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盐酸除锈最佳浓度的选择

放大字体  缩小字体发布日期:2013-09-24  浏览次数:11486
核心提示:国内大多数去除钢铁表面的锈均采用盐酸除锈法,本文详细介绍了盐酸除锈的机理,最佳盐酸浓度控制与测定以及常温高效盐酸酸雾抑制缓蚀剂的应用。

1前言

目前国内太多数热程镀锌、渗锌、电镀锌、电镀多元合金.去除钢铁表面的锈蚀均采用盐酸除锈的方法。由于强调生产,追求产量.使酸洗液一直处于较高的浓度,而忽视了酸洗液的最佳浓度的控制与维护许多厂家不知道控制酸洗液的浓度,而简单地采取每周更新一次酸液,有些则一年更新两次,有的甚至从来更新。通常是倒掉一些酸洗液,漆加一些新酸洗谴。造成盐酸耗量过高,增加生产成本,并对环境造成一定的污染。因此.掌握与控制盐酸酸洗液的实用寿命具有一定的经济意义。

2盐酸除锈机理

使用盐酸去除钢铁表面的铁锈时,一般认为有三种作用.即溶解、还原、少量氧化剥商作用。而实际除锈机理远此上述复杂得多。当钢铁与盐酸接触后.发生如下化学反应:

(1)直接溶解作用
盐酸除锈机理直接溶解作用

(2)还原作用
盐酸除锈机理还原作用

此还原反应,可加速溶解于盐酸溶液而成为可溶性FeCl2。

(3)少量剥离作用

在上述反应中.第(1)、(2)化学反应进行得相当快。对第(3)、(4)以及还原化学反应,通常要比(1)、(2)式幔得多。(2)式析出的H2同时对难溶的黑色氧化皮起着冲裂和剥落的机械作用,提高了酸洗效率。但往往由于钢铁制件基体在溶解时容易引起过腐蚀.而且析出台向基体内部渗透扩散产生氢脆而降低了机械性能。尤其是高瑞钢、弹性钢制件由于氢脆而造成报废。

从化学方程式(1)中可知.在一定温度下,要使这一反应持续地向右进行.必颁控制盐酸淮度和FeCl2含量。随着酸洗不断进行.FeCl2在酸槽中含量将会越来越高.当达到饱和状态时,化学反应达到平衡状态.尽管延长酸洗时间技果也不太明显相反,在一定浓度下.FeC12不饱和,则酸渣仍具有裉强酸洗能力。实践证明:酸洗建度快慢不仅考虑酸洗液的浓度,而重要的是决定于FeCl2,在该盐酸浓度下的饱和程度。有文献资料报道,FeCl2溶解度与盐酸浓度有关.一定的盐酸浓度在相同温度下具有一定的FeC12饱和度。当盐酸浓度达到10%时.FeC12饱和度为48%;当浓度达到31%时,FeC12饱和度只有55%,同时FeCl2饱和度随着温度上升而增大。

从以上对盐酸的除锈机理分析表明,要在最短时间内,使酸洗后的钢铁表面达到最佳清洁表面.关键在于选择盐酸的浓度、FeCl2含量与它在该盐酸浓度下的溶解度。因此.要提高酸洗速度只有使上述三要素处于最佳状态。既要有适当盐酸浓度和一定的FeCl2含量.又要有较多的l2溶解量,在这三个参数中.尤其以盐酸浓度最为重要,降低盐酸浓度不但能够容纳较多的FeCI含量.而且还不易饱和,从而较好地解决钢铁制品的酸洗质量。

3最佳盐酸浓度控制与测定

实践证明:盐酸浓度范围控制得过窄、过宽对操作生产都带来一定的难度。根据连续生产实际及人为诸因素的影响,我们认为推荐使用盐酸浓度控制在8%~13%.酸渣温度在20~40℃之间,酸液比重为l35~1.20,可以较好地满足生产的需要,最大限度地提高酸液使用寿命FeCl2含量高(可用盐酸比重表示),则盐酸诳度可相应取低值;FeCl2含量低,盐酸浓度可取高值。

在具体操作上,要经常防止酸液浓度自然降低和酸液面高度下降,需要补充新酸。添加酸时必须做到一勤二少。E9旬Ⅱ酸要勤,每次加酸量宜少。如果冬天酸洗速度慢可以加温至20~25.当FeC12含量过高.酸液比重超过1.35时.可用水稀释最后达到酸液比重不大于1.22即可。

对于盐酸酸洗液浓度的控制、测定.可用常规化学分析方法测试。

4常温高效盐酸酸雾抑制缓蚀剂的应用

盐酸酸洗槽无论是在存放或在工作中.如不加酸雾抑制剂时,有大量的酸雾散发.给车间环境造成酸雾污染,给操作者带来不便.遇到阴雨天,气压低、湿度大的天气,酸雾更为严重。在酸洗钢铁件时,酸溶解氧化皮的同时,大部分铁也教酸溶解.造成过度腐蚀,使工作表面发生氢脆。其危害程度已有很多报道为了克服这一现象,现在不少厂家已使用酸雾抑制剂(内含缓蚀剂)。评价酸雾抑制剂、缓蚀剂的效果.在于减少酸雾的挥发,在于酸洗液去除锈和氧化皮的同时.防止酸对钢基体的侵蚀.在于缓蚀剂吸附于金属表面是暂时的.容易承洗。以上三点往往没有引起热镀、电镀厂家的十分关注.给下道工序带来一些麻烦和质量问题。高质量的酸雾抑制、缓蚀剂应产生如下作用:

(1)按20%盐酸溶液对瑞钢工件24h实验.其缓蚀速度≥95%。

(2)不影响除去锈和氧化皮;

(3)不形成泡沫或只产生少量不稳定泡沫;

(4)与酸洗后的镀液相适应.除了注意电镀问题之外.应观察形成泡沫和雾点的差别;

(5)容易漂洗.而不形成难“除去的膜;

(6)无毒、不可燃.使用安全;

(7)在酸洗液中不挥发而具有较长的使用寿命。

我们近几年来使用的由天津大学材料系提供的高技酸雾抻制、缓蚀剂与盐酸水溶液配制成常温高技除锈液,可在常温下去除氧化皮.除锈速度快,不产生过腐蚀,工件表面及内在质量均得以提高,酸槽附近基本闻不到盐酸刺鼻殊,除锈率不低于98%,连续禚加使用可延长除锈液及设备的使用寿命,并可节约燃料和能耗,其酸洗液配方及工艺条件如下(重量百分比):

盐酸(33%).%-------------------55

除锈添加剂,%----------------l0

水,%---------------------------35

T,℃--------------------------20--40

谈除锈添加剂由有机酸、烷基硫酸钠、六次甲基四胺、聚乙二醇、磷酸和水组成。配制方法简便,使用方便.不污染环境,不产生氢脆,专家认为是目前比较理想的除锈添加荆对程镀、电镀工厂除锈工序有推广和使用价值。

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