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钢铁化学除锈的影响因素有哪些?

2015-08-17 10:56:25 匿名 | 浏览0
哪些因素会影响到化学除锈的效果?
专业回答

影响钢铁化学除锈的因素包括除锈溶液本身的特性(如除锈溶液的组成、酸的种类、酸的浓度、杂质含量、添加剂等)以及操作的工艺条件(如温度、搅拌、除锈时间等),另外,也与钢铁表面本身的锈蚀程度有关。总结来说,有以下三个方面的影响因素。

(1)除锈溶液本身的特性除锈溶液本身的特性包括除锈溶液的组成、酸的种类、酸的浓度、杂质含量以及各种添加剂的影响。

不同的酸的性质、强度、特点不同,除锈的效果也各不相同。对于钢铁工件,最常用的酸是盐酸、硫酸,或者

它们的混合酸。硝酸通常不用作普通低碳钢的除锈溶液,磷酸的除锈能力较弱,对钢铁基体的腐蚀也较弱,通常用于精密零件及锈蚀不严重、氧化皮较少的工件。具体在实际生产中,要根据需要选择合适的酸洗溶液。

一般来说,随着酸浓度的增加,酸洗溶液除锈的能力也增加,但与此同时,对于基体材料的腐蚀程度也会增强。盐酸、硝酸、氢氟酸等挥发性的酸还会随着浓度的增加,挥发性加大,挥发出来的有害气体对人身及周围环境造成损害。另外,有些强氧化性的酸,如硝酸、铬酸等,随着浓度的增加,强氧化性增强,会使钢铁基体产生钝化作用,影响除锈的效果。因此,在酸洗时,要根据材料的种类及锈蚀程度,将除锈溶液中酸的浓度控制在合适的范围之内。

酸洗溶液中的金属离子的增加,会降低除锈速度。通常对于硫酸、盐酸、硝酸类的酸洗除锈溶液,要将铁离子(Fe2+,Fe3+ )的含量控制在100~120g/L之内,才能保证较好的除锈效果。对于钢铁的酸洗除锈溶液,铜、铅、锡等杂质金属离子的存在会严重影响酸洗除锈的效果,这些离子可以同钢铁基体发生化学置换反应,沉积在钢铁的表面,影响工件除锈后的表面质量,因此必须严格控制。

添加剂的加人也会对钢铁化学酸洗除锈产生较明显的影响。缓蚀剂通常是酸洗除锈比较重要的添加剂,一定含量的缓蚀剂可以减缓或阻止钢铁基体的腐蚀,避免基体的过腐蚀和挂灰的形成。润湿剂及渗透剂的加人,可以增强除锈溶液及钢铁工件的表面活性,改善化学除锈过程,缩短除锈时间。而络合剂则可以对酸洗溶液中的铁及杂质离子起到络合作用,减少溶液中游离的金属离子,从而提高除锈后的工件的表面质量,并增加除锈溶液的稳定性,延长除锈溶液的使用寿命。

(2)工艺条件的影响操作工艺条件对除锈的效果也有较大的影响。随着温度的升高,化学反应的速度加快。因此,提高温度可以加快酸洗除锈的速度。但同时,升高温度也会导致酸洗液对基体金属的腐蚀加剧。因此,酸洗的温度要保持在一定的范围,为了提高酸洗除锈的速度而过分地提高温度的做法是不可取的。特别是对于盐酸、硝酸、氢氟酸等挥发性的酸,随着温度的升高挥发加快,不仅会对人身及环境造成损害,还会导致酸洗液的过分消耗。通常,酸洗除锈在常温下进行,对于不挥发的酸及强度稍弱的酸,如硫酸、磷酸等,可以适当提高酸洗的温度,但一般也控制在60~70℃以内。

适当的搅拌可以加快酸洗除锈的进行。搅拌的方式可以采用空气搅拌、机械(旋转叶片)搅拌、工件移动等方式,在电化学除锈时气体的析出以及超声波除锈时的超声振动都可以起到很好的搅拌作用。

除锈的时间过短,除锈不彻底,达不到除锈目的;除锈时间过长,又会产生过腐蚀,导致表面产生挂灰、色泽灰暗。

(3)钢铁表面本身的锈蚀程度不同的加工工艺、不同的工作环境,钢铁表面的锈蚀形态及程度也不相同。根据各种锈蚀的物理形态,主要有浮锈、漆皮锈、点锈、层锈、死硬锈、线状锈、圈状锈、棉状锈和氧化锈等。酸洗溶液对于不同形态的锈蚀的溶解能力是不同的,浮锈、棉状锈等结构疏松的锈蚀容易被酸洗液溶解,除锈速度较快;而氧化皮、漆皮锈、层锈等较致密的锈蚀则比较难溶解于酸洗溶液,为了提高对于这些锈蚀的除锈速度,需要采取措施,提高酸洗液的除锈能力,加快酸洗的速度。

钢铁在不同的温度下,氧化皮的组织结构也不相同。一般情况下,钢铁表面的氧化物主要是Fe2O3;随着温度的升高,钢铁表面会生成黑色的氧化皮,这种氧化皮的结构致密,在酸洗液中较难溶解,其主要成分是Fe3O4;而当温度超过570℃时,在钢铁的氧化膜的内层会生成结构疏松的FeO。

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