切削液pH值对YG6牌号硬质合金腐蚀行为的影响
发布时间：2021-04-14 14:03
以YG6牌号硬质合金为实验对象,研究了切削液pH值（7.5、8.5、9.5、10.5和11.5）对合金表面Co浸出率的影响,探讨了Co的浸出机理,并优选出合适的切削液pH值。结果表明:在切削液浸泡实验中,YG6合金试样表面Co浸出率与切削液pH值和试样在切削液中的放置状态有关,不同放置状态的试样,其表面的腐蚀形式不一样。当合金试样有重叠接触时,在重叠区发生缝隙腐蚀,在非重叠试样上表面发生选择性腐蚀;腐蚀程度与切削液pH值有关,但合金表面Co浸出率与切削液pH值并非简单的线性关系。当切削液pH值为9.5时,YG6合金试样表面Co浸出率最低,为4.30%。因此,在切削液制备或磨削加工使用时,将切削液pH值控制在9.5可降低切削液对合金表面Co的浸出率,大大降低合金表面Co的损失,保障产品质量。
【文章来源】：稀有金属与硬质合金. 2020,48(05)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同pH值切削液浸泡24 h后试样表面照片
图2为浸泡24 h后试样表面Co浸出率随切削液pH值变化的曲线。由图2可知,不管试样放置状态如何,浸泡后试样表面Co浸出率与切削液pH值之间并不是简单的线性关系。切削液pH值为9.5时,重叠样重叠区和非重叠样上表面的Co浸出率最低;切削液pH值为11.5时,三种摆放状态下合金试样表面Co浸出率次之。在切削液pH值为7.5和10.5时,合金试样表面Co浸出率较高。综合考虑切削液在使用过程中对人、设备、合金产品及环境的影响,将切削液的pH值控制在9.5比较理想,能够显著降低合金表面Co浸出率,保障合金产品质量。为进一步了解浸泡后重叠试样表面的腐蚀情况,采用扫描电镜对图1(a)中重叠试样(上排左一)重叠界面分界处的棕色带状“锈斑”放大不同倍率后进行形貌观察和元素含量分析,结果如图3和表2所示。
由图3可知,试样重叠界面处的带状“锈斑”是沉积在界面处的一层致密的腐蚀产物,且这层致密的腐蚀产物还呈现出龟裂现象。EDS分析结果表明,该腐蚀产物中Co含量高达10%～12.5%,远超出合金的理论Co含量(6.0%),另外还含有大量的C、N和O元素,这些元素含量较正常区域高出许多。说明在pH值为7.5的切削液中重叠试样重叠区发生了严重的Co浸出现象,即Co2+与切削液中的某些分子或基团结合生成一种稳定的化合物沉积在试样表面。有研究表明[2,7,9],三乙醇胺中N、O原子均有孤对电子,可与Co2+发生螯合反应形成较稳定的螯合物,这种螯合反应导致硬质合金中Co的浸出。本实验所用切削液中虽然没有单独添加三乙醇胺,但是其中含有的三乙醇胺硼酸酯能够提供一定数量的C、N原子和羟基(OH-),从而导致了“锈斑”中出现了较多的C、N和O元素。表2 图3中各位置的元素含量Table 2 Element composition of each position in Fig.3 (w/%) 位置 C N O Co W 谱图1 53.54 16.41 13.66 11.11 5.28 谱图2 53.54 14.56 13.09 11.08 7.73 谱图3 17.21 — 2.06 4.36 76.37 谱图4 27.81 — 4.64 4.62 62.94 谱图5 54.94 14.39 13.33 11.82 5.52 谱图6 54.69 17.72 13.65 10.04 3.90 谱图7 54.92 17.73 15.49 9.18 2.68 谱图8 50.35 12.81 9.04 12.49 15.31 谱图9 52.39 10.61 10.51 11.30 15.19 谱图10 52.15 11.43 11.08 11.06 14.28
【参考文献】：
期刊论文
[1]硬质合金刀具在水基金属加工液中的腐蚀研究[J]. 张好强,王莉娜,贾晓鸣,张桓. 机械设计与制造. 2014(01)
[2]超细晶硬质合金线切割加工过程的腐蚀机理研究[J]. 张好强,王莉娜,张桓,贾晓鸣. 稀有金属与硬质合金. 2013(05)
[3]电火花线切割工作液对硬质合金模具的腐蚀研究[J]. 张好强,贾晓鸣,王莉娜. 稀有金属与硬质合金. 2010(01)
