1.工藝流程

    不銹鋼件上掛→化學除油(常規堿性化學除油或表面活性劑除油)→熱水洗→流水洗→第一步酸洗→流水洗→第二步酸洗→流水洗→轉入下道工序(如:化學著色→回收→流水洗→硬化處理→流水洗→封閉處理→流水洗→干燥→成品

2.第一步酸洗工藝

    第一步酸洗的主要目的是除去焊接處和焊縫的黑皮和夾雜物及部分氧化皮,經優化篩選,確定的工藝規范如下:

    鹽酸              300mL/L

    磷酸              60mL/L

    雙氧水            120mL/L

    穩定劑            80mL/L

    表面活性劑        2mL/L

    θ                室溫

    t                 1～2min

3.第二步酸洗工藝

    第一步酸洗處理后不能完全除盡氧化膜,表面附著一層灰色膜,光澤較差,必須經過第二步酸洗,除去表面灰色膜,使其達到近似鏡面光亮,經優化篩選實驗驗證,采用如下工藝規范:

    氫氟酸         300mL/L

    硫酸           200mL/L

    雙氧水         240mL/L

    雙氧水穩定劑   80mL/L

    酸洗緩蝕劑     0.5g/L

    表面活性劑     2mL/L

    Θ             室溫

    t              2～3min

4.各成分的作用

    1）鹽酸和硫酸

    經熱軋、鍛造、鑄造、熱處理、焊接等高溫作業加工的不銹鋼件,其表面氧化皮為雙層結構,奧氏體不銹鋼的氧化皮外層以鐵氧化物為主,內層以鐵鉻氧化物為主;而鐵素體不銹鋼均以鐵氧化物為主,夾雜鐵鉻氧化物。在酸洗液中加入鹽酸和硫酸,主要是去除不銹鋼表面的鐵氧化物,且浸蝕后表面質量良好。

    2）雙氧水及其穩定劑

    雙氧水具有很強的氧化性,可使不銹鋼表面難溶于酸洗液的氧化物膜結構發生變化,增強酸洗效果。但雙氧水不穩定,特別是溶液中有顆粒性雜質時,會加速其分解,必須加入雙氧水穩定劑。本研究選用了醇類(乙醇、乙二醇、苯甲醇等)和酸類(苯甲酸、水楊酸、乙酸等)復配穩定劑,該穩定劑能大大提高雙氧水的穩定性,且能改善酸洗效果。

    3）氫氟酸

    氫氟酸對難溶的鐵鉻氧化物、錳氧化物、鉬氧化物具有較強的溶解能力,且氟離子是一種很好的絡合劑,能與反應生成的金屬離子形成絡合離子,改善不銹鋼表面質量,同時也能提高酸洗液的穩定性。

    4）表面活性劑

    表面活性劑能顯著降低不銹鋼表面與溶液的界面張力,提高酸洗液的浸蝕能力,處理后的表面潔凈光亮。經過反復實驗篩選,選用滲透能力較強的醇醚類非離子表面活性劑(JFC),組分為C₇～₉H₁₅～₁₉O(CH₂CH₂O)₅H。

    5）緩蝕劑

    加入緩蝕劑的目的是控制反應速度,防止過腐蝕,同時減少不銹鋼的腐蝕損失。本研究選用了硫脲、硫氰酸銨、烏洛托品復配緩蝕劑,加入量為013～110g/L,其緩蝕效率可達到90%以上。

5.結論

    采用兩步法酸洗處理工藝,研制成功了一種不銹鋼氧化皮常溫快速酸洗技術,處理后不銹鋼表面潔凈光亮,具有不褪色、不失光、不易泛黃等優點,酸洗液不含硝酸,無黃煙產生,環境污染小。