汽車不銹鋼緊固件新型拋光工藝的研究和應(yīng)用

0 前言

為了提高緊固件的生產(chǎn)效率，采用化學(xué)拋光替代原使用的研磨工藝。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，中試試驗(yàn)，放大試驗(yàn)過程，確定化學(xué)拋光的最佳工藝為：脫脂—漂洗—活化—漂洗—熱水漂洗—吹干。以及正常使用時的指標(biāo)數(shù)據(jù)。

不銹鋼緊固件在工業(yè)生產(chǎn)及生活中隨處可見，因其結(jié)構(gòu)簡單、鏈接可靠、操作和裝拆方便等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、家具、建筑、化工、船舶等領(lǐng)域

。

不銹鋼緊固件在成型時，因?yàn)榭焖夔呭憣?dǎo)致溫度較高，從而導(dǎo)致使用的冷鐓油或溫鐓油殘留在緊固件表面，形成較厚的氧化皮。需要拋光工藝將其表面的氧化皮去除。

拋光工藝主要分為化學(xué)拋光，機(jī)械拋光和電化學(xué)拋光?；瘜W(xué)拋光是使用化學(xué)藥劑對不銹鋼緊固件表面進(jìn)行化學(xué)侵蝕的過程。不銹鋼表面上的圍觀突起處在化學(xué)拋光液中溶解速度遠(yuǎn)大于微觀凹下處，通過一段時間的侵蝕，不銹鋼表面成為平滑光亮的表面。機(jī)械拋光是指零件在裝有拋光劑的設(shè)備中進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，機(jī)械拋光也稱為研磨。

研磨過程是由金屬微粒的機(jī)械切削作用和化學(xué)現(xiàn)象相結(jié)合完成的。目的在于徹底清除不銹鋼緊固件表面的污垢層和氧化層，提高零件表面的光潔度

。經(jīng)過研磨后，不銹鋼制件可以得到平整的外表面。

研磨僅適用于簡單工件，其效果也因所使用的材料而異，為達(dá)到光亮的效果，一般需要研磨5-6小時，消耗時間過長，導(dǎo)致生產(chǎn)效率過低。除此之外，研磨過程中存在很多問題：(1)研磨液中的化學(xué)成分，如胺、酸等有毒成分對環(huán)境和人體的傷害很大；(2)研磨液不能重復(fù)利用，廢液較多。

緊固件的加工過程為：線材—草酸潤滑—冷鐓/溫鐓—研磨—搓牙/攻牙—洗光，其中研磨時間較長，且研磨液研磨一次后就需要更換新的藥劑，生產(chǎn)效率低且產(chǎn)生廢液較多，綜合使用成本較高。

在測試過程中，發(fā)現(xiàn)第一槽僅用5% 的脫脂劑，除油效果有所欠佳，在此基礎(chǔ)上加入5% 片堿，其清洗能力可以達(dá)到100%。并且在批量試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)(1)脫脂劑具有反乳化效果，可以通過及時的撇油，以達(dá)到增加脫脂槽使用壽命的效果；(2)可以將活化槽分為兩個槽，以保證第二個活化槽中油污較少，避免降低槽液的使用壽命，增加槽液的更換周期。

為提高生產(chǎn)效率并滿足環(huán)保要求，將研磨工藝改進(jìn)為化學(xué)拋光。

1 材料選擇和監(jiān)控方法

1.1 材料選擇

目前不銹鋼的研磨藥劑主要是氫氟酸等無機(jī)酸，雖然可以保證研磨后緊固件表面的光亮度，但是需要研磨時間需要達(dá)到5-6個小時，并且在研磨過程中由于零件相互碰撞會產(chǎn)生大量的熱，導(dǎo)致氫氟酸快速揮發(fā)，危害工人的身體健康。為了提高生產(chǎn)效率和避免影響工人的健康，選擇不含氫氟酸的拋光劑，并采用加溫的方式進(jìn)行活化。為確定最佳活化工藝，先確定活化的溫度，將拋光劑配置成20%的工作液，分別在常溫、35℃、45℃、55℃、65℃條件下進(jìn)行氧化皮去除能力對比。去除氧化皮的試驗(yàn)方法：將相同的緊固件放置在100mL，20% 拋光劑工作液中，浸泡30min，目測觀察。具體結(jié)果見表2。

1.2 監(jiān)控方法

主要監(jiān)控槽液的酸堿度和濃度，其檢測方法為：

堿度滴定方法：將待測液冷卻至室溫，用移液管移取5mL待測液置于250mL錐形瓶中，加50mL蒸餾水，再滴加2滴甲基橙指示劑，用0.1mol/L鹽酸滴定，直至溶液恰好由黃色變?yōu)槌壬?，記下此時所消耗的鹽酸體積V(mL)。

