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一、鋼鐵表面除銹
(一)化學(xué)除銹原理化學(xué)除銹又稱酸洗除銹，主要是利用酸等化學(xué)物質(zhì)的溶液與其表面的銹層(氧化物)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成可溶或不溶性的金屬鹽，從而達到除銹的目的。鋼鐵表面銹層、氧化皮的主要成分是鐵的氧化物Fe203、Fe304和Fe0等，在酸液的作用下，發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)：
Fe304+8H+→Fe2++2Fe3++4H20
Fe203+6H+→2Fe3++3HzO
FeO+2H+→Fe2++H20
酸液在與鐵的氧化物反應(yīng)的同時，也會與基體上的鐵發(fā)生反應(yīng)并析出氫氣。
Fe+2H+→Fe2++H2↑
反應(yīng)析出的氫氣從鋼表面逸出時，對銹層、氧化層起到剝離的作用，進入溶液時則起到攪拌酸液的作用。此外，析出的氫氣還可以將Fe203、Fe304中高價的鐵還原成易溶的低價鐵，有利于氧化物的溶解和難溶氧化物的機械剝離作用，加快除銹的速度，提高除銹的效率和質(zhì)量，其反應(yīng)式為：
Fe203+4H++2(H) →2Fe2++3H20
Fe304+6H++2(H) →3Fe2++4H20
(二)鋼鐵除銹溶液的組成配方及工藝條件鋼鐵材料種類繁多，不同類型的材料其所含元素的種類和含量都有差別。因此，鋼鐵工件化學(xué)除銹溶液的成分、配方及工藝條件應(yīng)根據(jù)不同的種類來選擇，以便得到最佳的除銹效果。鋼鐵工件的常用除銹液配方及工藝條件見表2-25、表2-26。
表2·25普通碳鋼常用的化學(xué)除銹液配方及工藝條件
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配方組分及工藝條件 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
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硫酸／(g／L) 鹽酸／(g／L) 磷酸(H3P04)/(g/L) 鉻酸/(g/L) 氫氟酸 氯化鈉/(g/L) 六亞甲基四胺 [(CH2)6N4]/(g/L) 若丁/(g/L) KC緩蝕劑／(g／L) 十二烷基磺酸鈉(g／L) 三乙醇胺／(g／L) 水 溫度／℃ 時間／min 備注 |
75～100 110～150 200～500 3～5 20～60 5～50 適用于鋼及鑄鋼件 除銹 |
150～200 200～300 200～300 3 10 2 15～25 2～5 |
8.5％ 15％ 余量 85～95 2 除輕銹，適用于精密零件、軸承除銹 |
15 150 80～90 幾分鐘 適用于精密零件、儀表零件除 銹，對粗 糙度影響 不大 |
10％(體 積分數(shù)) 10％(體 積分數(shù)) 80％(體 積分數(shù))室溫或加熱 氧化物 不多的鋼 鐵件 |
100～200 100～200 0～0.5 40～60 5～20 氧化皮的 中高碳 鋼、低合 金鋼 |
150～360 室溫 1～5 表面光亮 少銹和有氧 化皮的中高 碳鋼，有氧 化皮的彈簧 或高強度拉 力鋼。對于 彈簧件酸洗 時，可加入 6～ 六亞甲基 四胺 |
表2—26鑄鐵及合金鋼常用的化學(xué)除銹液配方及工藝條件
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配方組分及工藝條件 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 | |
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預(yù)浸 |
酸洗 | |||||||
