由于不锈钢铸件具有优良的耐蚀性、耐磨性、强延展性和优良的生产加工特性,广泛应用于航空航天、深海、军工、化工厂、电力、日用品、家具、设计装饰、交通运输等领域。 。 在其他行业中,行业前景广阔,不锈钢的酸洗、钝化处理是不锈钢制造和产品生产加工中不可缺少的一部分。 不锈钢酸洗工艺中使用的酸洗剂一般为多种酸性化合物,主要有盐酸、氰化钠和盐酸等。 这种混合酸具有很强的腐蚀性并具有很强的还原性。 蚀刻材料的温度也比较高,这对防腐涂层的耐腐蚀性能提出了非常高的要求。
一、不锈钢铸件酸洗钝化的基本原理
不锈钢酸洗钝化的基本原理是利用酸性和碱性液体去除预处理后的不锈钢板表面的金属氧化皮。 常见的有FeO、Fe2O3、Fe3O4、Cr2O、NiO、SiO2等,通过去除表面的金属氧化物而得到。 ,赋予其愉快的光滑度。 酸洗常用的酸有盐酸、硫酸、氰化钠、盐酸等,混酸配方也有几种,有时还添加脱硫剂。 以硫酸为例说明酸洗钝化的基本原理。
FeO+2HCl=FeCl2+H2O
Fe3O4+8HCl=FeCl3+FeCl2+H2O
Fe2O3+8HCl=FeCl3+FeCl2+H2O
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
酸洗钝化生产线
前三个化学变化的结果是氧化铁与酸反应生成能溶解水的酸盐(FeCl3和FeCl2),而最后一个反应是酸具有产生氡气的正常功能,即转化为钢和金属氧化物之间,可以使金属氧化物和钢分离、脱落。 氰化钠除了具有去除金属氧化物的作用外,还具有产生钝化膜的作用。 盐酸仅适用于马氏体不锈钢的酸洗钝化,不适用于奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的酸洗钝化。
2、酸洗钝化工段生产工艺
酸洗钝化的原材料有带洗、管洗、板洗、线洗等,无论是哪一种酸洗钝化处理技术,不锈钢酸洗钝化生产线处理技术范围从制造到污水和有机物废气收集系统。 软件中的重要环节受到强烈腐蚀。 因此,防腐涂料选择的好坏,直接关系到设备、工厂地面、管沟、污水、有机废气环保收集系统等的正常使用。以下是工厂常见的酸洗工艺:
→原酸储备→预清洗工段(约3.5米)→盐酸酸洗钝化工段(约12米)→HF+HNO3混合酸酸洗钝化工段(约14米)→清洗工段(三段,约8米))→干燥段(约4米)→废酸收集→污水有机废气处理系统。
根据酸洗工艺的上述步骤,需要进行腐蚀处理的关键区域是:
(1)酸(洗)钢干燥槽及服务平台; (2)酸回路系统(包括新酸系统、吸酸系统、废酸系统的储罐及管道); (3)有机气体收集系统(包括罐盖、收集管道); (4)车间混凝土地面(含设备基础地面)、管沟、地坑。
不锈钢管酸洗钝化
三、不锈钢酸洗工艺中的浸蚀物质及常用酸洗剂的秘方
在不锈钢酸洗过程中,每个阶段都含有不同的腐蚀性物质。 某钢厂提供的酸洗剂物质如下:
(1)原酸溶液
盐酸:罐内液体浓度值为150~300g/L,温度为 ,源液浓度值为98%;
氰化钠:罐内液体浓度100~200g/L,温度65%,源液浓度65%;
盐酸:罐内液体浓度40~60g/L,温度70%,源液浓度70%。
(2) 混酸
氰化钠、盐酸:罐内液体浓度值为40~60g/L,温度为。
(3)污水
酸碱性污水含有多种重金属离子、酸式盐和氟离子。
(4)有机废气
含有HF和NOx的有机废气。
从以上材料标准可以看出,材料的腐蚀很强,特别是盐酸和氰化钠的浓度和温度都比较高,具有很强的还原性。 因此,酸洗过程中储存和使用材料的设备对耐腐蚀材料的要求非常高。
几种酸洗剂的秘方:
(1)硫酸-氰化钠-盐酸水溶液(低浓度型)
硫酸(HCl,比例1.19):50 mL/L,氰化钠(HNO3,浓度65%):95mL/L,盐酸(HF,浓度40%):22mL/L,六倍羟四胺[(CH2)6N4 ]:3g/L,水容量,使用温度:<40℃,酸洗钝化时间:3~10min。
