金屬表面除銹方法

1、金屬表面除銹方法（一）手工除銹法這是一種最簡(jiǎn)單的除銹方法。用刮刀、手錘、鋼刷、砂布（紙）、砂輪等工具，進(jìn)行敲、鏟、磨、刮等除掉銹污。這種訪求的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行、成本低;缺點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定、勞動(dòng)環(huán)境差。（二）機(jī)械除銹法這種訪求是當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的一種除銹方法，其原理是利用沖擊和摩擦作用有效地除掉銹蝕及其污物。這種方法常用的工具有手提式電動(dòng)砂輪、電動(dòng)刷、風(fēng)動(dòng)刷、除銹槍等。該法的優(yōu)點(diǎn)是除銹質(zhì)量、效率都較高，但缺點(diǎn)是這些工具還需要人工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，對(duì)幾何形狀復(fù)雜及精密零件不太適用，也不適合大規(guī)模除銹的需要。故當(dāng)前應(yīng)用較廣泛的還是噴射和拋丸兩種處理銹污的方法。（1） 噴射處理這

2、種方法主要是噴砂、噴丸、真空噴砂、高壓水砂以及高壓水等。（2） 拋丸處理這是一種利用高速旋轉(zhuǎn)拋丸器的葉輪拋出的高速鐵丸（或其他材料的彈丸）的沖擊，與被清理零件表面相互摩擦而達(dá)到除銹的目的。（三）化學(xué)處理法化學(xué)處理法也稱作酸洗法，其原理就是利用酸液與被清理金屬表面的銹污（氧化物）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使之溶解在酸液內(nèi)，另外酸與金屬作用產(chǎn)生的氫氣又使氧化皮機(jī)械脫落。下面主要介紹黑色金屬的酸洗處理方法:（1）浸漬法浸漬酸洗是當(dāng)前廣泛用來(lái)酸洗黑色金屬的一種處理方法。浸漬酸洗的工藝流程:酸洗除銹?清水沖洗?堿液中和?清冷水沖洗?熱水沖洗（或繼續(xù)進(jìn)行磷化處理）。黑色金屬酸洗液配方及工藝見(jiàn)表4-6。表4-6酸洗液配

3、方及工藝配方編號(hào)12345配方工藝工業(yè)硫酸/%13.2-19.318-209.1工業(yè)鹽酸/%19.9-28.418.6-9.7硝酸/%80-89.4磷酸/%-8.5酪酐/%1590.9氯化鈉/%66.2-51.54-5KC緩蝕劑/%0.7-0.8硫脲/%0.3-0.5水/%74.5-77.776.5若丁/%1.4-0.9處理溫度/?20-6065-8085-9540-5080-90處理時(shí)間/min5-5025-407215-16,10鑄鐵及大塊氧化精密零件、儀表除輕銹(精密零適用范圍鋼及鑄鋼件皮，鑄鐵件表面高合金鋼零件零件、對(duì)光潔度件和軸承)有砂型可加影響不大，重銹2.5%氫氟酸處理時(shí)間較長(zhǎng)的

4、零件(2)綜合處理法這是將金屬的除油、除銹、磷化和純化合并起來(lái)處理的一種方法，這種“四合一”處理液配方及工藝見(jiàn)表4-7。表4-7“四合一”處理液配方及工藝條件序號(hào)工序溶液成分配比/(g/L)處理溫度/?處理時(shí)間/min備注處理時(shí)間根據(jù)硫酸60-65(ml)除油、除銹和油污、銹斑情1硫脲5-7(ml)75-855-20氧化物況定，嚴(yán)重時(shí)烷基磺酸鈉20-50(ml)可增加硫酸量磷酸58氧化鋅15硝酸鋅200工藝條件:磷酸二氫鉻0.3-0.4游離酸度8123磷化硫酸氧基鈦65-753-80.1-0.3總酸度酒石酸或其5130-150他鹽類15(ml)烷基磺酸鈉15(ml)OP乳化劑2，4水洗溫1-2

