不銹鋼管氧化皮的清除方法主要有機械法、化學法和電化學法。機械法在第一章中的磨光、拋光、滾光等諸節中已闡述。由于不銹鋼管氧化皮組成的復雜性,要使鋼管表面氧化皮清除干凈,又要使表面達到高度清潔和平整,并非易事。清除不銹鋼氧化皮一般要分兩步進行,第一步為預處理,第二步為去灰渣。
1. 不銹鋼管氧化皮預處理
預處理(li)使氧(yang)化(hua)皮變得疏松,然(ran)后再進行(xing)酸洗(xi),易于除(chu)去。預處理(li)又可分為下列方法(fa)。
a. 堿性(xing)硝酸鹽熔融處理法(fa)
堿性熔(rong)(rong)(rong)融(rong)物含(han)(han)有氫氧(yang)化(hua)物87%(質量(liang)分數),硝(xiao)酸(suan)鹽13%(質量(liang)分數),熔(rong)(rong)(rong)融(rong)鹽中兩者的比(bi)例應(ying)嚴格控制,使熔(rong)(rong)(rong)融(rong)鹽具有最(zui)強的氧(yang)化(hua)力、最(zui)低的熔(rong)(rong)(rong)點和最(zui)小(xiao)的黏(nian)度。在生產過程中只分析硝(xiao)酸(suan)鈉含(han)(han)量(liang)不(bu)少于(yu)8%(質量(liang)分數)。在鹽浴(yu)爐中進行(xing)處理,溫度為(wei)450~470℃,時間(jian)對鐵素體不(bu)銹鋼(gang)(gang)為(wei)5分鐘,奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)為(wei)30分鐘。
在預(yu)處理(li)過(guo)程(cheng)中,鉻的(de)氧化物與堿發生反(fan)應,生成物是亞鉻酸鈉:
Cr2O3+2NaOH→2NaCrO2+H2O
生成的亞鉻酸鈉(NaCrO2)再被硝酸鈉氧化,轉變為易溶于水的鉻酸鈉(Na2CrO4).反應式如下:
2NaCrO2+3NaNO3+2NaOH→2Na2CrO4+3NaNO2+H2O↑
同樣(yang),鐵的(de)氧(yang)化物(wu)和尖晶(jing)石也可(ke)被硝酸(suan)鹽(yan)氧(yang)化,變(bian)成(cheng)疏松的(de)三價的(de)氧(yang)化鐵,易被酸(suan)洗時(shi)除去。
2FeO+NaNO3→Fe2O3+NaNO2
2Fe3O4+NaNO3→3Fe2O3+NaNO2
2FeO·Cr2O3+NaNO3→Fe2O3+2Cr2O3+NaNO2
由于(yu)高溫作(zuo)用(yong),形成的(de)氧化物部分剝落,以沉渣的(de)形式沉入浴(yu)爐底(di)。堿性硝酸鹽熔融(rong)預處理(li)工藝(yi)流程:蒸氣除油(you)→預熱(150~250℃,時間20-30分鐘)→熔融(rong)鹽處理(li)→水淬→熱水洗。
熔融鹽(yan)處理不適于有焊縫間(jian)隙(xi)或卷(juan)邊的(de)組合件。零件從(cong)熔融鹽(yan)爐取出(chu)后(hou)水(shui)淬時(shi),會濺(jian)起(qi)一股帶刺激性的(de)堿(jian)、鹽(yan)霧,故(gu)水(shui)淬時(shi)應采用深井式防濺(jian)水(shui)淬槽,見圖2-1。水(shui)淬時(shi)先將零件筐吊入槽內,停(ting)在水(shui)平面上方(fang),關閉槽蓋(gai),再把(ba)零件筐降到(dao)水(shui)中,直到(dao)淹沒(mei)即可。
b. 堿性高錳(meng)酸鉀預處理
處(chu)理液中含有氫氧化鈉100~125g/L,碳酸鈉100~125g/L,高(gao)錳(meng)酸鉀(jia)(jia)50g/L,溶液溫度(du)95~105℃,處(chu)理時間2~4小時。堿性高(gao)錳(meng)酸鉀(jia)(jia)的(de)(de)處(chu)理效(xiao)果雖不如熔融鹽處(chu)理,但其優點是適(shi)用于(yu)有焊(han)縫或卷邊的(de)(de)組(zu)合件。
c. 浸漬法預處理
為使氧(yang)化(hua)皮松動,直接(jie)采用下(xia)列(lie)強(qiang)酸浸漬(zi)預(yu)處(chu)理,為防止酸對基體金屬的溶解(jie),要(yao)嚴(yan)格控(kong)制酸浸時間和酸液(ye)溫度。浸漬(zi)法酸液(ye)預(yu)處(chu)理法所用溶液(ye)成(cheng)分及工藝(yi)條件見表(biao)2-2。
2. 不銹鋼去灰渣
不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)氧化皮從鹽浴爐出(chu)來后鋼管(guan)表面上剩下(xia)的氧化物灰渣可在下(xia)列溶(rong)液中(zhong)去除(見表 2-4 )
3. 除氫
不銹(xiu)鋼管在酸洗過程中有一(yi)定量的氫原(yuan)子吸附在基體內,易造成氫脆(cui)現象。對高強度不銹(xiu)鋼管要進(jin)行除氫處理。除氫方法如下:
a. 堿性溶液陽極電解法
在氫氧化鈉(na)50~60g/L,碳(tan)酸鈉(na)10~20g/L,磷(lin)酸三鈉(na)50~60g/L,硅酸鈉(na)10~20g/L,溫(wen)度(du)80℃的溶(rong)液中,在陽極上,電流密度(du)10A/d㎡,時間10分鐘,可有(you)效去除(chu)吸(xi)附在表(biao)面上的氫。
b. 加熱(re)法
即將不銹鋼零(ling)件放在烘(hong)箱內在200℃溫度時烘(hong)1~2小時以去(qu)除氫。