[4]硼砂对硬质合金刀具钴浸出抑制作用的研究[J]. 张好强,贾晓鸣,侯锁霞. 工具技术. 2008(01)
[5]WC-Ni硬质合金的特性、发展及其应用[J]. 陈德勇,罗在清. 硬质合金. 2007(01)
[6]磨削硬质合金刀具时钴浸出机理的研究[J]. 高筠,贾晓鸣,杜明华. 工具技术. 2001(04)
本文编号：3137450
【文章来源】：稀有金属与硬质合金. 2020,48(05)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同pH值切削液浸泡24 h后试样表面照片
图2为浸泡24 h后试样表面Co浸出率随切削液pH值变化的曲线。由图2可知,不管试样放置状态如何,浸泡后试样表面Co浸出率与切削液pH值之间并不是简单的线性关系。切削液pH值为9.5时,重叠样重叠区和非重叠样上表面的Co浸出率最低;切削液pH值为11.5时,三种摆放状态下合金试样表面Co浸出率次之。在切削液pH值为7.5和10.5时,合金试样表面Co浸出率较高。综合考虑切削液在使用过程中对人、设备、合金产品及环境的影响,将切削液的pH值控制在9.5比较理想,能够显著降低合金表面Co浸出率,保障合金产品质量。为进一步了解浸泡后重叠试样表面的腐蚀情况,采用扫描电镜对图1(a)中重叠试样(上排左一)重叠界面分界处的棕色带状“锈斑”放大不同倍率后进行形貌观察和元素含量分析,结果如图3和表2所示。
由图3可知,试样重叠界面处的带状“锈斑”是沉积在界面处的一层致密的腐蚀产物,且这层致密的腐蚀产物还呈现出龟裂现象。EDS分析结果表明,该腐蚀产物中Co含量高达10%～12.5%,远超出合金的理论Co含量(6.0%),另外还含有大量的C、N和O元素,这些元素含量较正常区域高出许多。说明在pH值为7.5的切削液中重叠试样重叠区发生了严重的Co浸出现象,即Co2+与切削液中的某些分子或基团结合生成一种稳定的化合物沉积在试样表面。有研究表明[2,7,9],三乙醇胺中N、O原子均有孤对电子,可与Co2+发生螯合反应形成较稳定的螯合物,这种螯合反应导致硬质合金中Co的浸出。本实验所用切削液中虽然没有单独添加三乙醇胺,但是其中含有的三乙醇胺硼酸酯能够提供一定数量的C、N原子和羟基(OH-),从而导致了“锈斑”中出现了较多的C、N和O元素。表2 图3中各位置的元素含量Table 2 Element composition of each position in Fig.3 (w/%) 位置 C N O Co W 谱图1 53.54 16.41 13.66 11.11 5.28 谱图2 53.54 14.56 13.09 11.08 7.73 谱图3 17.21 — 2.06 4.36 76.37 谱图4 27.81 — 4.64 4.62 62.94 谱图5 54.94 14.39 13.33 11.82 5.52 谱图6 54.69 17.72 13.65 10.04 3.90 谱图7 54.92 17.73 15.49 9.18 2.68 谱图8 50.35 12.81 9.04 12.49 15.31 谱图9 52.39 10.61 10.51 11.30 15.19 谱图10 52.15 11.43 11.08 11.06 14.28
【参考文献】：
期刊论文
[1]硬质合金刀具在水基金属加工液中的腐蚀研究[J]. 张好强,王莉娜,贾晓鸣,张桓. 机械设计与制造. 2014(01)
[2]超细晶硬质合金线切割加工过程的腐蚀机理研究[J]. 张好强,王莉娜,张桓,贾晓鸣. 稀有金属与硬质合金. 2013(05)
[3]电火花线切割工作液对硬质合金模具的腐蚀研究[J]. 张好强,贾晓鸣,王莉娜. 稀有金属与硬质合金. 2010(01)
[4]硼砂对硬质合金刀具钴浸出抑制作用的研究[J]. 张好强,贾晓鸣,侯锁霞. 工具技术. 2008(01)
[5]WC-Ni硬质合金的特性、发展及其应用[J]. 陈德勇,罗在清. 硬质合金. 2007(01)
[6]磨削硬质合金刀具时钴浸出机理的研究[J]. 高筠,贾晓鸣,杜明华. 工具技术. 2001(04)
本文编号：3137450
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