金屬表面酸洗方法大全

一：鹽酸酸洗原理

鹽酸是氯化氫氣體的水溶液，15°C時(shí)氯化氫在水中溶解度最大，可生成42.5%的鹽酸。市售鹽酸濃度在30%～37%。鹽酸除銹主要特點(diǎn)如下：

在常溫下，鹽酸對(duì)金屬氧化物的浸蝕能力較強(qiáng)，溶解鋼鐵等基體金屬的速度較慢。因此用鹽酸除銹時(shí)，引起腐蝕和氫脆的危險(xiǎn)較少。浸蝕后工件表面殘?jiān)?、質(zhì)量高。

鹽酸的去銹能力幾乎與其濃度成正比。但濃鹽酸易揮發(fā)，尤其高溫下?lián)]發(fā)快，容易腐蝕設(shè)備、污染環(huán)境，因此鹽酸的濃度一般不超過15%。超此濃度時(shí)，酸霧較大，操作困難。多數(shù)情況下，室溫操作最高使用溫度不超過40°C。

鹽酸對(duì)其他金屬的腐蝕作用如下：

(1)鋁：易被鹽酸腐蝕；

(2)鋅、鎂：易被鹽酸腐蝕；

(3)銅：只有在氧化條件下才被鹽酸腐蝕；

(4)18～8CrNi不銹鋼：被鹽酸腐蝕。

二：硫酸酸洗原理

硫酸是三氧化硫的水合物，工業(yè)硫酸濃度一般為98%，硫酸水溶液對(duì)熱的穩(wěn)定性好，在除銹中廣泛應(yīng)用，其特點(diǎn)如下：

室溫下，硫酸溶液去除金屬氧化物的能力較差。提高濃度也不能提高硫酸的浸蝕能力，當(dāng)溶液中硫酸濃度超過40%時(shí)，對(duì)氧化鐵的溶解能力降低很多；濃度超過60%時(shí)，幾乎不能溶解氧化鐵。因此，實(shí)際除銹應(yīng)用中，硫酸的濃度應(yīng)控制在100g／L～250g／L。

提高溫度可大大提高硫酸的除銹能力。硫酸不易揮發(fā)，故適宜在較高溫度下除銹。熱硫酸可有效剝離金屬基體上的氧化皮，但溫度過高，易過度腐蝕鋼鐵，并引起氫脆。為避免這些危害，硫酸除銹液可在50°C～60°C之問使用，最高溫度不超過75°C，同時(shí)還要加緩蝕劑。

濃硫酸與硝酸混合使用時(shí)，可提高工件表面光澤和浸蝕質(zhì)量，并降低硝酸對(duì)銅、鐵基體的腐蝕速度。

在除銹過程中，積累的腐蝕產(chǎn)物(鐵鹽)會(huì)令硫酸對(duì)金屬的浸蝕能力降低，除銹后工件表面殘?jiān)黾?、質(zhì)量降低，故硫酸溶液中含鐵量應(yīng)控制在60g／L以下。

硫酸對(duì)其他金屬的浸蝕情況如下：

(1)鋼：易溶于10%濃度的硫酸，但對(duì)80%濃度的硫酸有耐蝕性；

(2)鋅、鎂：易溶于各種濃度的硫酸中；

(3)錫：對(duì)稀硫酸有耐蝕性；

(4)鎳：常溫下對(duì)濃度在80%以下的硫酸有耐蝕性；

(5)銅：一般情況下不被硫酸溶解，只有在熱硫酸中才被氧化而溶解。

三：硝酸酸洗原理

工業(yè)上使用的硝酸濃度一般為65%的水溶液。它與鹽酸、硫酸一起為除銹中廣泛應(yīng)用的三種酸。其特點(diǎn)如下：

硝酸酸洗劑氧化性強(qiáng)，極易揮發(fā)。同金屬作用時(shí)，會(huì)放出大量有害的氧化氮類氣體(有毒)及大量熱能，對(duì)人體腐蝕性很大。操作時(shí)必須穿戴好全部防護(hù)用具，硝酸槽及其后的水洗槽都應(yīng)有抽風(fēng)、冷卻及降溫裝置，要十分注意安全。

低碳鋼工件在濃度為30%的硝酸溶液中，溶解很激烈，浸蝕后表面潔凈、均勻。中、高碳鋼和低合金鋼工件在濃度為30%的硝酸溶液中浸蝕后，表面殘?jiān)^多，需經(jīng)清洗后立即在堿液中進(jìn)行陽極處理，才能獲得較均勻、潔凈的表面。鋼鐵工件在濃硝酸中會(huì)生成氧化亞鐵膜，因此有良好的耐蝕性。

對(duì)其他金屬的除銹性能：

(1)鋁：高純鋁在形成氧化膜被鈍化后，在室溫?zé)o論對(duì)稀硝酸還是濃硝酸均有較好的耐蝕性；

(2)銅：可被所有濃度的硝酸溶解；

(3)鎂、鋅：易被硝酸溶解；

(4)錫、鉛：易被稀硝酸腐蝕溶解；

(5)18～8NiCr不銹鋼：在80°C以上溫度對(duì)各種濃度的硝酸均有耐蝕性。

四：磷酸酸洗原理

純磷酸是無色透明的固體。工業(yè)用磷酸是濃度為85%的水溶液。與前述三種強(qiáng)酸相比，磷酸酸性較弱。由于磷酸一氫鹽與正磷酸鹽難溶于水，故其浸蝕能力弱，是中等強(qiáng)度的無機(jī)酸。磷酸除銹特點(diǎn)如下：