5、5干燥電泳涂漆可略6涂漆視需要選擇涂裝前表面處理除銹（ 1） 鐵銹的組成及去除方法黑色金屬表面的腐蝕產(chǎn)物為氧化皮和鐵銹，涂裝前必須除凈，否則將嚴(yán)重影響涂膜的質(zhì)量和使用壽命。氧化皮是黑色金屬在熱軋過(guò)程中發(fā)生氧化作用而形成的腐蝕產(chǎn)物，由氧化亞鐵（FeO）、四氧化三鐵（Fe3O4）、三氧化二鐵（Fe2O3）組成。根據(jù)工件的材料厚薄、表面狀態(tài)、加工的尺寸不同可采用不同的除銹方法，如噴砂法、拋丸法、化學(xué)法、手工法等。表面有油污的制品應(yīng)先進(jìn)行除油。噴砂法是利用壓縮空氣為動(dòng)力使石英砂經(jīng)過(guò)特殊的噴嘴，以很大速度噴向工件表面以除去氧化膜的方法，拋丸法是利用機(jī)械方法產(chǎn)生的離心力將鋼丸拋向工件表面以除去氧化膜的方法

6、，上述2種方法處理的工件可獲得均勻粗糙的表面，一般用于鑄件或厚鋼板除銹。這類除銹設(shè)備一般包括三個(gè)系統(tǒng)，即除銹系統(tǒng)、回收系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)。由于其在涂裝方面應(yīng)用較少，本節(jié)重點(diǎn)討論化學(xué)除銹。（ 2） 化學(xué)除銹液成分及應(yīng)用為了縮短酸洗時(shí)間，提高酸洗質(zhì)量，防止產(chǎn)生過(guò)蝕、氫脆及減少酸霧的形成，可在酸洗液中加入各種助劑，如緩蝕劑、潤(rùn)濕劑、消泡劑和增厚劑等。消泡劑和增厚劑一般僅應(yīng)用在噴射工藝上。一、緩蝕劑在酸洗液中加入少量的緩蝕劑，可以大大減緩金屬鐵的腐蝕及氫脆現(xiàn)象，而對(duì)除銹沒(méi)有顯著影響。緩蝕劑的作用原理，一般認(rèn)為緩蝕劑在酸液中能使基體金屬表面形成一層吸附膜。膜的形成是由于金屬鐵開(kāi)始和酸接觸時(shí)就產(chǎn)生下列反應(yīng)陽(yáng)極

7、區(qū)Fe?Fe+,2e陰極區(qū)2H+,2e?H2?使金屬表面帶電，而緩蝕劑是極性分子，帶電的金屬會(huì)將細(xì)小而分散的緩蝕劑顆粒吸附在它的表面上形成保護(hù)膜，阻止酸與鐵繼續(xù)反應(yīng)而達(dá)到緩蝕的作用。氧化皮和鐵銹不會(huì)吸附帶有極性的緩蝕劑分子，因?yàn)檠趸ず丸F銹的表面不會(huì)帶電荷，因此不能產(chǎn)生吸附膜。評(píng)價(jià)各種緩蝕劑的作用，最重要的是確定緩蝕效率，其式為:緩蝕效率（）,（W1,W2）,W1X100%式中W1無(wú)緩蝕劑時(shí)試樣的失重；W2-有緩蝕劑時(shí)試樣的失重。在一定范圍內(nèi)，酸洗中緩蝕劑的緩蝕效率隨加入量的增加而提高，但各種緩蝕劑在各種酸液中的加入量都有一個(gè)極限值，超過(guò)此值，效率不再提高。酸洗溫度的升高，緩蝕劑的緩蝕效率降低

8、，甚至?xí)耆?，每一種緩蝕劑都有一允許的使用溫度，并需定期向酸液中補(bǔ)充一定的緩蝕劑，使其緩蝕效率維持在75%以上。常用緩蝕劑的特性列于表（8）中。表（8）各種酸洗緩蝕劑在酸洗中的使用特性添加緩蝕效率，%允許使用溫量ml度?在10%硫酸在10%鹽酸在10%磷酸名稱中中中“KC”緩蝕劑（即磺460.060酸化蛋白質(zhì)）六次甲基四胺（烏洛570.489.640托平）54牌緩蝕劑（若?。?96.398.380硫脲+45021+19990硫脲474.093.460二、潤(rùn)濕劑酸洗液中所有的潤(rùn)濕劑，大多是非離子型和陰離子型表面活性劑，利用表面活性劑所具有的潤(rùn)濕、滲透、乳化、分散、增溶和去污等作用，能大大改善

