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不锈钢在生产制造过程的酸洗情况分析

　　不锈钢在生产制造过程中，尤其在热加工生产过程中，如铸造、锻造、热轧、热处理、焊接等，在无保护条件下加热和保温，会在工件表面生成不同程度的氧化物，严重的是氧化皮，轻微的有氧化膜。这些氧化物依钢种不同，含有铁、铬、镍、钼等元素。常见的有FeO、Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、NiO、SiO2等，这些氧化物不仅对工件外观产生影响，还会影响后序加工，降低耐腐蚀性能，表面氧化层与基体的密度和热膨胀系数不同，还会使工件表面存在应力等。所以，不锈钢表面的氧化物应予以去除。依据不同的情况，可采用机械法、喷沙、酸洗等方法去除不锈钢表面的氧化物。下面主要介绍不锈钢的酸洗。
　　1．酸洗的基本原理
　　目前，常见的酸洗用酸有硫酸（H2SO4）、盐酸（HCl）、硝酸（HNO3）氢氟酸（HF）等。根据不同的情况，有多种配方。除加入某些酸外，还有的应加入缓蚀剂等。
　　硝酸除有去除氧化物的作用外，还会起到生成纯化膜的作用。
　　氢氟酸只适用于奥氏体不锈钢的酸洗，不适用于马氏本不锈钢和铁素体不锈钢的酸洗。
　　2．不锈钢酸洗的常见酸洗配方
　　不锈钢的酸洗，应依据不锈钢种类的不同及氧化物的形态，采用不同的酸洗液。下面介绍几种常见的不锈钢酸洗成分配方。
　　①盐酸——硝酸——氢氟酸溶液（低浓度型）。
　　盐酸（HCl，比重1.19）：50mL/L
　　硝酸（HNO3，浓度65%）：95 mL/L
　　氢氟酸（HF，浓度40%）：22 mL/L
　　六次甲基四胺[（CH2）6N4]：2g/L
　　水（H2O）余量
　　使用温度：＜40℃
　　酸洗时间：3～10min
　　加入六次甲基四胺可起到缓蚀的作用。
　　选用于经过热压、焊接加工，有较厚氧化层的不锈钢件的酸洗。但不适用于马氏体不锈钢和铁素体不锈钢。
　　②盐酸——硝酸——氢氟酸溶液（高浓度型）。
　　盐酸（HCl，比重1.19）：100mL
　　硝酸（HNO3，浓度65%）：100 mL
　　氢氟酸（HF，浓度40%）：50～60 mL
　　水（H2O）：50mL
　　使用温度：15～40℃
　　酸洗时间：0.3～0.5min
　　这个溶液酸的比例较高，无缓蚀剂，所以作用比较强烈，适用于铸造不锈钢的酸洗。因为不锈钢铸件表面的氧化物中含有氧化硅、氧化铬、氧化镍等，在强酸溶液的作用下可以很好地起到清理的作用。
　　③盐酸——硫酸溶液。
　　盐酸（HCl，比重1.19）：300mL/L
　　硫酸（H2SO4，比重1.84）：210mL/L
　　乙醇（C2H5OH）：120 mL/L
　　六次甲基四胺[（CH2）6N4]：2～3g/L
　　双氧水（30%H2O2）：260 mL/L
　　水（H2O）余量
　　使用温度：15～30℃
　　酸洗时间：3～5min
　　适用于不锈钢表面存在一层薄而致密的氧化物膜的酸洗。溶液中含有硫酸和盐酸，所以比单一酸的酸洗效果好。加入六次甲基四胺可起到缓蚀的作用，加入双氧水有利于氧化膜的溶解和去除。乙醇的作用是稳定双氧水，使其充分发挥作用。
　　④对于含铬量较低的Cr13型马氏体不锈钢，氧化物中主要含有铬的氧化物，这种氧化物是酸性的，而且比奥氏体不锈钢产生的氧化层更厚，所以，有的采用硫酸—盐酸预酸洗，再用稀硝酸清洗的双重工序。
　　a．预酸洗
　　硫酸（H2SO4，比重1.84）：27mL/L
　　盐酸（HCl，比重1.19）：310mL/L
　　六次甲基四胺[（CH2）6N4]：3～5g/L
　　水（H2O）：余量
　　使用温度：室温
　　酸洗时间：15～30min
　　此溶液中含有缓蚀剂，且盐酸的比例较大，对氧化物的去除作用较强，可有效地疏松钢表面的氧化物。
　　b．漂白酸洗。
　　硝酸（HNO3，比重1.55）：60 mL/L
　　水（H2O）：余量
　　使用温度：室温～50℃
　　通过漂白酸洗，可以使反应物较容易地从工件表面除去。
　　硝酸是一种很强的氧化性酸，在反应过程中放出的氧原子使不锈钢表面重新形成三氧化二铬（Cr2O3）薄膜，使工件表面洁净且提高其耐腐蚀性能。从漂白酸洗的原理和结果可见，这实际上是一个不锈钢的纯化过程。
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资料来源：东莞市弘超铜铝有限公司
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