(1)因其浸蝕能力弱，故要升溫操作。溫度一般控制在40°C～80°C范圍。

(2)磷酸濃度一般控制在20%～45%范圍內(nèi)，視工件銹蝕程度定。

磷酸除銹的最大優(yōu)點(diǎn)是：殘留在工件表面的少量溶液能與基體(工件)反應(yīng)生成不溶性磷酸鹽保護(hù)膜，適于焊接件、組合件涂漆前的除銹。濃磷酸與一定比例的硝酸、硫酸、醋酸或鉻酐混合，可用于鋁、銅、鋼鐵等金屬的光澤浸蝕。

五、氫氟酸酸洗：

氫氟酸是一種弱酸，酸的強(qiáng)度與甲酸相似。市售的氫氟酸一般濃度為30%～50%。氫氟酸除銹主要特點(diǎn)如下：

(1)能溶解含硅的化合物，對(duì)鋁、鉻等金屬的氧化物也有較好的溶解能力，常用來浸蝕鑄件、不銹鋼等工件。

(2)對(duì)鋼、鐵工件，低濃度氫氟酸即可用于除銹。濃度為70%的氫氟酸水溶液對(duì)鋼鐵有鈍化作用

(3)濃度在10%左右的氫氟酸，對(duì)鎂及其合金的腐蝕較弱，故常用于鎂制工件的浸蝕。

(4)鉛一般不被氫氟酸腐蝕；鎳在濃度大于60%，的氫氟酸水溶液中具有耐強(qiáng)陛。

氫氟酸有劇毒，且揮發(fā)性強(qiáng)，使用時(shí)嚴(yán)防人體接觸氫氟酸液和氟化氫氣體，浸蝕槽最好能密封并有良好通風(fēng)裝置，含氟廢水經(jīng)處理后才可排放。

六：鉻酐酸洗原理

鉻酐水溶液為鉻酸(H2CrO4)和重鉻酸(H2Cr2O7)：

CrO3+H2O—H2CrO4—H2Cr2O7+H2O

鉻酐除銹特性如下：重鉻酸有極強(qiáng)的氧化性及鈍化能力，常和硝酸一樣被當(dāng)作氧化劑使用。對(duì)金屬氧化物的溶解能力較低，一般多用于清除浸蝕殘?jiān)徒g后的鈍化處理。

鉻酐有毒，使用時(shí)經(jīng)常要求在封閉系統(tǒng)中進(jìn)行。含鉻污水要嚴(yán)格處理。

大多數(shù)金屬與鉻酸接觸均可形成鉻酸鹽膜而鈍化不被腐蝕，只有錫和鎳被鉻酸緩慢腐蝕。

七：有機(jī)酸酸洗原理

有機(jī)酸酸洗劑的酸性一般均較弱，單獨(dú)使用難以除銹和除氧化皮，在無機(jī)酸的除銹液中，有機(jī)酸常作為添加劑起到加速除銹及延長除銹劑壽命的作用。例如，草酸和氨基磺酸對(duì)氫氧化鐵有較好的溶解力，螫合金屬離子的能力很強(qiáng)，常作為添加劑使用。

八：混合酸洗原理

酸洗除銹、除氧化皮的方法是工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的方法。利用酸對(duì)氧化物溶解以及腐蝕產(chǎn)生氫氣的機(jī)械剝離作用達(dá)到除銹和除氧化皮的目的。酸洗中使用最為常見的是鹽酸、硫酸、磷酸。硝酸由于在酸洗時(shí)產(chǎn)生有毒的二氧化氮?dú)怏w，一般很少應(yīng)用。鹽酸酸洗適合在低溫下使用，不宜超過45°C，使用濃度為10%～45%，還應(yīng)加入適量的酸霧抑制劑。硫酸在低溫下的酸洗速度很慢，宜在中溫使用，溫度為50°C～80°C，使用濃度為10%～25%。磷酸酸洗的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)產(chǎn)生腐蝕性殘留物(鹽酸、硫酸酸洗后或多或少會(huì)有少會(huì)有Cl-、SO42-殘留)，比較安全，但磷酸的缺點(diǎn)是成本較高，酸洗速度較慢，一般使用濃度為10%～40%，處理溫度可從常溫到80°C。在酸洗工藝中，采用混合酸也是非常有效的方法，如鹽酸+硫酸的混合酸、氫氟酸+硝酸的混合酸、磷酸+硫酸+硝酸的混合酸、磷酸+檸檬酸的混合酸、磷酸+硝酸+氫氟酸+乙酸的混合酸等等，最復(fù)雜的混合酸甚至八種無機(jī)酸和有機(jī)酸的混合酸。

九：超聲波酸洗原理

超聲波酸洗工藝是近年來發(fā)展起來的高效除銹、除氧化皮技術(shù)，其除銹原理與前面介紹過的超聲波脫脂相似，只是溶液換成了酸性物質(zhì)。超聲波酸洗能大幅度提高酸洗效率，即使是幾何形狀比較復(fù)雜的工件，用低濃度的酸洗液在超聲波作用下，都能達(dá)到非常滿意的效果。特別是鋼鐵的焊接組合件在磷化前，在以磷酸為主成分的混合酸洗液中，超聲波的作用下，能在短時(shí)間內(nèi)將組合件上的銹蝕和焊接氧化皮除盡。這樣能大大地節(jié)約生產(chǎn)場地，節(jié)省投資，節(jié)省工藝時(shí)間，同時(shí)也節(jié)約了資源，達(dá)到了清潔生產(chǎn)的目的?，F(xiàn)在市場上有滿足各種技術(shù)要求的超聲波酸洗處理液銷售。

十：酸洗溶液的配制

酸性溶液配制的計(jì)算公式

W=(V×A)／1000×C

式中：w——所需濃酸的質(zhì)量(kg)；v——酸槽有效容積(L)；

A——配制酸的濃度(g／L)；C——濃酸的含量(%)。