一种显示轴承钢铸坯锭型偏析的冷蚀剂及其配制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金材料分析检验领域，特别涉及一种用于显示轴承钢铸坯低倍组织中锭型偏析缺陷的冷蚀剂及其配制方法。
【背景技术】
[0002]连铸方坯低倍组织中锭型偏析缺陷是铸坯较为常见的缺陷，当偏析严重时，乳成圆棒、线材之后，仍然能够存在于轧材的中心，影响产品内部质量和使用性能。对热轧棒材，锭型偏析的存在，导致横截面边部和中心的组织出现明显差异，一些其它缺陷在偏析区聚集，在后续轧制过程中影响工艺控制，形成废品。对于线材产品生产，铸坯的锭型偏析会遗传到最终成材上，形成线材甚至钢丝的中心组织偏析，使线材组织出现异常。在轴承等零件加工时出现严重开裂现象，恶化产品的力学性能和深加工性能。
[0003]消除轴承钢连铸方坯锭型偏析缺陷的关键，首先是要在钢坯检验中用切实有效的腐蚀方法充分真实地再现出钢坯锭型偏析严重程度，及时反馈检验结果，控制冶炼工艺，确保偏析缺陷不带入后面的轧制工序。目前通常采用低倍热酸蚀、硫印法检验钢坯的锭型偏析等低倍缺陷。化学分析的元素含量测定法作为补充实验手段也常常被使用。低倍热酸蚀法腐蚀能力强，对碳钢的铸坯较严重偏析缺陷显示效果比较好。但对合金钢铸坯而言，由于合金元素的存在，低倍组织致密，受到强腐蚀后，整体形貌受到腐蚀，掩盖了锭型缺陷的边界，往往不能清析显现出锭型缺陷的边界，常规检验难以分辨，造成漏检。硫印法依据的是钢中硫元素的偏析效应反衬偏析缺陷的存在。一般偏析区域，硫偏析分布集中在心部，对锭型偏析区的边缘不能将原貌真实显现，因此锭型偏析缺陷根本无法用硫印的方式显示出来。化学成分原位分析法只能在显示出锭型偏析区域后确定偏析位置，从典型位置取样做化学成分分析，再确定偏析成分的总含量，在不显示锭型偏析区域的情况下，只能全方位分析铸坯成分分布，这种方法对定量分析铸坯偏析缺陷奏效，但不能直观分析锭型偏析在钢坯中的分布位置，对锭型偏析缺陷的诊断没有直接的参考意义。由于缺少行之有效的腐蚀手段，使有些合金钢坯锭型偏析缺陷常常无法正确、有效、真实地检验出来，在连铸连轧工艺线上，缺陷铸坯下送，导致出厂产品废品率升高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的旨在解决用一般酸蚀等方法不能完整、清晰显示轴承钢坯锭型偏析缺陷的问题，提供一种可供选择性腐蚀的冷酸蚀方法，能够原貌显示轴承钢坯锭型偏析缺陷形态，从而避免漏检的冷蚀剂及其配制方法。
[0005]为此，本发明所采取的解决方案是:
一种显示轴承钢铸坯锭型偏析的冷蚀剂，其特征在于，其组分及含量为:
三硝基苯酚4?6克，三氯化铁7?12克，硝酸15?30毫升，盐酸15?30毫升，蒸馏水300?400毫升。
[0006]一种显示轴承钢铸坯锭型偏析的冷蚀剂配制方法，其特征在于: 将三硝基苯酚4?6克、三氯化铁7?12克固体药剂置于一玻璃容器中，加入蒸馏水200 _升，将固体药剂溶化；再取硝酸15?30 _升、盐酸15?30 _升依次加入到三硝基苯酚与三氯化铁水溶液中，搅拌均匀后将余量的蒸馏水加入其中，充分搅拌，完成冷蚀剂的配制；
配制时，根据钢中C及S1、Cr、Ni合金元素含量调整配方中三硝基苯酚、三氯化铁及酸的含量:当合金元素种类多、含量高时，增加三硝基苯酚、三氯化铁量，最高至上限的2?3倍；同时，匹配地增加硝酸、盐酸及蒸馏水量；且硝酸、盐酸加入量始终保持等量，以下限为基准值，所增加的酸的量以腐蚀过程中试样表面不出现过腐蚀现象为准。
[0007]本发明的有益效果为:
1、本发明能够清晰的显现轴承钢坯低倍组织锭型偏析缺陷的位置、分布形态及形貌。
[0008]2、本发明冷蚀剂为冷酸蚀试剂，对钢基体的选择性腐蚀不强烈，所显示的钢基体的结构为低倍凝固组织，靠持续的选择性腐蚀效果显示成分起伏交界面，反差效果明显，使锭型偏析这种边界随铸坯轧制而流动的宏观缺陷的边缘清晰，定位准确，可有效避免漏检。
[0009]3、本发明具有检验速度快，污染小，节约能源，操作简便等特点，解决了用热酸或其他冷酸蚀方法不能清晰、全面显示轴承钢坯锭型偏析缺陷的难题。
【具体实施方式】
[0010]实施例硝酸、盐酸采用工业用标准溶液，即硝酸(65%)、盐酸(32.3%)。
[0011]实施例1
用于显示含 C 0.95 wt%, Si 0.15wt%, Μη 0.35 wt%, Ρ 0.0il wt%, S 0.052 wt%, Cr1.4 wt%，Ni 0.3 wt%，Cu 0.25 wt%，余量为Fe的轴承钢铸坯锭型偏析缺陷形态。
[0012]取4克三硝基苯酚、7克三氯化铁固体药剂置于一玻璃容器中，加入蒸馏水200毫升，将固体药剂溶化。搅拌均匀后加入15毫升硝酸、搅拌均匀，再加入15毫升盐酸，搅拌均匀后，再将100毫升蒸馏水加入其中。充分搅拌，完成冷蚀剂的配制。
[0013]将钢坯横截面试样表面加工成粗糙度为Ra < 0.16 μ m的试面。用药棉蘸冷蚀剂均匀擦拭试样表面，腐蚀5分钟，待肉眼观察发现试面基体表面至心部的1/4区域呈现有框形偏析痕迹时，再延长腐蚀时间，重点腐蚀该区域，待框形偏析区域清晰显示后，立即向试面上冲冷、热水，吹干。
[0014]实施例2
用于显示含 C 1.03 wt%, Si 0.4 5wt%, Μη 0.45 wt%, Ρ 0.012wt%, S 0.042 wt%, Cr
1.5 wt%, Ni 0.3 wt%, Cu 0.24 wt%, Mo 0.30 wt%，余量为Fe的轴承钢铸坯锭型偏析缺陷形态。
[0015]取5克三硝基苯酚、10克三氯化铁固体药剂置于一玻璃容器中，加入蒸馏水200毫升，将固体药剂溶化。搅拌均匀后加入20毫升硝酸、搅拌均匀，再加入20毫升盐酸，搅拌均匀后再将150毫升蒸馏水加入其中。充分搅拌，完成冷蚀剂的配制。
[0016]将钢坯横截面试样表面加工成粗糙度为Ra < 0.16 μ m的