1.工艺流程

    不锈钢件上挂→化学除油(常规碱性化学除油或表面活性剂除油)→热水洗→流水洗→第一步酸洗→流水洗→第二步酸洗→流水洗→转入下道工序(如:化学着色→回收→流水洗→硬化处理→流水洗→封闭处理→流水洗→干燥→成品

2.第一步酸洗工艺

    第一步酸洗的主要目的是除去焊接处和焊缝的黑皮和夹杂物及部分氧化皮,经优化筛选,确定的工艺规范如下:

    盐酸              300mL/L

    磷酸              60mL/L

    双氧水            120mL/L

    稳定剂            80mL/L

    表面活性剂        2mL/L

    θ                室温

    t                 1～2min

3.第二步酸洗工艺

    第一步酸洗处理后不能完全除尽氧化膜,表面附着一层灰色膜,光泽较差,必须经过第二步酸洗,除去表面灰色膜,使其达到近似镜面光亮,经优化筛选实验验证,采用如下工艺规范:

    氢氟酸         300mL/L

    硫酸           200mL/L

    双氧水         240mL/L

    双氧水稳定剂   80mL/L

    酸洗缓蚀剂     0.5g/L

    表面活性剂     2mL/L

    Θ             室温

    t              2～3min

4.各成分的作用

    1）盐酸和硫酸

    经热轧、锻造、铸造、热处理、焊接等高温作业加工的不锈钢件,其表面氧化皮为双层结构,奥氏体不锈钢的氧化皮外层以铁氧化物为主,内层以铁铬氧化物为主;而铁素体不锈钢均以铁氧化物为主,夹杂铁铬氧化物。在酸洗液中加入盐酸和硫酸,主要是去除不锈钢表面的铁氧化物,且浸蚀后表面质量良好。

    2）双氧水及其稳定剂

    双氧水具有很强的氧化性,可使不锈钢表面难溶于酸洗液的氧化物膜结构发生变化,增强酸洗效果。但双氧水不稳定,特别是溶液中有颗粒性杂质时,会加速其分解,必须加入双氧水稳定剂。本研究选用了醇类(乙醇、乙二醇、苯甲醇等)和酸类(苯甲酸、水杨酸、乙酸等)复配稳定剂,该稳定剂能大大提高双氧水的稳定性,且能改善酸洗效果。

    3）氢氟酸

    氢氟酸对难溶的铁铬氧化物、锰氧化物、钼氧化物具有较强的溶解能力,且氟离子是一种很好的络合剂,能与反应生成的金属离子形成络合离子,改善不锈钢表面质量,同时也能提高酸洗液的稳定性。

    4）表面活性剂

    表面活性剂能显著降低不锈钢表面与溶液的界面张力,提高酸洗液的浸蚀能力,处理后的表面洁净光亮。经过反复实验筛选,选用渗透能力较强的醇醚类非离子表面活性剂(JFC),组分为C₇～₉H₁₅～₁₉O(CH₂CH₂O)₅H。

    5）缓蚀剂

    加入缓蚀剂的目的是控制反应速度,防止过腐蚀,同时减少不锈钢的腐蚀损失。本研究选用了硫脲、硫氰酸铵、乌洛托品复配缓蚀剂,加入量为013～110g/L,其缓蚀效率可达到90%以上。

5.结论

    采用两步法酸洗处理工艺,研制成功了一种不锈钢氧化皮常温快速酸洗技术,处理后不锈钢表面洁净光亮,具有不褪色、不失光、不易泛黄等优点,酸洗液不含硝酸,无黄烟产生,环境污染小。