[實(shí)用新型]一種電解提取鋼中第二相粒子的集成裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720745624.5
• 申請(qǐng)日: 2017-06-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206960388U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭靖;方克明;郭漢杰;冷祥兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N23/2251
• 分類(lèi)號(hào): G01N23/2251;G01N1/34
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司11237
• 代理人: 張仲波

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及金屬物理研究技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種電解提取鋼中第二相粒子的集成裝置。

背景技術(shù)

鋼等金屬合金中微米級(jí)非金屬夾雜物的類(lèi)型、形態(tài)、尺寸及分布對(duì)合金的力學(xué)性能、服役壽命以及成品表面質(zhì)量均會(huì)造成不同程度的消極影響，同時(shí)納米級(jí)的第二相粒子卻可以起到增強(qiáng)合金強(qiáng)韌性的效果。所以，對(duì)鋼等金屬材料中非金屬夾雜物和第二相粒子的精確檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)確把所致材料性能，提高材料附加值有十分重要的指導(dǎo)意義。

目前，分離檢測(cè)鋼中非金屬夾雜物的方法主要有傳統(tǒng)的金相法，大樣電解和無(wú)水電解法。傳統(tǒng)的金相分析只能通過(guò)觀測(cè)金屬表面夾雜物和第二相粒子的二維形態(tài)來(lái)推斷其三維形態(tài),不能直觀的觀測(cè)到夾雜物的立體形態(tài),存在很大誤差；而大樣電解方法電解時(shí)間長(zhǎng)(大于10天)，此外由于其使用酸液，一般只能得到鋼中較大尺寸(>40μm)的夾雜物顆粒，而無(wú)法得到尺寸較小的夾雜物和第二相粒子。專利《電解法提取鋼中超細(xì)夾雜物的方法》、專利《一種電解液及其電解提取鋼中非金屬夾雜物的方法》和專利《一種采用中性鹽電解液電解提取鋼中細(xì)小夾雜物的方法》均是采用非水的中性溶液進(jìn)行電解得到夾雜物，并通過(guò)調(diào)節(jié)電解液成分提高提取鋼中夾雜物的準(zhǔn)確率。專利《高效提取鋼中夾雜物的電解裝置及方法》則是加入旋轉(zhuǎn)裝置以及調(diào)整旋轉(zhuǎn)方向來(lái)提高電解的效果。但是上述這些專利的裝置均為將制冷柜，直流電源和電解槽等組件組裝起來(lái)使用，使用前需組裝，試驗(yàn)之后需將裝置拆卸清洗，使用起來(lái)極為不便，操作人員需經(jīng)過(guò)專門(mén)培訓(xùn)，而且不同的操作人員可能導(dǎo)致不同程度的誤差，在操作過(guò)程由于電解液的揮發(fā)，需要多次人為注加電解液，這給操作也造成了極大不便。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電解提取鋼中第二相粒子的集成裝置。

該裝置包括主控裝置、直流電源、制冷壓縮機(jī)、電解液自動(dòng)加注系統(tǒng)、電解工裝、超聲波和冷柜，上述部件通過(guò)不銹鋼外殼集成在一起，主控裝置自動(dòng)控制制冷壓縮機(jī)、電解液自動(dòng)加注系統(tǒng)和超聲波的開(kāi)關(guān)，電解工裝用于安置試樣和進(jìn)行電解，直流電源為電解過(guò)程供電。

其中，該裝置工作電壓為220V/50Hz，直流電源控制電壓：DC24V，直流電源最大輸出功率：DC100V/5A。

該裝置在使用時(shí)，具體方法如下：

首先，將配置好的電解液裝入電解液自動(dòng)加注系統(tǒng)的自動(dòng)加注槽中，電解液通過(guò)自動(dòng)加注槽加入到電解工裝所在的電解槽；然后，將鋼試樣通過(guò)電解工裝安裝為正極，不銹鋼電解槽為負(fù)極，先將冷柜內(nèi)溫度降低到0℃，開(kāi)始電解，電解時(shí)，電流控制小于200mA/cm²，每小時(shí)按超聲波開(kāi)關(guān)進(jìn)行超聲1-3分鐘，使鋼試樣上的夾雜物和第二相粒子落入溶液中，4-6小時(shí)后結(jié)束電解；最后，收集電解液，使用去離子水清洗電解液，靜置一天后去掉表層有機(jī)溶液，磁選去掉鐵的氧化物和碳化物后，淘洗得到夾雜物和第二相粒子，使用竹簽將第二相粒子導(dǎo)到導(dǎo)電膠上后使用掃描電鏡觀察第二相粒子的形貌、成分和尺寸。

其中，上述電解液為四甲基氯化銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)1-5％、丙三醇體積分?jǐn)?shù)2-15％、三乙醇胺體積分?jǐn)?shù)2-16％，余量為甲醇。

電解液自動(dòng)加注系統(tǒng)的自動(dòng)加注槽根據(jù)電解槽內(nèi)液位的降低自動(dòng)往電解槽中加注電解液。

本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案的有益效果如下：

上述方案中，將直流電源，空氣壓縮機(jī)制冷，超聲波和電解槽集成到一個(gè)儀器，并集成了電解液自動(dòng)加注系統(tǒng)，這樣可以大大簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)過(guò)程和難度，也提高實(shí)驗(yàn)的可操作性和規(guī)范性，特別是超聲波的使用使試驗(yàn)表面的第二相粒子及時(shí)進(jìn)入電解液，電解的效率增加。具體效果如下：

(1)本實(shí)用新型將制冷柜，直流電源、超聲波、電解液自動(dòng)加注系統(tǒng)和電解槽等集成到一個(gè)儀器，無(wú)需組裝和拆卸，大大簡(jiǎn)化試驗(yàn)的復(fù)雜性，同時(shí)提高組件的使用壽命，有利于這項(xiàng)技術(shù)和儀器的商業(yè)化推廣。

(2)本實(shí)用新型使用繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)制冷、電解和超聲等功能的自動(dòng)控制，只需按相應(yīng)的開(kāi)關(guān)按鈕即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，這樣可以大大提高實(shí)驗(yàn)的可操作性和規(guī)范性。

(3)本實(shí)用新型使用電解液自動(dòng)加注系統(tǒng)，在電解過(guò)程根據(jù)是民解液位的下降自動(dòng)往電解槽中加注適量電解液，省去人工每隔一段時(shí)間加注電解液的不便，以及沒(méi)有及時(shí)補(bǔ)加電解液所造成的電解中斷，氧化問(wèn)題，提高電解的穩(wěn)定性和質(zhì)量。

(4)本實(shí)用新型將超聲波和電解槽集成一起，在電解過(guò)程每間隔一定時(shí)間開(kāi)啟超聲功能，使試樣表面的第二相粒子及時(shí)進(jìn)入電解液，電解的效率增加。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的電解提取鋼中第二相粒子的集成裝置主視圖；