9、酸洗過(guò)程，縮短酸洗時(shí)間。常用100,吐溫(tween)-80、601洗滌劑等。的潤(rùn)濕劑有平平加、OP乳化劑，曲通(triton)X-三、除銹用酸酸洗除銹所用的酸有無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸。無(wú)機(jī)酸有硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸、氫氟酸等;有機(jī)酸有醋酸、檸檬酸等。有機(jī)酸作用和緩，殘酸無(wú)嚴(yán)重后患，不易重新銹蝕，物件處理后表面干凈。但有機(jī)酸價(jià)格較貴，除銹效率低，故多用于清理動(dòng)力設(shè)備容器內(nèi)部的銹垢以及其他特殊要求的構(gòu)件。無(wú)機(jī)酸除銹效率高，速度快，原料來(lái)源廣，價(jià)格低廉，其缺點(diǎn)是如濃度控制不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生金屬“過(guò)蝕”現(xiàn)象。而且殘酸腐蝕性很強(qiáng)，如酸液清洗不徹底，會(huì)影響涂料的保護(hù)性能。用磷酸則沒(méi)有這些缺點(diǎn)，因?yàn)樗軌蛟诮饘俦砻娈a(chǎn)生

10、一層不溶于水的磷酸鹽層(磷化膜)，可防止銹蝕，同時(shí)也是涂裝時(shí)良好的底層。但磷酸價(jià)格較高。酸的濃度和溫度對(duì)除銹速度均有顯著影響。在硫酸除銹時(shí)，隨著硫酸濃度的增加，速度加快，但當(dāng)濃度達(dá)25%以后，卻反而下降。在鹽酸除銹時(shí)，裸露金屬的腐蝕速度比氧化物的腐蝕速度要快得多。所以，在工業(yè)生產(chǎn)中為了避免工件過(guò)度腐蝕、原料無(wú)謂損耗以及酸霧的揮發(fā)，一般硫酸濃度控制在20%以下，而鹽酸濃度控制在15%以下。溫度升高除銹速度加快，但酸霧揮發(fā)也加快，所以硫酸除銹溫度應(yīng)控制在60?左右，鹽酸應(yīng)控制在40?以下，并且要添加抑霧劑。(三)除銹液配方硫酸、鹽酸除銹液的配方無(wú)機(jī)酸除銹是目前最常用的一種除銹工藝，一般涂裝前處理的

11、工藝過(guò)程為:除油水洗除銹水洗中和水洗表面調(diào)整磷化水洗烘干其中除銹、水洗、中和可視為除銹過(guò)程。除油、水洗和表面調(diào)整、磷化、水洗可視為除油及磷化過(guò)程。除銹的配方見(jiàn)表(9)。表(9)除銹液的配方和工藝參數(shù)配方(g/l)序4號(hào)123組分硫酸200,25080,150鹽酸150,200250硝酸30硫脲2,32,3六次甲基四胺1,3表面活性劑適量適量適量適量槽液溫度(?)40,6030,4040,60處理時(shí)間(min)除盡氧化皮同左1.5除盡氧化皮為了防止二次生銹及將殘酸帶入磷化工序，除銹后的工件必須中和處理后才能進(jìn)入下道工序。中和槽液為3,5g/lNa2CO3水溶液。(四)除油除銹“二合一”在酸洗除銹過(guò)程中，添加具有清洗作用的表面活性劑，如OP乳化劑，這類前處理液稱為“除油除銹”二合一。同時(shí)進(jìn)行除油除銹，它簡(jiǎn)化了前處理工藝，減少了設(shè)備數(shù)量，縮短了處理時(shí)間，達(dá)到了良好的效果。開(kāi)始采用“二合一”工藝僅適用在油污及銹斑不太嚴(yán)重的工件，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于重油重銹采用“二合一”也獲得了良好的效果。選