測試結(jié)果：

槽液濃度(%)= C×V×a

式中，C—配制的鹽酸/氫氧化鈉溶液的實(shí)際濃度，mol/L

充分利用鄉(xiāng)村的特有景觀，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與鄉(xiāng)村本土文化結(jié)合起來，積極促進(jìn)產(chǎn)業(yè)和文化的發(fā)展。一方面增加田園景觀的觀賞性，延伸觀光旅游的項(xiàng)目，例如特色花海、農(nóng)田景觀等，呈現(xiàn)特有的鄉(xiāng)村自然生態(tài)環(huán)境，擴(kuò)大增值效益。另一方面，要切實(shí)保障田園綜合體的發(fā)展需求，即堅(jiān)持“姓農(nóng)、務(wù)農(nóng)、為農(nóng)、興農(nóng)”不動搖，保護(hù)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，為當(dāng)?shù)鼐用翊蛟斐隽己玫纳a(chǎn)、生活、生態(tài)空間[2]。

V—消耗的鹽酸/氫氧化鈉體積，mL

為進(jìn)一步確?；瘜W(xué)拋光替代機(jī)械拋光的可行性，我們在現(xiàn)場用手工小線進(jìn)行了中試放大試驗(yàn)。

可以發(fā)現(xiàn)，增加增加活化時間，通過合理分配藥劑的比例可以明顯改善孔內(nèi)的清洗情況；

2 工藝試驗(yàn)

緊固件化學(xué)拋光的工藝：脫脂清洗—漂洗—活化—漂洗—熱水漂洗—吹干。

董氏還十分強(qiáng)調(diào)君子、小人之辯，這是他一貫的主張。嘉靖五年(1526)他主考會試時，就以之作為選拔舉子的標(biāo)準(zhǔn)。他在《會試錄后序》中說：

2.1 實(shí)驗(yàn)室階段試驗(yàn)

緊固件由于成型過程中使用冷鐓油/溫鐓油，其表面有大量的油污和氧化皮，需要將表面的污染物清洗干凈，以保證后續(xù)工藝的正常處理，保證產(chǎn)品可以合格出廠。

越來越多金融機(jī)構(gòu)大力推行“區(qū)塊鏈+證券”新模式。2017年8月，百度金融上線“百度長安新生ABS”，獲得上海證券交易所出具的無異議函，成為國內(nèi)首單運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)的交易所資產(chǎn)證券化產(chǎn)品，2018年8月，北方信托與IBM、普華永道合作。與IBM合作運(yùn)行一個私募股權(quán)區(qū)塊鏈平臺，為瑞士資產(chǎn)管理公司Unigestion提供服務(wù)，與普華永道合作推出一項(xiàng)新工具，方便私募股權(quán)基金審計(jì)人員快速訪問存儲在其私人區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)。

2.1.1 脫脂工藝

目前不銹鋼大部分使用酸性清洗劑進(jìn)行脫脂。酸性清洗一般常溫下進(jìn)行，可以去除一部分緊固件表面的油污和氧化皮，但是酸性清洗主要含有一些硝酸等無機(jī)酸，易造成環(huán)境污染，對人體產(chǎn)生危害。我們從環(huán)保和安全的角度出發(fā)，采用堿性清洗劑進(jìn)行脫脂，這個步驟主要去除緊固件表面的油污，減輕活化(即拋光)步驟中的清洗壓力。為確定最佳的脫脂工藝，將脫脂劑配置成5%的工作液，分別在常溫、35℃、45℃、55℃、65℃條件下進(jìn)行清洗力測試。結(jié)果見表格1。表格1的結(jié)果顯示：溫度越高，清洗力越高；但當(dāng)溫度達(dá)到55℃時，再提高溫度，對清洗力的影響很小。為了避免清洗劑過度揮發(fā)和節(jié)省能源，采用55℃進(jìn)行脫脂清洗。

2.1.2 活化工藝

例(10)：Then for the next two hundred years the family tree shows a succession of soldiers— noble, high-spirited fellows, who always went into battle singing, right behind the army, and always went our a-whooping, right ahead of it.

