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(de)基本原理
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(wu)的作(zuo)用(yong)外,還會起到(dao)生成鈍化(hua)膜的作(zuo)用(yong)。
氫氟酸只適(shi)用(yong)(yong)于奧氏體不銹鋼的酸洗,不適(shi)用(yong)(yong)于馬氏體不銹鋼和(he)鐵(tie)素體不銹鋼的酸洗。
2. 不銹鋼(gang)酸洗(xi)的常見酸洗(xi)液配方(fang)
不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)酸(suan)洗(xi),應依據不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)種(zhong)類的(de)不同及氧化物的(de)形(xing)態,采用不同的(de)酸(suan)洗(xi)液。下(xia)面介紹幾種(zhong)常見的(de)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)酸(suan)洗(xi)液成分配方。
①. 鹽酸-硝酸-氫氟(fu)酸溶液(低(di)濃(nong)度型)
鹽酸(HCI,比重1.19):50mL/L
硝酸(HNO3,濃度65%):95mL/L
氫氟(fu)酸(suan)(HF,濃度(du)40%):22mL/L
六次甲基四胺[(CH2)6N4]:2g/L
水(H2O)余量
使用溫度:<40℃
酸洗時間:3~10min
加入(ru)六(liu)次甲基四胺可起(qi)到緩蝕的作用。
適(shi)用于經過熱壓、焊接加工(gong),有較厚氧化層的不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)件的酸洗。但不(bu)適(shi)用于馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。
②. 鹽(yan)酸(suan)-硝酸(suan)-氫氟酸(suan)溶液(高濃度型)
鹽酸(HCI,比(bi)重1.19):100mL
硝酸(HNO3濃度65%):100mL
氫氟酸(HF濃度(du)40%):50~60mL
水(H2O):50mL
使(shi)用溫度(du):15~40℃
酸洗時間:0.3~0.5min
這個溶液酸的比例較(jiao)高,無緩(huan)蝕劑,所以作(zuo)用比較(jiao)強烈,適(shi)用于鑄(zhu)造不(bu)(bu)銹鋼(gang)的酸洗。因為不(bu)(bu)銹鋼(gang)鑄(zhu)件(jian)表面的氧(yang)(yang)化(hua)物中含有氧(yang)(yang)化(hua)硅(gui)、氧(yang)(yang)化(hua)鉻、氧(yang)(yang)化(hua)鎳等,在強酸溶液的作(zuo)用下可(ke)以很好(hao)地起到清理的作(zuo)用。
③. 鹽酸(suan)-硫酸(suan)溶液
鹽酸(suan)(HCI,比重(zhong)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(yong)溫(wen)度:15~30℃
酸洗時間:3~5min
適用(yong)于(yu)(yu)不銹鋼表面存在一層(ceng)薄而致(zhi)密的(de)氧化(hua)物膜的(de)酸洗。落液中含有硫酸和鹽酸,所以(yi)比單(dan)一酸的(de)酸洗效果(guo)好。加(jia)入(ru)六次甲(jia)基四胺可起到緩蝕的(de)作用(yong),加(jia)人雙氧水有利于(yu)(yu)氧化(hua)膜的(de)溶解(jie)和去(qu)除(chu)。乙醇的(de)作用(yong)是穩(wen)定雙氧水,使其充分(fen)發揮(hui)作用(yong)。
④. 對(dui)于含鉻量較低(di)的Cr13型馬氏體不銹(xiu)鋼,氧(yang)化(hua)(hua)物中主要含有鉻的氧(yang)化(hua)(hua)物,這種氧(yang)化(hua)(hua)物是酸(suan)(suan)性的,而且比(bi)奧氏體不銹(xiu)鋼產生的氧(yang)化(hua)(hua)層更厚,所(suo)以,有的采(cai)用(yong)硫(liu)酸(suan)(suan)-鹽(yan)酸(suan)(suan)預酸(suan)(suan)洗,再用(yong)稀硝酸(suan)(suan)清(qing)洗的雙重工序(xu)。
a. 預酸(suan)洗(xi)
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(shi)用溫度(du):室溫
酸洗時間:15~30min
此溶液中含有(you)緩蝕劑(ji),且鹽酸的比(bi)例(li)較大,對氧(yang)化(hua)物(wu)的去除作用較強,可有(you)效地疏松鋼(gang)表面的氧(yang)化(hua)物(wu)。
b. 漂白(bai)酸洗
硝酸(HNO3,比重1.55):60mL/L
水(H2O):余量
使用溫(wen)度(du):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。