此工艺适用于经过压制和焊接且氧化层较厚的不锈钢零件的酸洗和钝化,但不适用于奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢。
(2)硫酸-氰化钠-盐酸水溶液(高浓度型)
硫酸(HCl,比例1.19):100mL/L,氰化钠(HNO3,浓度65%):100mL/L,盐酸(HF,浓度40%):50~60mL/L,水容量:50米L,使用温度:15~40℃,酸洗钝化时间:0.3~0.5min。
该水溶液酸含量高,且不含脱硫剂,因此效果较佳,适用于锻造不锈钢铸件的酸洗、钝化。 由于不锈钢铸件表面的金属氧化物中含有二氧化硅、氧化铬、氧化镍等,在强碱性溶液的作用下能起到很好的清洗效果。
(3)硫酸-硫酸溶液
硫酸(HCl,比例1.19):300mL/L,盐酸(H2SO4,比例1.84):210ML/L,乙醇:120ML/L,六羟基四胺[(CH2)6N4]:2~3g/L,过氧化氢(30 %H2O2):260ML/L,水容量,使用温度:15~30℃,酸洗钝化时间:3~5min。
适用于不锈钢表面有薄而高密度金属氧化膜的酸洗钝化。 水溶液中含有盐酸和硫酸,因此酸洗钝化效果比单一酸好很多。 六羟基四胺的添加可起到缓蚀作用,双氧水的添加有利于氧化膜的溶解和去除。 乙醇的作用是稳定过氧化氢,使其充分发挥其功效。
我国典型的不锈钢酸洗工艺技术包括碱浸和酸洗钝化两个系统,称为碱酸复合酸洗钝化。 碱浸多采用NaOH+NaNO3氧化法,酸洗钝化采用HNO3+HF混合酸洗法。 我国不锈钢氧化皮去除的典型生产工艺流程:淬火态Cr不锈钢、固溶态Cr-Ni不锈钢→加热→空气氧化碱浸→淬火→水洗→预酸洗钝化→水洗→混合酸洗钝化→高压水清洗→钝化处理→水清洗→中和。 目前国内广泛采用开放式酸洗钝化生产线,采用空气氧化碱浸+混酸(HNO3+HF或H2SO4+NaNO3+NaCl)酸洗工艺对不锈钢金属表面处理。
四、不锈钢酸洗钝化时应注意的问题
(1)酸洗剂的选择。 为保证不锈钢铸件表面金属氧化物的酸洗钝化效果,减少酸洗钝化后的副作用,应根据不锈钢的种类和氧化程度,有效选择酸洗剂,主要酸洗、钝化的目的。 。
对于奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢,不必使用含盐酸的酸洗钝化液,以避免过度腐蚀。 可以选择带有脱硫剂的酸洗剂,以减少或避免过度腐蚀的后果。 。
当需要去除严重且厚的金属氧化物时,可以使用高浓度的酸。 相反,可以使用小浓度的酸。 如果是第一次使用不锈钢酸洗工艺,最好先进行实验比较,以确定最佳的酸洗钝化方法。
(2)在实际酸洗钝化操作中,在酸洗钝化前还应对产品工件表面进行清理、水洗、脱脂处理。 酸洗钝化后还应进行水清洗,甚至中和处理等,以保证酸洗钝化后的产品工件表面残留酸或其他有碍产品工件工艺性能的残留物。
(3) 酸洗和钝化并非适用于所有不锈钢和在所有情况下。 例如,经过热处理硬化的不锈钢、经过热处理淬火的奥氏体不锈钢、经过氮化处理的不锈钢、经过耐磨喷焊的不锈钢、带细孔的不锈钢等。不适合酸洗和钝化。 。
(4)不锈钢在生产过程中会出现黑色、黄色的氧化皮。 为了改善不锈钢的外观和耐腐蚀性,加工后的不锈钢必须进行磷化处理。 去除焊接和高温加工产生的氧化皮,使其银白色、光亮,并在处理表面形成以铬为主要物质的氧化膜,不会引起二次氧化腐蚀。 达到钝化处理的目的,从而提高不锈钢制品的表面防腐质量,延长设备的使用寿命。
不锈钢酸洗钝化产品
(5)不锈钢铸件在酸洗、钝化过程中,金属体内会吸附一定量的氢原子,容易产生脆响。 因此,对于高韧性不锈钢或有特殊要求时,应进行酸洗和钝化。 清洗、钝化后,应采用除氢处理。
(6)各种酸具有极强的腐蚀性和挥发性。 因此,在配制和使用酸洗剂时,应注意操作规程,采取安全预防措施,确保人身安全和设备安全。