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(suan)洗的基本原理
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(chu)有去除(chu)氧化物的作用(yong)外,還會起(qi)到(dao)生成鈍化膜的作用(yong)。
氫氟酸(suan)只適用于(yu)奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的酸(suan)洗,不(bu)(bu)適用于(yu)馬氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼和鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的酸(suan)洗。
2. 不(bu)銹鋼酸(suan)洗(xi)的(de)常見(jian)酸(suan)洗(xi)液配方
不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)酸(suan)洗,應依據不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)種類的(de)不(bu)(bu)同及氧化物的(de)形(xing)態,采用(yong)不(bu)(bu)同的(de)酸(suan)洗液。下(xia)面介紹幾種常見的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)酸(suan)洗液成分配方。
①. 鹽酸(suan)(suan)-硝酸(suan)(suan)-氫(qing)氟(fu)酸(suan)(suan)溶液(低濃(nong)度型)
鹽酸(HCI,比重1.19):50mL/L
硝酸(HNO3,濃度65%):95mL/L
氫氟(fu)酸(HF,濃度40%):22mL/L
六次甲基四胺[(CH2)6N4]:2g/L
水(H2O)余量
使用(yong)溫度:<40℃
酸洗時間:3~10min
加入(ru)六(liu)次甲基四胺可起到緩蝕的(de)作用(yong)。
適用(yong)于經過熱壓、焊接加工,有(you)較厚氧化層(ceng)的不銹(xiu)(xiu)鋼件(jian)的酸(suan)洗。但不適用(yong)于馬(ma)氏體不銹(xiu)(xiu)鋼和鐵素(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼。
②. 鹽酸(suan)-硝酸(suan)-氫(qing)氟酸(suan)溶(rong)液(高濃度(du)型(xing))
鹽(yan)酸(HCI,比重1.19):100mL
硝酸(HNO3濃度65%):100mL
氫(qing)氟酸(HF濃度40%):50~60mL
水(H2O):50mL
使用溫度:15~40℃
酸洗時間:0.3~0.5min
這個溶液酸(suan)的(de)比例較高(gao),無緩蝕(shi)劑,所(suo)以作(zuo)(zuo)用(yong)比較強烈,適用(yong)于鑄(zhu)(zhu)造(zao)不(bu)銹鋼的(de)酸(suan)洗。因為(wei)不(bu)銹鋼鑄(zhu)(zhu)件表面的(de)氧(yang)化物中含有氧(yang)化硅、氧(yang)化鉻(ge)、氧(yang)化鎳等,在強酸(suan)溶液的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)下可以很(hen)好地起到清理的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)。
③. 鹽酸-硫酸溶液
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(yong)溫度:15~30℃
酸洗(xi)時間:3~5min
適用于不銹(xiu)鋼表面存在一(yi)層薄(bo)而致密的(de)氧(yang)化物膜的(de)酸洗。落液中含(han)有硫酸和(he)鹽酸,所(suo)以比單一(yi)酸的(de)酸洗效果好。加(jia)入六次甲(jia)基四胺可起到緩蝕(shi)的(de)作(zuo)用,加(jia)人雙氧(yang)水有利于氧(yang)化膜的(de)溶(rong)解和(he)去除。乙(yi)醇的(de)作(zuo)用是穩定雙氧(yang)水,使其充分發揮作(zuo)用。
④. 對(dui)于含鉻量(liang)較低的(de)Cr13型馬氏體(ti)不銹鋼,氧(yang)化物(wu)中主要(yao)含有(you)鉻的(de)氧(yang)化物(wu),這種(zhong)氧(yang)化物(wu)是酸性的(de),而且比奧氏體(ti)不銹鋼產生的(de)氧(yang)化層(ceng)更厚,所以(yi),有(you)的(de)采(cai)用(yong)(yong)硫酸-鹽酸預酸洗(xi),再用(yong)(yong)稀硝(xiao)酸清洗(xi)的(de)雙重工序(xu)。
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(shi)用(yong)溫度:室(shi)溫
酸洗時間:15~30min
此溶(rong)液(ye)中含有緩蝕劑,且鹽酸的(de)比例(li)較大,對(dui)氧化物的(de)去(qu)除作用較強,可有效地疏松鋼表面(mian)的(de)氧化物。
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。