目前我們公司產(chǎn)品有上千種零件，為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果可用于大多數(shù)產(chǎn)品中，主要選擇以下幾種零件：內(nèi)六角螺絲和外六角螺絲。這幾種零件主要是內(nèi)孔零件，表面的氧化皮和油污較多，清洗較為困難，具有代表性。

表2的結(jié)果顯示，當(dāng)溫度達(dá)到55℃時，去除氧化皮的能力最強(qiáng)，所以活化溫度選擇55℃。

因?yàn)閮H使用20% 的拋光劑，氧化皮達(dá)不到全部去除的效果，通過與其他藥劑進(jìn)行復(fù)配對比，最終發(fā)現(xiàn)拋光劑與硝酸進(jìn)行復(fù)配，可以提高拋光劑去除零件表面氧化皮的能力。通過大量的配比實(shí)驗(yàn)，最終結(jié)果顯示，拋光劑：硝酸=15%：10%(質(zhì)量比)時，在55℃條件下，浸泡30min，可以完全去除零件表面的油污和氧化皮。

2.2 中試實(shí)驗(yàn)

a—滴定系數(shù)

一共五個槽，每個槽300L。第一槽為脫脂槽，添加15kg 脫脂劑；第二槽為漂洗槽，使用常溫的自來水即可；第三槽為活化槽，添加45kg 拋光劑和30kg硝酸；第四槽為漂洗槽，使用常溫的自來水即可；第五槽為熱水槽，溫度為90℃。

(3)利用天然中草藥預(yù)防肉雞疫病，能有效提高肉雞的生產(chǎn)性能，改善雞肉的品質(zhì)和風(fēng)味，且不存在藥物殘留，不易 產(chǎn)生耐藥性。

在網(wǎng)約車領(lǐng)域如何通過負(fù)面清單模式劃分出公共利益與私人利益的邊界，確保公共利益優(yōu)先，成為通過市場力量參與社會合作治理形成良性循環(huán)的最佳選擇。從經(jīng)濟(jì)學(xué)者的角度來看，“(基于ICT 驅(qū)動的網(wǎng)約車對出租汽車行業(yè)的顛覆性創(chuàng)新結(jié)果)形成了約車效率高、消費(fèi)公開化和對現(xiàn)有市場具有顛覆性的新業(yè)態(tài)，新業(yè)態(tài)對市場的顛覆性主要體現(xiàn)在重塑低端出租汽車市場、創(chuàng)造‘專車’新市場和發(fā)展‘拼車’新市場?！盵19]它最終的實(shí)際效果是促進(jìn)了社會整體公共利益的協(xié)調(diào)進(jìn)步。公共利益是國家公共政策制定的出發(fā)點(diǎn)和終極目標(biāo)，它“被立法機(jī)關(guān)和法院視為與整個國家和社會根本有關(guān)的原則和標(biāo)準(zhǔn)”。[20]

酸度滴定方法：將待測液冷卻至室溫，用移液管移取1mL的待測液置于250mL錐形瓶中，加50mL蒸餾水，再滴加2滴溴酚藍(lán)指示劑，用0.1mol/L氫氧化鈉滴定，直至溶液恰好由黃色變?yōu)樗{(lán)紫色，記下此時所消耗的氫氧化鈉體積V(mL)。

可以發(fā)現(xiàn)，清洗效果不理想，個別孔內(nèi)有明顯黑斑，清洗不干凈，

那是一個中國工業(yè)設(shè)計(jì)呼之欲出的年代，也是一段工業(yè)設(shè)計(jì)根植中國大地的激情燃燒的歲月。1979年，50余位電子、輕工、國防科工等領(lǐng)域的專家發(fā)出成立中國工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會的倡議；1982年中央工藝美院、北京理工大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等數(shù)十所大學(xué)首次開設(shè)工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)；北京市科學(xué)技術(shù)委員會開啟了“工業(yè)設(shè)計(jì)示范工程”，致力于中國企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的提升與品牌的塑造。

于是便有了故事開始的一幕。美娟死而復(fù)生、生而復(fù)死，讓凌薇六神無主，以至于都沒有發(fā)現(xiàn)吊唁美娟的人群里除了安安和梁誠，沒有一個是她認(rèn)識的。其實(shí)她認(rèn)識的至少還有美娟的父母。但是她太害怕，所以她沒想到，殯儀館那些出現(xiàn)又很快消失的人們不過是一群請來的群眾演員。

2.3 放大實(shí)驗(yàn)

根據(jù)中試時，脫脂槽中脫脂劑：片堿=5%：5%(質(zhì)量比)，活化槽中拋光劑：硝酸=15%：10%(質(zhì)量比)，進(jìn)行配槽，在放大批量時，根據(jù)一段時間的監(jiān)控酸堿度和濃度，以確定最終的極限值(即低于極限值，則會增加清洗不合格率)。

我們通過定期監(jiān)控，取液進(jìn)行檢測，并監(jiān)控清洗后零件的外觀狀態(tài)，具體監(jiān)控數(shù)據(jù)見圖1。最終確定脫脂槽的堿度極限值為38點(diǎn)，活化1槽酸度極限值為210點(diǎn)，活化2槽酸度極限值為210點(diǎn)。

