[发明专利]一种用于制备合金钢中碳化物的腐蚀剂及其制备方法、碳化物的制备方法

说明书

本发明涉及一种用于制备合金钢中碳化物的腐蚀剂及其制备方法、碳化物的制备方法，属于钢中碳化物制备技术领域。本发明的用于制备合金钢中碳化物的腐蚀剂，由包括表面活性剂和以下体积份数的原料制成：盐酸6‑12份，硝酸1‑5份，葡萄糖酸1‑3份，所述表面活性剂与盐酸的质量比为0.5～2:6.9～13.8。本发明用于制备合金钢中碳化物的腐蚀剂，成分简单，相对稳定，重现性好，既能够有效腐蚀钢基体，又能够减弱对钢中碳化物的腐蚀，可实现快速制备合金钢中的碳化物。

技术领域

本发明涉及一种用于制备合金钢中碳化物的腐蚀剂及其制备方法、碳化物的制备方法，属于钢中碳化物制备技术领域。

背景技术

随着工业技术不断进步，模具主要向大型、复杂、精密、高寿命、高效率方向发展，这使得其服役环境变得越来越苛刻，也对模具钢提出了更高的性能要求。研究表明细小、弥散分布的碳化物颗粒对模具钢的高温硬度、高温强度、回火稳定性、抗热疲劳性起决定性作用，即析出的细小弥散碳化物是热作模具钢的主强化相。如何获得钢中细小碳化物以及质量分数是研发高性能模具钢的主要途径之一。

目前钢中碳化物的获取方法一般通过电解方法。例如，2009年宋雯雯等在材料热处理学报第30卷第5期发表的H13钢中的碳化物分析及其演变规律研究报道了电解法萃取H13钢中的碳化物。吴晓春等2011年在钢铁研究学报第23 卷第6期报道了新型奥氏体热作模具钢6Mn14Cr3Mo2V2的强韧化机制，针对 H13热作模具钢采取电解法，选择3％FeSO₄+1％NaCl+1％酒石酸作为电解液，电流密度为0.025A/cm²，电解时间6h获取一定量的碳化物。何明锭等2015年在上海金属第37卷第4期发表了热作模具钢SDCM热稳定性研究，采用KIMC的方法电解萃取制备钢中碳化物，电解液为每100ml水15g柠檬酸钠、1.2g溴化钾、 30g柠檬酸，电解电压3V。但是，电解法萃取制备钢中碳化物制备时间长，操作繁琐，效率低下。

申请公布号为CN101915773A的中国发明专利公开了一种对9％Cr钢Laves 相进行非破坏性检测的方法，该方法包括碳化物的制备：以氯化钾、柠檬酸、水配制电解液，保持电解液pH＝3～4，温度在+5℃以下，电流密度控制在 0.02～0.03cm²，电解90～120min，将电解下的粉末收集，用蒸馏水及酒精漂洗3 次，直至无氯离子存在，烘干即得碳化物，该方法也存在电解时间长、步骤繁琐、效率低下的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于制备合金钢中碳化物的腐蚀剂，能够快速实现合金钢中碳化物的制备。

本发明第二个目的在于提供一种上述用于制备合金钢中碳化物的腐蚀剂的制备方法。

本发明第三个目的在于提供一种合金钢中碳化物的制备方法，该方法简单易行且所需时间较短。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种用于制备合金钢中碳化物的腐蚀剂，由包括表面活性剂和以下体积份数的原料制成：盐酸6-12份，硝酸1-5份，葡萄糖酸1-3份，所述表面活性剂与盐酸的质量比为0.5～2:6.9～13.8。

上述用于制备合金钢中碳化物的腐蚀剂，还包括80～92份水。所述水为去离子水或蒸馏水。

所述盐酸的质量分数≥36％；所述硝酸的质量分数≥62％；所述葡萄糖酸的质量分数≥60％。

所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇醚硫酸钠、月桂醇硫酸钠、十二氨基苯甲酸钠中的任意一种。

所述葡萄糖酸作为防腐剂可减弱硝酸对钢中碳化物的腐蚀，同时不断提供H 离子进一步加强对钢基体的腐蚀。盐酸和硝酸有协同作用，可强化硝酸对钢基体元素的腐蚀，加快腐蚀反应速率。表面活性剂能够对腐蚀后的产物进行有效去除，避免腐蚀后的产物碳化物残留在试样基体上。在盐酸、硝酸、葡萄糖酸、表面活性剂的协同作用下可实现钢中碳化物的快速制备。