CN1034589A - 快速低温除锈液的制备及其应用 - Google Patents

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高占祥
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杨金玲
赵华
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
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Abstract

一种用于清除钢铁表面氧化层的低温快速除锈 液，它是以盐酸溶液(浓度为5-20％)为主体，加入某 些添加剂配制而成，它可用来清洗热轧带钢、板材、线 材等钢铁表面的氧化层，清洗时除锈液不必加温，可 在-5°～40℃的温度范围内使用，在1-17分钟的时 间内即可把氧化层除掉，使金属表面呈现银灰色的光 泽。

Description

本发明属于除锈液的制备及使用方法。
钢铁工业的轧制品约有60%在继续加工过程中至少要酸洗一次。热轧带钢、板材、线材在冷轧前也必须进行酸洗，酸洗的目的是清除粘附在钢铁表面上的氧化层。这种氧化层是热轧和退火时产生的氧化铁皮或经水腐蚀产生的铁锈。现有的酸洗技术中，硫酸是最常用的酸，酸洗浓度为20～25%。盐酸（浓度为15-25%）也逐渐得到广泛的应用。为了提高酸洗的速度，使用硫酸和盐酸时，都必须提高酸洗的温度，然而，硫酸（特别是高温时）具有很强的过酸洗和氢脆现象，使钢材的机械性能降低，且导致酸耗量的增加;盐酸的酸洗速度要高，但随着温度的增加，HCl气体挥发剧烈，以至污染空气并加重了建筑设施的损坏程度。此外，目前使用的其他低温除锈液，其酸洗速度也不理想。
本发明的目的是制备出一种高效除锈液。它必须在低温下能快速除去钢铁表面的氧化层，且能抑制过酸洗现象而不损坏钢材的机械性能。
本发明是在盐酸中加入阳离子表面活性剂（十二烷基硫酸钠），使铁氧化物结构松散，盐酸沿缝隙迅速进入基体铁表面以剥落氧化层;又因盐酸难溶金属氧化物，故加入NaF后可对金属氧化起助溶作用;而草酸（C2H2O4）可将Fe（Ⅲ）还原为Fe（Ⅱ），也有助溶作用;当氧化层剥落后，HCl与基体Fe反应时要析出氢气，造成过酸洗，故可加入六次甲基四胺[（CH2）6N4]，以防止氢气析出，达到抑制过酸洗的目的。在大生产过程中，为了除掉除锈液产生的气味，可加入适量的氟碳（FC-80）。
本除锈液的配制方法简便，只需在盐酸溶液中加入一定量的上述原料，然后于室温下混均即可。在使用盐酸溶液（浓度为5-20%）为主体时，各原料的用量如下：
十二烷基硫酸钠为0.25-1克/升;氟化钠为0.05-1克/升;草酸为0.20-1.5克/升;六次甲基四胺为0.02-0.5克/升。
本除锈液适用的材质范围广，对带钢、板材、线材等多种钢材均可适用，根据材质不同，除锈液的用量仅为60-135g/m3材质;本除锈液可低温除锈（-5-40℃），减少空气污染并防止对建筑设施的损害;本除锈液的除锈速度快，清洗时间只需1-17分种;本除锈液能抑制钢材的过酸洗，不降低钢材的机械性能，且能降低铁损，节省钢材50-70公斤/吨;本除锈液对Fe（Ⅱ）的溶解量大，可达160-400克/升，故除锈液的利用率高;本除锈所用的添加剂均无毒，有效地控制了对环境的污染，且乏酸量较少，可连续酸洗4-15天;本除锈液配制方法简便，使用时由于金属表面无泡沫和残存氧化铁，不需高压水冲洗，酸洗后金属表面光泽呈银灰色。
1.除锈剂的配制：
配制20%浓度的盐酸，并使每升该盐酸中含有十二烷基硫酸钠1克，氟化钠1克，草酸1.5克，六次甲基四胺0.02克。
2.实验结果如下（液温为10℃）：
所洗材料    材料外观    洗至全部露出银灰
色铁表面所用时间
贵阳10＃ 6.5mm 附着致密氧化铁皮＊9′
盘条
贵阳20＃    6.5mm    同上    7′30″
盘条
天津15＃    ″″″    同上    8′20″
天?5＃    ″″″    同上    5′40″
北京10＃    ″″″    附着三层致密氧化铁皮    15′15″
天津15＃    ″″″    锈盘条    0′40″
天津8＃    ″″″    锈蚀极重    12′35″
6mm厚带钢    致密铁化铁皮    16′50″
回火线    3mm    氧化铁皮    2′40″
（贵阳10＃）
实例2
同一材料用不同组成的除锈液酸洗效果比较。
1.除锈液的制备
1＃液：配制20%浓度的盐酸，并使每升该盐酸中含有十二烷基硫酸钠（Ⅰ）1克，氟化钠（Ⅱ）0.5克，草酸（Ⅲ）0.7克，六次甲基四胺（Ⅳ）0.2克。
2＃液：配酸操作同上，但每升盐酸含有（Ⅰ）1克，（Ⅱ）0.1克，（Ⅲ）0.2克，（Ⅳ）0.5克。
3＃液：配酸操作同上，但每升盐酸含有（Ⅰ）1克，（Ⅱ）0.05克，（Ⅲ）0.2克，（Ⅳ）0.2克。
4＃液：配酸同上，但每升盐酸含有（Ⅰ）1克，（Ⅳ）0.3克。
2.实验结果（液温为8℃）：
（1）对贵阳10＃（致密氧化铁皮）＊酸洗结果：
除锈液编号    将材料洗至露出银灰色铁表面所需时间
1＃    12′40″
2＃    13′20″
3＃    12′40″
4＃    14′30″
（2）对天津15＃锈蚀极重的6.5mm盘条酸洗结果：
除锈液编号    将材料洗至露出银灰色铁表面所需时间
1＃    8′30″
3＃    8′30″
4＃    16′30″
实例3
稀释后除锈液的酸洗效果
1.除锈液的配制：
Ⅰ＃液：配制5%的盐酸，并使每升该盐酸中含有（Ⅰ）0.25克，（Ⅱ）0.25克，（Ⅲ）0.37克，（Ⅳ）0.25克。
Ⅱ＃液：配制10%的盐酸，并使每升该盐酸中含有（Ⅰ）0.5克，（Ⅱ）0.5克，（Ⅲ）0.37克，（Ⅳ）0.5克。
2.实验结果：对致密氧化铁皮＊作用很慢，但对自然水锈仍有较好效果（液温为8℃），例如对天津15＃的6.5mm盘条（表面有水生锈和少量氧化铁皮）进行酸洗，结果见下表：
除锈液编号    将材料洗至露出银灰色铁表面所需时间
Ⅰ＃    8′
Ⅱ＃    3′25″
注：＊钢材表面致密氧化铁皮是指经过退火的附着在钢材最外层的Fe2O3层，它有很强的耐酸作用，对于酸洗和腐蚀时的电化学现象几乎不起作用。

