，一般皆先以熱處理達(dá)到適當(dāng)機(jī)械特性之后，再經(jīng)機(jī)器沖切成形，但是，經(jīng)過沖切成形后的工件表面，皆形成數(shù)十微米厚的氧化層及沖切毛邊。此等氧化層及沖切毛邊，不僅不利后續(xù)加工，還會(huì)不經(jīng)意割傷使用者，甚為危險(xiǎn)。所以，一般沖切成形后的工件，必須先將這些氧化層及沖切毛邊予以去除，方能使用。而目前將該氧化層及沖切毛邊予以去除的方式，大多直接利用機(jī)械研磨，使工件與研磨粒(如金鋼砂SiC)之間接觸碰撞，進(jìn)而去除氧化層及沖切毛邊；因利用機(jī)械研磨的加工工藝所需的時(shí)間甚久，且工件與研磨粒直接碰撞接觸，工件尺寸精度及外形難以確切掌握，所以工件的研磨品質(zhì)無法有效提升。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)之主要目的在于提供一種可將硬化高碳工具鋼沖切件斷面的氧化皮膜及毛邊去除的金屬表面處理水溶液組合物及應(yīng)用方法。本專利技術(shù)的另一目的，在于提供一種可使硬化高碳工具鋼沖切件斷面圓角化的金屬表面處理水溶液組合物及應(yīng)用方法。本專利技術(shù)的再一目的，在于提供一種可確實(shí)取代機(jī)械研磨的加工作業(yè)，縮短處理去除氧化皮膜及毛邊的時(shí)間，相對提高工件品質(zhì)的金屬表面處理水溶液組合物及應(yīng)用方法。本專利技術(shù)系金屬表面處理水溶液組合物，及利用金屬表面處理水溶液去除硬化高碳工具鋼沖切件斷面的氧化皮膜及毛邊，并使之圓角化之方法，其主要是在水溶液中添加化學(xué)藥劑及氧化劑，而利用化學(xué)浸蝕的方式，將具毛邊及氧化皮膜之加工對象及化學(xué)藥劑一同置于化學(xué)浸蝕槽中攪拌，而能在短時(shí)間內(nèi)完成去除加工對象的氧化皮膜及毛邊，并可實(shí)現(xiàn)斷面圓角化之功效；其中，本專利技術(shù)金屬表面處理水溶液組合物，包括0.1至5克/升硫酸根離子，該硫酸根離子選自硫酸及硫酸的水溶性金屬鹽；5至50克/升氟化合物，該氟化合物選自氟化氫銨、氟化氫鈉、氟化氫鉀、氟化銨、氫氟酸，及該酸的水溶性鹽；而氟化合物于水溶液中產(chǎn)生氟化氫，所述生成氟化氫的化合物選自氟化氫銨、氟化氫鈉、氟化氫鉀、氫氟酸及氟化銨；5至50克/升添加劑，該添加劑選自尿素、硫尿及其水溶性鹽；以及30至300克/升過氧化氫。當(dāng)然，本專利技術(shù)人可針對前述金屬表面處理水溶液組合物，采用各種不同成份比，其配方組成的較佳成份比例如下； 以本專利技術(shù)金屬表面處理水溶液組合物進(jìn)行的處理工藝，請配合參閱圖1所示，其步驟包括脫脂將硬化高碳工具鋼材質(zhì)的加工對象表面存留的油脂及污垢清洗去除，使其表面潔凈化，所用清洗劑是任何可去除油脂的常用清洗劑；水洗將加工對象表面存留的清洗劑去除，使其表面潔凈化；化學(xué)浸蝕將表面潔凈化的加工對象及金屬表面處理水溶液置于一化學(xué)浸蝕槽中，例如化學(xué)浸蝕槽可選用耐蝕塑料材質(zhì)，如聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等，使加工對象得以與金屬表面處理水溶液接觸，而其接觸時(shí)間為3分鐘至15分鐘，且保持加工對象的表面處理溫度為1℃至50℃；其中，該加工對象應(yīng)浸泡于金屬表面處理水溶液中進(jìn)行，或者可直接以金屬表面處理水溶液至少一次在加工對象表面上噴灑，由此將加工對象表面氧化皮膜及毛邊去除，并使之圓角化；中和及防銹將加工對象表面存留的前面所用處理劑中和，以避免快速氧化；烘干將加工對象表面殘存的水份去除，使表面快速干燥。附圖說明圖1本專利技術(shù)浸蝕處理流程示意圖。圖2A薄圓環(huán)沖切熱處理件外觀示意圖。圖2B沖切斷面組裝于旋轉(zhuǎn)軸上的示意圖。圖3A化學(xué)浸蝕前工件表面示意圖。圖3B化學(xué)浸蝕后工件表面示意圖。圖4A沖切斷面具毛邊的示意圖。圖4B化學(xué)浸蝕后的斷面示意圖。圖5A沖切斷面未去毛邊的示意圖。圖5B去毛邊及圓角化的示意圖。圖6微細(xì)板件毛邊去除及斷面圓角化的示意圖。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 配制金屬表面處理水溶液組合物本專利技術(shù)人針對前述金屬表面處理水溶液組合物配比范圍，具體采用各種不同成份比，以實(shí)施例的方式組成較佳成份比例如下(但本專利技術(shù)并不受此實(shí)施例限定) 前述配方比例中，編號(hào)6、8、10、12，為本專利技術(shù)金屬表面處理水溶液的最佳比例。