不銹鋼在生產制造過程中,尤其在熱加工生產過程中,如鑄造、銀造、熱軋、熱處理、焊接等,在無保護條件下加熱和保溫,會在工件表面生成不同程度的氧化物,嚴重的是氧化皮,輕微的有氯化膜。這些氧化物中依鋼種不同,含有鐵、鉻、鎳、鉬、碳等元素。常見的有FeO、Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、NiO、SiO,等,這些氧化物不僅對工件外觀產生影響,還會影響后岸加工,降低耐腐蝕性能,表面氧化層與基體的密度和熱膨脹系數不同,還會使工件表面存在應力等。所以,不銹鋼表面的氧化物應予以去除。依據不同的情況,可采用機械法、噴沙、酸洗等方法去除不銹鋼表面的氧化物。下面主要介紹在線亞洲日產一區二區:不銹鋼酸洗。
1. 酸洗的基本(ben)原理
目前,常見的酸洗用酸有硫酸(H2SO4)、鹽酸(HCI)、硝酸(HNO3)、氫氟酸(HF)等。根據不同的情況,有多種配方。除加入某些酸外,還有的應加入緩蝕劑等。以鹽酸為例說明酸洗的原理。
FeO+2HCl=FeCl2+H2O
Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
前三個化學反應的結果是使鐵的氧化物與酸作用,生成可溶于水的鹽類(FeCl3和FeCl2),而最后一個反應的結果是酸與基體作用產生氫氣(H2),氫氣生成在鋼的基體與氧化物之間,可促使氧化物與鋼的基體分離而剝落。
硝酸除有去除氧化(hua)物的(de)作用外,還會起到(dao)生成鈍化(hua)膜的(de)作用。
氫氟(fu)酸(suan)只(zhi)適用于奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)酸(suan)洗(xi),不(bu)(bu)(bu)適用于馬氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼和鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)酸(suan)洗(xi)。
2. 不銹鋼(gang)酸洗(xi)的常見酸洗(xi)液配方(fang)
不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)酸(suan)洗(xi)(xi),應(ying)依據(ju)不(bu)(bu)銹鋼(gang)種類的(de)不(bu)(bu)同(tong)及氧(yang)化物的(de)形態,采用不(bu)(bu)同(tong)的(de)酸(suan)洗(xi)(xi)液。下面(mian)介紹(shao)幾種常見(jian)的(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)酸(suan)洗(xi)(xi)液成分配方(fang)。
①. 鹽酸(suan)-硝酸(suan)-氫氟酸(suan)溶液(低濃度型)
鹽酸(HCI,比重1.19):50mL/L
硝酸(HNO3,濃度65%):95mL/L
氫氟酸(HF,濃度40%):22mL/L
六次甲基四胺[(CH2)6N4]:2g/L
水(H2O)余量
使(shi)用溫(wen)度:<40℃
酸洗時間(jian):3~10min
加入六次甲基四(si)胺可起(qi)到緩蝕(shi)的(de)作用。
適(shi)用(yong)于經過熱壓(ya)、焊接加(jia)工,有較厚氧(yang)化層的(de)不(bu)銹(xiu)鋼件的(de)酸洗。但(dan)不(bu)適(shi)用(yong)于馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼和(he)鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼。
②. 鹽酸(suan)-硝酸(suan)-氫(qing)氟(fu)酸(suan)溶液(高濃度型)
鹽酸(HCI,比重1.19):100mL
硝酸(HNO3濃度65%):100mL
氫氟酸(HF濃度40%):50~60mL
水(H2O):50mL
使用溫(wen)度:15~40℃
酸洗時間:0.3~0.5min
這個溶液酸(suan)的比例較(jiao)高,無緩蝕(shi)劑(ji),所以(yi)作用比較(jiao)強(qiang)烈(lie),適用于鑄造不銹鋼(gang)的酸(suan)洗。因為不銹鋼(gang)鑄件表面的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)中含有氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)硅、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鉻(ge)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎳等,在強(qiang)酸(suan)溶液的作用下可以(yi)很好地起到(dao)清理的作用。
③. 鹽酸-硫(liu)酸溶液
鹽酸(HCI,比(bi)重1.19):300mL/L
硫酸(H2SO4,比重1.84):210mL/L
乙醇(C2H5OH):120mL/L
六次甲基四胺[(CH2)6N4]:2~3g/L
雙氧水(30%H2O2):260mL/L
水(H2O):余量
使用溫(wen)度:15~30℃
酸洗(xi)時(shi)間(jian):3~5min
適用于(yu)不銹鋼表面存在一(yi)(yi)層薄而致密的(de)氧化(hua)物膜(mo)的(de)酸洗。落液(ye)中(zhong)含有硫(liu)酸和(he)鹽酸,所以比單一(yi)(yi)酸的(de)酸洗效果(guo)好。加(jia)入六次甲基四胺可(ke)起到緩蝕的(de)作用,加(jia)人雙氧水有利(li)于(yu)氧化(hua)膜(mo)的(de)溶(rong)解(jie)和(he)去除(chu)。乙醇的(de)作用是穩定雙氧水,使其(qi)充分發(fa)揮作用。
④. 對于含鉻量較低的(de)Cr13型(xing)馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼,氧(yang)化(hua)物中主要含有鉻的(de)氧(yang)化(hua)物,這種氧(yang)化(hua)物是酸(suan)性的(de),而且(qie)比(bi)奧氏(shi)體不(bu)銹鋼產生的(de)氧(yang)化(hua)層(ceng)更厚,所(suo)以,有的(de)采用硫酸(suan)-鹽酸(suan)預酸(suan)洗(xi),再(zai)用稀硝(xiao)酸(suan)清洗(xi)的(de)雙(shuang)重(zhong)工序。
a. 預酸洗
硫酸(H2SO4,比重1.84):27mL/L
鹽酸(HCl、比重1.19):310mL/L
六次甲基四胺[(CH2)6N4]:3~5g/L
水(H2O):余量
使用溫(wen)(wen)度:室溫(wen)(wen)
酸(suan)洗時間:15~30min
此溶(rong)液中(zhong)含有(you)緩蝕劑,且鹽(yan)酸的比(bi)例較大(da),對(dui)氧化(hua)物的去除(chu)作用(yong)較強,可有(you)效(xiao)地疏松鋼(gang)表(biao)面的氧化(hua)物。
b. 漂白酸洗
硝酸(HNO3,比重1.55):60mL/L
水(H2O):余量
使用溫(wen)度:室溫(wen)~50℃
通過漂白酸洗,可以使反應物較容易地從工件表面除去。硝酸是一種很強的氧化性酸,在反應過程中放出的氧原子使不銹鋼表面重新形成三氧化二鉻(Cr2O3)薄膜,使工件表面潔凈且提高其耐蝕性能。從漂白酸洗的原理和結果可見,這實際上是一個不銹鋼的鈍化過程。

