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B. 除銹有幾種方法
除銹通常採用酸洗法。在酸洗過程中,常用的酸包括無機酸,如鹽酸、硫酸和磷酸,同時還會使用酸洗緩蝕劑以減少金屬的溶解和基體金屬的腐蝕。對於特殊鋼和非鐵金屬,則更多使用混合酸或草酸、鉻酸、檸檬酸等。(1)硫酸酸洗
硫酸酸洗是鋼鐵製品除銹中常見的方法。通常使用98%的濃硫酸,並經過稀釋後使用。硫酸的濃度不同,其除銹能力也會有所不同。此外,溫度對除銹效果有顯著影響,一般在60~80℃時除銹效果最佳,除銹時間最短。常用的工業硫酸濃度為98%,比重約為1.84g/ml。濃硫酸具有很強的氧化性,為無色油狀液體,無氣味。與水混合時會放出大量熱。硫酸還可用於清洗不能用鹽酸酸洗的不銹鋼和鋁合金零件。連續使用濃硫酸酸洗會導致鐵離子濃度增加,從而降低酸洗能力。當金屬表面有硫酸鹽析出時,酸洗能力會大幅降低,這稱為酸液的老化。在10%的硫酸中,鐵離子濃度不應超過80~120g/L。硫酸容易引起滲氫現象,溫度越高,基體金屬吸氫速度越快。酸的濃度越高,滲氫傾向也增加。為了防止不良的滲氫影響,有時會加入硝酸、鉻酸等氧化劑2~5%。
(2)鹽酸酸洗
鹽酸也是酸洗中常用的酸。常用的濃度為5~15%。工業鹽酸的濃度一般為36~38%,為無色透明液體,密度約為1.18g/ml。鹽酸在空氣中會冒煙,有刺激性酸味,因此在使用時通常會稀釋一倍。一般在室溫下進行酸洗,即使加熱也不應超過40℃。高溫會導致氯化氫氣體揮發,造成酸的損耗,對人體有害,同時也會污染環境。此外,高溫還會顯著增強滲氫現象。盡管二價鐵離子在鹽酸中有緩蝕作用,但當溶解鐵量增至100~120g/L時,為了保持酸洗能力,需要追加酸量。鹽酸不能用於清洗不銹鋼和鋁合金,因為其中的氯離子會破壞鈍化膜,是造成小孔腐蝕的主要因素。鹽酸除銹速度較快,滲氫影響較小,溶液中無殘渣、酸泥等,操作較為方便。
(3)磷酸酸洗
磷酸酸洗由於成本較高,在酸洗中並不常用。磷酸的酸洗作用較慢,因此不用於除氧化皮,而僅用於除薄銹。在除銹後會形成保護作用的磷酸鹽膜,因此常用於塗裝和防銹油塗覆的前處理。工業磷酸的濃度一般為85%,密度為1.685g/ml,為無色粘稠狀液體。使用時需要稀釋到5~20℃,溫度為40~80℃。酸液中鐵離子的溶解度較小,為40~50g/L。當達到這一極限時,酸液已無使用價值,需要更換。滲氫問題在磷酸酸洗中較小,可以不考慮。
(4)硝酸
商品濃硝酸的一般質量分數為65~68%,密度為1.40g/ml,為無色透明液體。濃硝酸在空氣中會冒煙,有刺激性氣味,具有很強的氧化性,濃度越大,氧化性越強。在30%濃度時,低碳鋼零件會劇烈溶解,酸洗後表面潔凈、均勻,但對中碳鋼溶解後表面渣多。硝酸對人體有強烈的腐蝕作用,因此在塗裝前鋼鐵件除銹很少採用。然而,對於不銹鋼構件,硝酸清洗更為合適。硝酸清洗銅銹效果非常好。
(5)氫氟酸
氫氟酸具有強腐蝕性,能強烈腐蝕玻璃或含硅化合物,因此通常密封在聚乙烯塑料容器中。工業用的氫氟酸質量分數為0%,密度為1.14g/ml,為無色發煙液體,有刺激氣味,有毒,不能用手接觸。它是很好的銅類清洗劑。氫氟酸主要依靠氟離子的作用。即使質量分數為0.1%,也可以很好地溶解氧化鐵。殘液處理方便,用石灰中和即可。
(6)有機酸
有機酸酸洗成本較高,操作溫度較高,時間較長,但也有其獨特之處,如絡合性。常用的有機酸有檸檬酸、乙二胺四乙酸、氨基磺酸和羧基乙酸等。這些有機酸清洗主要依靠絡合性,將鐵離子以絡合的形式溶解,從而達到除銹的目的。酸洗速度主要受溫度、鹽酸濃度以及鐵離子含量的影響。一般而言,溫度低於15℃時酸洗速度會減緩,除加熱外沒有其他好方法。鹽酸濃度越高,酸洗速度越快,但要根據酸洗量綜合考慮鐵離子的含量,因為鹽酸濃度提高,鐵離子更容易飽和而失去酸洗作用。結冰不是問題,只要沒有冷熱交替,應該不會影響防腐或酸洗鈍化後的烘乾。