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硫酸／(g／L) 鹽酸／(g／L) 硝酸／(g／L) 冰醋酸／(g／L) 氫氟酸／(g／L) 氯化鈉 六亞甲基四胺 E(CH2)6N4]／(g／L) 硫脲 若丁／(g／L) 苯胺／(g／L) 磺化煤焦油／(mL／L) 水 溫度／℃ 時間／min |
75％ 25％ 室溫 至粘砂氧化物除盡 |
100 10～20 30～ 至氧化物除盡 |
18％～ 20％ 4%～5% 0.3％～0.5% 余量 65～80 25～40 |
350 0.8 0.8 0.3 30～50 60 |
12～28 0.8～120 1～2 40～50 10～20 |
230 270 10 50～60 |
450 50 10 30～50 0.1 |
100～ 200 100～ 200 0～O．5 40～60 5～20 |
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備注 |
鑄鐵 |
鑄鐵 |
用于處理鑄鐵及大塊氧化皮。若鑄鐵表面有型砂，可加入2.5％氫 氟酸 |
鑄鐵大塊氧化皮除 銹 |
適用于高合金鋼除 銹 |
合金鋼 |
有氧化皮的中高碳 鋼、低合 金鋼 | |
(三)鋼鐵氧化皮酸洗溶液配方及工藝條件
鋼鐵材料在熱軋過程中會產(chǎn)生較致密的黑色氧化皮，其主要成分是Fe304。這種氧化皮結(jié)構(gòu)致密，與基體結(jié)合也很緊密，雖然對鋼鐵本身有一定保護作用，但在加工及運輸?shù)冗^程中已有局部破損，所以不管是用于電鍍或著色保護等用途，都必須要先清除這層氧化皮，否則后續(xù)工序無法進行。清除熱軋氧化皮可用酸液浸洗。鋼鐵件常用的清除氧化皮配方及工藝條件見表2—27。
表2—27清除鋼鐵件氧化皮的溶液配方及工藝條件
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配方組分及工藝條件 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
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硫酸／(g／L) 鹽酸／(g/L) 硝酸 磷酸(H3P04) (g／L) 六皿甲基四胺(g／L) 硫脲／(g／L) 若丁／(g／L) 三乙醇胺／％ OP-10／％ 水 溫度／℃ 時間／min 備注 |
200～250 2～3 30～50 至黑皮 除盡 有黑皮的鋼鐵件 |
150～200 1～3 30～40 至黑皮 除盡 有黑皮的鋼鐵件 |
15％(體 積分數(shù)) 30％(體 積分數(shù)) 5％(體 積分數(shù)) 室溫 至黑皮 除盡 有黑皮的鋼鐵件、沖 壓件 |
100～250 0.3～O．5 50～70 ≤60，至 除盡 有氧化皮的低碳鋼 |
10％ 20％ 1.05％ 0.15 0.2 余量 室溫 至黑皮 除盡 有氧化皮的鋼鐵件 |
濃 15～30 除盡 為止 有黑 皮的一般鋼鐵件或沖壓件 |
200mL／L 480mL／L 室溫 10 經(jīng)熱處理(淬火)后的厚氧化皮的鋼鐵件 |
100～200 100～200 0～0.5 40～60 5～20 有氧化皮的中高碳 鋼、低 合金鋼 |
(四)不銹鋼的酸洗除銹
不銹鋼的酸洗應(yīng)根據(jù)氧化膜的厚薄不同進行不同的處理，如對于薄的氧化膜，只要通過一次酸洗就可以了，并可獲得光亮的表面。若氧化皮較厚時，只用酸洗浸泡表面粗糙，所以最好先用機械法或熔融堿處理過，待氧化皮基本清除后，再進行酸洗。
某工廠對不銹鋼制品(主要是熱作件與焊縫)的酸洗采用酸洗法或刷洗，對小件制品采用浸洗法。浸洗液配方如下：HCl 30％(體積分數(shù))+HNO3 5％(體積分數(shù))+緩溶劑2％(5％牛皮膠溶在95％H2 S04中)+H20至100％，溫度于室溫，浸泡時間25～50min，對工件無腐蝕，效果好。對于大件制品，當(dāng)無法進行浸洗的情況下可以用刷洗，刷洗液的配方為：HCl 50％(體積分數(shù))+H2050％(體積分數(shù))，溶液為室溫，刷洗效果也不錯。