下圖為最終的清洗效果：可以看出，通過調(diào)整工藝和藥劑的配比，調(diào)整滴定濃度，可以極大的改善清洗效果；

礦石中金主要以自然金、碲金銀礦等獨(dú)立礦物形式存在，與金屬硫化物緊密共生，多以微細(xì)粒包裹金形式賦存于黃鐵礦，硫化物含量較高會抑制金的富集。鎢礦物主要為白鎢礦和黑鎢礦，含鈣礦物方解石、磷灰石及重晶石等礦物會對鎢礦物的浮選富集造成不利影響。

不僅如此，“全面二胎”也遭遇到現(xiàn)實(shí)問題。雖然66%的家庭有計(jì)劃或已經(jīng)生育二胎，相比2016年也提升了7個百分點(diǎn)，但還是有超半數(shù)家庭表示經(jīng)濟(jì)壓力是橫亙在生育二胎之路的絆腳石。養(yǎng)二胎不僅要花費(fèi)更多的金錢，父母的時間、精力也有限。并且，目前國家在鼓勵生育二胎的相關(guān)優(yōu)惠政策上，比如備受關(guān)注的財政補(bǔ)貼、幼兒教育、義務(wù)教育等多個方面，還需不斷優(yōu)化和完善。

治療心衰這個原發(fā)病，應(yīng)積極應(yīng)用最大耐受劑量的β受體阻滯劑、普利類藥物和/或醛固酮抑制劑以改善心功能；及時糾正水電解質(zhì)紊亂和酸堿失衡的狀態(tài)，并注意適量增加高蛋白飲食。切忌一味服用利尿劑而不積極改善心臟功能，要標(biāo)本兼治才行。

經(jīng)濟(jì)效益核算：

目前此工藝已使用2年時間，數(shù)據(jù)在極限值之上時，化學(xué)拋光后的緊固件均達(dá)到要求。

根據(jù)公司的發(fā)展規(guī)劃，項(xiàng)目從 2020年 2月開始實(shí)施，項(xiàng)目總投資720萬元(其中研發(fā)費(fèi)用 260 萬元) ，達(dá)產(chǎn)后一條在制線實(shí)現(xiàn)年清洗22000噸的規(guī)模。預(yù)計(jì)在此條在制線代替研磨環(huán)保費(fèi)用和藥劑資源每年可以節(jié)省200萬左右；

此次項(xiàng)目的研發(fā)給不銹鋼螺栓的清洗方式添加了另一種可能，我們在這條路上進(jìn)行不斷的嘗試，計(jì)劃未來逐步的替代傳統(tǒng)拋光作業(yè)，提高清洗資源場地的利用率。目前傳統(tǒng)的清洗方式，多采用拋光機(jī)拋光作業(yè)，拋光研磨噪聲大。研磨劑對作業(yè)環(huán)境危害大，企業(yè)每年需要對環(huán)保投入較大的資金，此次通過在制的清洗，可以降低一級危險品的排放，降低研磨藥劑的使用，項(xiàng)目可以帶動不銹鋼清洗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，項(xiàng)目有利于傳統(tǒng)制造業(yè)領(lǐng)域高新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，提升相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)業(yè)層次。 提高企業(yè)其國際競爭力，項(xiàng)目對企業(yè)經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有積極的意義，對促進(jìn)人員就業(yè)、社會穩(wěn)定和保護(hù)環(huán)境具有重要的意義。

3 結(jié)果與討論

(1)化學(xué)拋光可以替代機(jī)械拋光(即研磨工藝)，可以極大的提高生產(chǎn)效率，并且零件外觀可達(dá)到研磨的效果；

(2)脫脂采用堿性清洗劑，安全環(huán)保，最佳工藝為脫脂劑：片堿=5%：5%(質(zhì)量比)，溫度：55℃，時間：30min，極限堿度：38點(diǎn)；

(3)活化最佳工藝為拋光劑：硝酸=15%：10%(質(zhì)量比)，溫度：55℃，時間：30min，極限酸度：210點(diǎn)。

[1]張述林, 王曉坡, 陳世波. 不銹鋼拋光[J]. 電鍍與環(huán)保, 2006, 26(3): 34-35.

[2]王國棟, 徐尚超, 王先強(qiáng)等. 螺紋緊固件工程應(yīng)用研究[J]. 機(jī)械制造, 2020, 58(2): 67-68.

[3]張宏君. 研磨、珩磨、拋光技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用[J]. 黑龍江科學(xué), 2021, 12(8):108-109.