金屬表面化學除銹法
化學除銹是利用酸對鐵銹氧化物的溶解作用進行的酸洗處理,主要采用鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸及其他有機酸和氫氟酸的復合酸液。
化學除銹的原理:鋼鐵表面的銹蝕物基本由FeO,Fe2O3和Fe3O4組成,是鋼鐵在外界的腐蝕環境下氧化造成的,以硫酸處理除銹為例,其反應機理如下:
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)
通常反應(1)比較容易進行,而反應(2)與反應(3)相對較慢。因為氧化鐵與磁性氧化鐵在酸中不易溶解,但當他們與鐵同時存在會組成腐蝕電池,鐵為陽極,發生反應(4)。與氧化鐵接觸的鐵首先溶解生成氫氣,通過氫氣外逸的壓力使氧化皮從制件表面脫落。但由于酸對鋼鐵的腐蝕作用,同時生成的氫氣會滲入到金屬內部易產生氫脆,降低金屬的韌性、塑性,通常在酸液中加入緩沖劑、潤濕劑等加以改善。
酸洗液,硫酸酸洗時,金屬過腐蝕嚴重,同時產生大量氫氣,易造成材料氫脆;另外,有部分作為氫氣泡從表面逸出,對鐵銹層產生機械剝落作用,塊狀銹渣沉底形成淤泥,使槽子的清理工作量加大。硫酸除銹由于成本低、酸霧小,工業應用也比較廣泛,尤其是用于除重銹和氧化皮。
酸洗緩蝕劑,在酸洗除銹時,大量金屬亦被溶解,造成材料損失,因此除銹液除酸質外,還應添加腐蝕劑,除銹液中的緩蝕劑應滿足下列要求:緩蝕效率高(大于90%)不得有促進滲氫作用。不影響除銹能力。用量少,使用簡便、安全。
酸洗潤濕劑。在酸洗液中添加少量的表面活性劑能夠起到潤表面,增加酸洗液同表面接觸,可大大改善酸洗過程,縮短酸洗時間,提高酸洗質量作用。
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