CN103343381B

CN103343381B - 一种高频脉冲低温快速除锈装置及方法

Info

Publication number: CN103343381B
Application number: CN201310284158.1A
Authority: CN
Inventors: 费新成; 刘凤生; 韩孟岩; 张雷; 陈学辉; 刘丹
Original assignee: Hubei Provincial Communication Investment Four-Advantage Steel Tech Co Ltd
Current assignee: Hubei Provincial Communication Investment Four-Advantage Steel Tech Co Ltd
Priority date: 2013-07-08
Filing date: 2013-07-08
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2033-07-08
Also published as: CN103343381A

Abstract

一种高频脉冲低温快速除锈装置，包括用于容纳除锈液和工件的除锈槽体，还设有与工件连通的电极板，电极板与电源电连接。一种采用上述的装置快速除锈的方法，包括以下步骤：一、配置除锈液置入除锈槽体内，除锈液的配比为质量分数3~13%的36%wtHCl、2~7%的98%wtH₂SO₄、3~6%的Na₃PO₄，余量为水；二、工件与电极板连通后，置于除锈槽体内浸入除锈液；三、开启电源，输出电流30~400A，频率0~30kHz，除锈时间3~5min；通过上述步骤实现工件的快速除锈。本发明装置的结构简单、处理成本低、除锈时间短，工作效率高；可以大大降低酸的配制浓度，消除钢件表面氢脆影响。

Description

一种高频脉冲低温快速除锈装置及方法

技术领域

本发明涉及除锈领域，特别是一种高频脉冲低温快速除锈装置及方法，该方法尤其适用于渗铝工艺工件表面除锈处理。

背景技术

在工程建筑、石油化工、船舶制造、电力冶炼等与金属密切相关的行业，有效地去除金属表面锈蚀层一直是人们关注的难题，特别是在钢材电镀、涂装前进行表面除锈处理是必要工艺。目前，钢材表面除锈方法主要有机械除锈、化学除锈。机械除锈（喷丸法、高压水射流法等）容易产生粉尘及噪音，除锈效率低，对钢材表面有损伤、表面可能出现过大凹陷，并且不适合一些特殊表面如钢管内壁、结构复杂工件及薄壁钢材；前表面镀、渗工艺预处理除锈工艺大多采用化学除锈，学除锈主要利用高浓度酸、碱等化学物质来去除钢材表面锈蚀，由于除锈溶液含有高浓度酸或碱溶液，具有强腐蚀性和气体挥发对环境污染性大，车间设备也造成腐蚀；工件酸洗时间长，效率低，且酸洗工件易产生氢脆而导致最终渗铝件的渗层存在裂纹。专利CN1392283A公开的硫酸浓度为20%~25%，酸洗时间15~20分钟，专利CN103132089A公开的除锈液浓度为15%~40%的硫酸，2%~20%盐酸。其中采用的硫酸浓度均较高，无害化处理难度较大，且酸洗时间较长，效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高频脉冲低温快速除锈装置及方法，可以快速去除工件表面的锈蚀。进一步的，可以采用浓度较低的除锈液，降低对环境的影响。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种高频脉冲低温快速除锈装置，包括用于容纳除锈液和工件的除锈槽体，还设有与工件连通的电极板，电极板与电源电连接。

所述的电极板位于除锈槽体上方，且不与除锈液接触。

所述的工件与电极板之间通过导电的连接装置连接；

所述的连接装置包括挂钩、导电夹和导线。

所述的除锈槽体内还设有隔板，隔板上设有多个通孔。

所述的电源输出电流范围为30~400A，频率0~30kHz。

所述的电源为交流或直流输出，输出电流范围为30~80A，频率0~15kHz。

一种采用上述的装置快速除锈的方法，包括以下步骤：

一、配置除锈液置入除锈槽体内，除锈液的配比为质量分数3~13%的36%wtHCl、2~7%的98%wtH₂SO₄、3~6%的Na₃PO₄，余量为水；

二、工件与电极板连通后，置于除锈槽体内浸入除锈液；

三、开启电源，输出电流30~400A，频率0~30kHz，其中输出交流电流范围为30~400A，频率8~30kHz，除锈时间3~5min；

通过上述步骤实现工件的快速除锈。

电源的输出电流范围为30~80A，频率0~15kHz。

电源采用交直流交替输出，其中交流脉冲时间为1~2min，直流时间0.5~1min。

除锈液的配比为质量分数8~10%的36%wtHCl、4~6%的98%wtH₂SO₄、4~5%的Na₃PO₄，余量为水。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

1、本发明装置的结构简单、处理成本低、除锈时间短，工作效率高；

2、采用本发明可以大大降低酸的配制浓度，降低酸消耗量，消除钢件表面氢脆影响，降低后期的无害化处理难度，减轻对环境的影响。

4、采用本发明不仅可以去除工件表面锈层以及其它杂质，而且可细化工件表面的晶粒使表面组织紧密、平滑，提升工件下一步的表面涂镀的涂膜附着力或增强渗透力。

本发明为钢材表面除锈处理提供一种新型低成本、高可靠性、高效率的处理装置及方法，可以促进钢材表面防腐技术的产业化，增加产品技术含量，使之具有高效、节能、环保的特点，具有明显的经济效益和社会效益。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明装置的结构示意图。

图2为本发明高频脉冲电源输出电流波形模式图。

图中：电极板1，挂钩2，工件3，除锈液4，除锈槽体5，电源6，隔板7。

具体实施方式

如图1中，一种高频脉冲低温快速除锈装置，包括用于容纳除锈液4和工件的除锈槽体5，还设有与工件3连通的电极板1，电极板1与电源6电连接。由此结构，在给工件除锈的同时通电，可以大幅降低除锈的时间，并降低除锈液4中酸的配比。而且可细化工件表面的晶粒使表面组织紧密、平滑，提升工件下一步的表面涂镀的涂膜附着力或增强渗透力。

