不锈钢具有强度高、耐蚀性强、耐热性好等优点,广泛应用于石化、电子、医疗、住宅装饰等领域。但不锈钢在冶炼、热轧、热处理等过程中,表面易形成一层氧化皮。不锈钢表面存在的氧化皮结构致密,与基体附着力强,在之后的钝化、电镀、着色等装饰处理之前必须首先要清除干净。本文将会详细介绍不锈钢氧化皮及其清除方法。【环保型不锈钢清洗剂】
一、不锈钢氧化皮
1、产生的原因
钢在加热时,铁与氧或铁与燃料燃烧时的生成物 (CO2、H2O等) 的化学作用, 而形成一层氧化层,称为氧化皮。由于氧化铁皮和钢的膨胀系数不一致,故疏松而易于脱落,同时氧化铁皮的熔点(1300~1350℃)较低,致使钢在高温下加热时,氧化铁皮的脱落或熔化会暴露出金属的表面,因而使氧化继续不断地加速进行。
2、化学组成
不锈钢内含有铬、镍、铁、少量的碳和硅,可能存在锰、钛,钼、钨等元素,在经过冶炼、熔铸、热轧、热处理、焊接等工艺过程中,不可避免地会生成氧化皮,氧化皮组成物中存在着多种多样的氧化物结构。【环保型不锈钢清洗剂】
3、复杂性
不锈钢氧化皮结构的复杂性使氧化皮的完整性受到破坏,不完整性包括膜的晶体结构和电子结构的不均匀性。不完整的氧化皮不但没有装饰性外观,而且使金属表面电化学腐蚀加快。氧化膜中新的氧化物的形成,由于体积差异,会在金属表面产生应力,氧化物与基体的热膨胀系数不同,也会产生相应的应力。表面应力的存在加快了表面的应力腐蚀。因此,不锈钢表面因各种原因形成的不完整的氧化物、氧化皮有害无益。去除不锈钢表面的这些氧化皮对顺利进行下道工序加工,防止不锈钢表面腐蚀,保持表面光洁,延长不锈钢零部件使用寿命,具有重要的实际意义。
4、危害性
氧化皮的产生,除了造成钢材大量损失外,还将引起许多不良后果,主要有:(1)氧化皮使锻件表面粗糙。锻造时,如果将氧化皮压入锻件内,严重的会成为废品。(2)清除氧化皮需要增加一些额外的辅助工序及设备。(3)氧化皮有较高的硬度,锻造时不但增加了变形能量的消耗,而且会加速锻模的磨损,降低使用寿命。(4)氧化皮对耐火砖起化学腐蚀作用,使加热炉炉底过早损坏。【环保型不锈钢清洗剂】
二、不锈钢氧化皮普遍清除方法
1、三酸(硫酸+硝酸+盐酸)酸洗:三酸酸洗是将三种酸按一定的比例配制而成,是去除不锈钢氧化皮比较有效的一种酸洗方法。三酸酸洗方法可以顺利去除不锈钢氧化皮,但缺点是由于酸洗过程中有二氧化氮大量析出,恶化劳动条件,污染了环境。另外酸洗过程易产生过酸洗现象,所以不提倡广泛应用这种方法去除供应氧化皮。
2、硝酸+氢氟酸酸洗:该方法是不锈钢酸洗的较好方法之一。常用配比如下:氢氟酸(HF)4%—6%、 硝酸(HNO3)8%—12% 使用温度50—600C 酸洗时间要依钢料表面上氧化皮情况而定:一般为20—40分钟。操作过程一定要勤翻勤看,防止过酸洗现象。 优点是:这种酸洗法酸洗速度快、易操作、质量也好,但缺点是:氢氟酸毒性大,需要良好通风条件及废水处理条件。
3、碱煮——酸洗复合法:主要是为了克服三酸酸洗的弱点。这种复合方法不仅可改善酸洗质量,而且金属消耗也较少。碱煮可以松动氧化皮,然后再用酸洗法去除氧化皮。碱煮液的成分一般采用氢氧化钠(NaOH)和硝酸钠的混合液。碱煮的时间同产品的钢种、规格、数量、氧化皮状态等有关。碱煮后的钢材应立即浸入水槽中爆去氧化皮,然后再用三酸酸洗法去除氧化皮。特别需要注意的是:碱煮的钢料应是干燥的、无水的,以避免热碱液溅伤人。操作过程需谨慎细心,必须多观察,多记录表面的变化。达到安全操作的目的。酸洗则采用HNO3∕HF混酸酸洗法。国内的典型工艺流程如下: 预热—氧化型碱煮—淬水—水洗—预酸洗—水洗—混酸酸洗—高压水冲洗—钝化—水洗—中和。【环保型不锈钢清洗剂】
三种方法比较下来,碱煮——酸洗复合法看起来是最好的选择,但是这种方法依旧需要用到硝酸或氢氟酸并且工序复杂……
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