本專利技術(shù)水溶液的配制方法為常規(guī)配制方法。實(shí)施例2應(yīng)用方法配合前述處理程序，現(xiàn)以具體實(shí)施例解釋本專利技術(shù)的應(yīng)用方法。請參閱圖1所示，在進(jìn)行本專利技術(shù)化學(xué)侵蝕處理時(shí)，先以水洗及去脂處理方式，將熱處理沖切鋼材構(gòu)件表面予以清潔，再將加工對象及本專利技術(shù)金屬表面處理水溶液，一起置于化學(xué)浸蝕槽內(nèi)，以機(jī)械方式均勻地?cái)噭?dòng)，而利用過氧化氫，以增加電化學(xué)陽極解離的超電勢，并于該超電勢下，不外加電源，而得以借硫酸及氟離子在酸性溶液內(nèi)將加工對象的氧化皮膜及沖切毛邊予以去除，且經(jīng)過侵蝕處理后的加工對象斷面厚度，并不會(huì)因?yàn)榛瘜W(xué)浸蝕而明顯縮小尺寸。同時(shí)，因加工對象的斷面直角兼具尖端放電效應(yīng)，電荷傳輸較平面快，所以在化學(xué)浸蝕時(shí)，會(huì)加速其陽極解離漸漸形成圓角，以防止相關(guān)組配組件的干涉、人員割傷及滑動(dòng)紡紗起毛等。請配合參閱圖2A所示，該圖是一薄圓環(huán)沖切熱處理件，外露氧化皮膜及沖切斷面，并組裝于旋轉(zhuǎn)軸(如圖2B)上。將此旋轉(zhuǎn)圓環(huán)沖切件浸置于本專利技術(shù)金屬表面處理水溶液中，令該旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且保持100rpm的轉(zhuǎn)速，可以發(fā)現(xiàn)，該旋轉(zhuǎn)圓環(huán)沖切件表面約15微米厚的氧化皮膜，可于近三分鐘內(nèi)完全去除(如圖3所示)；同時(shí)，該旋轉(zhuǎn)圓環(huán)沖切件之沖切毛邊，亦會(huì)因尖端放電的效應(yīng)，加速解離，而將其去除(如圖4A、B所示)。另外，將加工對象浸置于金屬表面處理水溶液中，而浸蝕時(shí)間約為五分鐘至十五分鐘之間，可由圖5A、B中清楚看出，加工對象沖切毛邊的斷面圓角化十分明顯，此外，加工對象厚度減縮量不甚明顯，皆維持在0.2mm以下，故不會(huì)因化學(xué)浸蝕后，減小原加工對象之厚度，使其喪失結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。再者，請配合參閱圖6所示，該圖為具氧化皮膜的微細(xì)板件，將此板件浸于本專利技術(shù)金屬表面處理水溶液中，持續(xù)上下擺動(dòng)(每分鐘約15次)，使其均勻地被金屬表面處理水溶液浸蝕，該板件的氧化皮膜約于五分鐘內(nèi)去除，且毛邊與斷面圓角化之效果，亦十分顯著。綜上述，本專利技術(shù)金屬表面處理水溶液組合物，及利用金屬表面處理水溶液去除硬化高碳工具鋼沖切件斷面的氧化皮膜及毛邊，并使之圓角化的方法，系利用化學(xué)浸蝕的方式，將熱處理硬化高碳工具鋼(如SK3、SK4及SK5)的表面氧化皮膜及切削或沖切毛邊去除，處理所用化學(xué)藥劑量少，極符合工業(yè)安全排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，可使沖切斷面圓角化，可確實(shí)取代機(jī)械研磨的加工作業(yè)，縮短處理去氧化皮膜及毛邊的時(shí)間，相對提高工件品質(zhì)。權(quán)利要求1.一種金屬表面處理水溶液組合物，于水溶液中含有0.1至5克/升硫酸根離子，5至50克/升氟化合物，5至50克/升添加劑，與30至300克/升過氧化氫。2.如權(quán)利要求1所述金屬表面處理水溶液組合物，其中，該硫酸根離子選自硫酸及硫酸的水溶性金屬鹽。3.如權(quán)利要求1所述金屬表面處理水溶液組合物，其中，該氟化合物選自氟化氫銨、氟化氫鈉、氟化氫鉀、氟化銨、氫氟酸，及前述酸的水溶性鹽。4.如權(quán)利要求1所述金屬表面處理水溶液組合物，其中，該添加劑選自尿本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種金屬表面處理水溶液組合物，于水溶液中含有０．１至５克／升硫酸根離子，５至５０克／升氟化合物，５至５０克／升添加劑，與３０至３００克／升過氧化氫。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃清安，許俊清，
申請(專利權(quán))人：長庚大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：71[中國|臺(tái)灣]