优选的，所述的电极板1位于除锈槽体5上方，且不与除锈液4接触。由此结构，降低了对于电极板1材质的要求，当然，将电极板浸入到除锈液4内也是可行的。

进一步优选的，所述的工件3与电极板1之间通过导电的连接装置连接；所述的连接装置包括挂钩、导电夹和导线。本例中采用导电的挂钩悬挂工件，本例中的电极板采用304不锈钢板，电极板每平方米焊接15-40个挂钩。

优选的，所述的除锈槽体5内还设有隔板7，隔板上设有多个通孔。本例中的隔板7采用PP板材制成，在隔板上孔的分布密度为每平方米20个。

优选的如图2中所示，所述的电源6输出电流范围为30~400A，频率0~30kHz，即电源可以交替地输出交流电和直流电，该电源的电路为现有技术可获得的，这里不再赘述。

进一步优选的，所述的电源6为交流或直流输出，输出电流范围为30~200A，频率0~15kHz。

进一步优选的，所述的电源6为交流或直流输出，输出电流范围为30~100A，频率10~25kHz。

一种采用上述的装置快速除锈的方法，包括以下步骤：

一、配置除锈液置入除锈槽体5内，除锈液的配比为质量分数3~13%的36%wtHCl、2~7%的98%wtH₂SO₄、3~6%的Na₃PO₄，余量为水；

优选的，除锈液的配比为质量分数8~10%的36%wtHCl、3~6%的98%wtH₂SO₄、4~5%的Na₃PO₄，余量为水。

二、两块电极板1与电源的两极连通，工件3分别与两块电极板1连通后，置于除锈槽体5内浸入除锈液；

三、开启电源6，输出电流范围30~400A，频率0~30kHz，除锈时间3~5min；

优选的，电源6的输出电流范围为30~80A，频率0~15kHz。

进一步优选的，电源6采用交直流交替输出，其中交流脉冲时间为1~2min，频率为7-30kHz，直流时间0.5~1min，如图2中所示。

进一步优选的，电源6采用交直流交替输出，其中交流脉冲时间为1~2min，频率为7-15kHz，直流时间0.5~1min，如图2中所示。

通过上述步骤实现工件的快速除锈。本发明的方法在酸洗过程中无需加热，避免了硫酸和盐酸混合加热酸洗时盐酸易挥发的弊病。

实施例1：

在上述的装置中的除锈槽体5内配制质量分数9%的36%wtHCl、3%的98%wtH₂SO₄、5%的Na₃PO₄，余量为水的除锈液。每块电极板1挂有15根材质为Q235的50#角钢，开启电源6，电流值50A，频率8kHz，除锈时间5min。

实施例2：

在上述的装置中的除锈槽体5内配制质量分数13%的36%wtHCl、5%的98%wtH₂SO₄、6%的Na₃PO₄，余量为水的除锈液。每块电极板1挂有15根材质为Q235的50#角钢，开启电源6，电流值50A，频率25kHz，除锈时间4.8min。

实施例3：

在上述的装置中的除锈槽体5内配制质量分数13%的36%wtHCl、5%的98%wtH₂SO₄、6%的Na₃PO₄，余量为水的除锈液。每块电极板1挂有15根材质为Q235的50#角钢，开启电源6，电流范围200A，频率30kHz，除锈时间3.2min。增加电流和频率可以有效降低除锈时间。

实施例4：

在上述的装置中的除锈槽体5内配制质量分数3%的36%wtHCl、2%的98%wtH₂SO₄、3%的Na₃PO₄，余量为水的除锈液。每块电极板1挂有15根材质为Q235的50#角钢，开启电源6，电流范围400A，频率30kHz，除锈时间5min。当酸浓度降低时，需要更高的电流和频率。

实施例5：

在上述的装置中的除锈槽体5内配制质量分数10%的36%wtHCl、6%的98%wtH₂SO₄、6%的Na₃PO₄，余量为水的除锈液。每块电极板1挂有15根材质为Q235的50#角钢，开启电源6，电源6采用交直流交替输出，电流值80A，其中交流脉冲时间为1~2min，频率为10kHz，直流时间0.5~1min，除锈时间3.5min。采用交直流交替输出的模式，也可以缩短除锈时间，并可适当降低电流值。

Claims

1.一种采用高频脉冲低温快速除锈装置快速除锈的方法，包括用于容纳除锈液（4）和工件的除锈槽体（5），还设有与工件（3）连通的电极板（1），电极板（1）与电源（6）电连接；其特征是包括以下步骤：

一、配置除锈液置入除锈槽体（5）内，除锈液的配比为质量分数3~13%的36%wtHCl、2~7%的98%wtH₂SO₄、3~6%的Na₃PO₄，余量为水；

二、工件（3）与电极板（1）连通后，置于除锈槽体（5）内浸入除锈液；

三、开启电源（6），输出电流30~400A，频率0~30kHz，

电源（6）采用交直流交替输出，其中交流脉冲时间为1~2min，直流时间0.5~1min；

其中输出交流电流范围为30~400A，频率8~30kHz；

通过上述步骤实现工件的快速除锈。

2.根据权利要求1所述的一种快速除锈方法，其特征是：电源（6）的输出电流范围为30~80A，频率0~15kHz。

3.根据权利要求1所述的一种快速除锈方法，其特征是：除锈液的配比为质量分数8~10%的36%wtHCl、4~6%的98%wtH₂SO₄、4~5%的Na₃PO₄，余量为水。