Claims (5)

1、一种用于清除钢铁表面氧化层的酸洗除锈液，其特征在于它是一种含有十二烷基硫酸钠、氟化钠、草酸和六次甲基四胺的盐酸溶液。
2、按照权利要求1所说的含有十二烷基硫酸钠、氟化钠、草酸和六次甲基四胺的盐酸溶液之除锈液，其特征在于所用的盐酸溶液的浓度为5-20%。
3、按照权利要求1所说的含有十二烷基硫酸钠、氟化钠、草酸和六次甲基四胺的盐酸溶液之除锈液，其特征在于在除锈液中，十二烷基硫酸钠的含量为0.25-1克/升，氟化钠的含量为0.05-1克/升，草酸的含量为0.20-1.5克/升，六次甲基四胺的含量为0.02-0.5克/升。
4、一种用于清除钢铁表面氧化层的酸洗除锈液的配制方法，其特征在于它是以盐酸溶液（浓度为5-20%）为主体，加入十二烷基硫酸钠（0.25-1克/升）、氟化钠（0.05-1克/升）、草酸（0.20-1.5克/升）和六次甲基四胺（0.02-0.5克/升），于室温下混均而成。
5、一种使用酸洗除锈液来清除钢铁表面氧化层的方法，其特征在于它是以盐酸溶液（浓度为5-20%）为主体，加入十二烷基硫酸钠（0.25-1克/升）、氟化钠（0.05-1.0克/升）、草酸（0.20-1.5克/升）和六次甲基四胺（0.02-0.5克/升）于室温下混均成除锈液，然后于-5°-40℃的温度范围内清洗钢铁表面的氧化层，即可达到除锈的目的。
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