金属表面化学除锈法
化学除锈是利用酸对铁锈氧化物的溶解作用进行的酸洗处理,主要采用盐酸、硫酸、硝酸、磷酸及其他有机酸和氢氟酸的复合酸液。
化学除锈的原理:钢铁表面的锈蚀物基本由FeO,Fe2O3和Fe3O4组成,是钢铁在外界的腐蚀环境下氧化造成的,以硫酸处理除锈为例,其反应机理如下:
FeO+H2SO4→Fe SO4+H2O (1)
Fe2O3+3 H2SO4→Fe2(SO4)3+3 H2O (2)
Fe3O4+4 H2SO4→F e SO4+ Fe2(SO4)3+4 H2O (3)
Fe+H2SO4→F e SO4+H2↑ (4)
通常反应(1)比较容易进行,而反应(2)与反应(3)相对较慢。因为氧化铁与磁性氧化铁在酸中不易溶解,但当他们与铁同时存在会组成腐蚀电池,铁为阳极,发生反应(4)。与氧化铁接触的铁首先溶解生成氢气,通过氢气外逸的压力使氧化皮从制件表面脱落。但由于酸对钢铁的腐蚀作用,同时生成的氢气会渗入到金属内部易产生氢脆,降低金属的韧性、塑性,通常在酸液中加入缓冲剂、润湿剂等加以改善。
酸洗液,硫酸酸洗时,金属过腐蚀严重,同时产生大量氢气,易造成材料氢脆;另外,有部分作为氢气泡从表面逸出,对铁锈层产生机械剥落作用,块状锈渣沉底形成淤泥,使槽子的清理工作量加大。硫酸除锈由于成本低、酸雾小,工业应用也比较广泛,尤其是用于除重锈和氧化皮。
酸洗缓蚀剂,在酸洗除锈时,大量金属亦被溶解,造成材料损失,因此除锈液除酸质外,还应添加腐蚀剂,除锈液中的缓蚀剂应满足下列要求:缓蚀效率高(大于90%)不得有促进渗氢作用。不影响除锈能力。用量少,使用简便、安全。
酸洗润湿剂。在酸洗液中添加少量的表面活性剂能够起到润表面,增加酸洗液同表面接触,可大大改善酸洗过程,缩短酸洗时间,提高酸洗质量作用。
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