CN101191232A - 一种去除不锈钢表面氧化皮膜之表面处理水溶液及其应用 - Google Patents
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Abstract
一种去除不锈钢表面氧化皮膜之表面处理水溶液及其应用，其系于水溶液中添加0.1至2克/升之羧酸(Carboxylic acid)、4至40克/升之氯离子(Chlorideion)、4至40克/升之硝酸根离子(Nitric acid ion)、10至100克/升之氟化合物(Fluorine compounds)及5至50克/升之添加剂(Additive)，藉以形成金属表面处理水溶液，并可利用化学喷洒或浸蚀方式，将不锈钢金属焊接后表面氧化皮膜之去除，如此不仅可缩短处理去除氧化皮膜制程，并可同时达到提高工件品质之要求。
Description
技术领域
本发明系一种去除不锈钢表面氧化皮膜之表面处理水溶液及其应用，尤指一种利用化学喷洒或浸蚀方式使用之金属表面处理水溶液，以将不锈钢金属焊接后表面氧化皮膜之去除。
背景技术
按，不锈钢因耐蚀性佳、机械性质、加工性及熔接性均十分优良，所以广泛应用于家庭厨具、器皿、化工储槽、原料输送管路及建筑物外观等需要耐蚀特性之构件。
由于不锈钢施工时，常需要焊接，但是，经过焊接后的工件表面，通常会形成数十微米厚之氧化层，此等氧化层不仅不利后续之加工组配，且会严重的影响不锈钢本身之美观，所以，一般焊接后之工件，必须先将该等氧化层予以去除，方能使用。
而目前业界将该等氧化层予以去除的方式，大多系针对不锈钢焊件的大小及型式来处理；
如焊件为小型工件或为可拆卸式的，其处理方式系将焊件置于高腐蚀性液体中，并以高温滚煮半小时以上的作业方式，然而，由于腐蚀性液体具有危险性，且又必须高温加热，因此，在作业进行中常会造成操作人员及工安上的危害。
另外，对于不可拆卸的大型焊接构件，其处理方式系采用高腐蚀性膏状液体涂抹的方式，此种方式虽然有效，但其药品价格昂贵，在采行大面积涂抹时，需花费大量药品，因此不符合经济效益，且大面积涂抹的方式所需时间甚久，常需要数小时甚至一天以上的作业时间。
综上所述，本发明人有鉴于此，乃积极地研究、设计，终于开发出一种金属表面处理水溶液之组成及利用金属表面处理水溶液去除不锈钢金属焊接后表面氧化皮膜之方法。
发明内容
欲解决之技术问题点：习知将不锈钢焊接后之氧化层予以去除的方式；如焊件为小型工件或为可拆卸式的，常采用将焊件置于高腐蚀性液体中，且要使用高温滚煮半小时以上的作业方式，在作业进行中常会造成操作人员及工安上的危害；又如焊件为不可拆卸的大型焊接构件，常采用高腐蚀性膏状液体涂抹的方式，但其药品价格昂贵，在采行大面积涂抹不符合经济效益，且利用此作业方式所需时间甚久，常需要数小时甚至一天以上的作业时间。
解决问题之技术特点：提供一种去除不锈钢表面氧化皮膜之表面处理水溶液及其应用，其主要在水溶液中添加化学药剂及氧化剂，而利用化学喷洒或浸蚀的方式，将具氧化皮膜之加工物件及化学药剂一同置于填装器或化学浸蚀槽中搅拌扰动，或者将化学药剂喷洒在加工物件表面辅以毛刷擦拭清洁，而能在短时间内，完成去除加工物件之氧化皮膜；
其中，本发明之金属表面处理水溶液之组成，系包括：0.1至2克/升之羧酸(Carboxylic acid)，4至40克/升之氯离子(Chloride ion)，4至40克/升之硝酸根离子(Nitric acid ion)，10至100克/升之氟化合物(Fluorinecompounds)，及5至50克/升之添加剂(Additive)，该添加剂系选自尿素(Urea)、硫尿(Thiourea)及前述氨类之水溶性盐。
其中：0.1至2克/升之羧酸(Carboxylic acid)，该羧酸系选自柠檬酸(Citric acid)、苹果酸(Malic acid)、草酸(Oxalic acid)、琥珀酸(Succinicacid)、酒石酸(Tartaric acid)、醋酸(Acetic acid)、蚁酸(Formic acid)等有机酸，及前述酸类之水溶性盐；
4至40克/升之氯离子(Chloride ion)，该氯离子系选自氯化铁(Ironchloride)、氯化铵(Ammonium chloride)、氯化钠(Sodium chlori de)、氯化钾(Potassium chloride)、氯酸(Chloric acid)、过氯酸(Perchloric acid)，及前述酸类之水溶性盐；
4至40克/升之硝酸根离子(Nitric acid ion)，该硝酸根离子系选自硝酸铁(Iron nitrate)、硝酸铵(Ammonium nitrate)、硝酸钠(Sodium nitrate)、硝酸钾(Potassium nitrate)、硝酸(Nitric acid)，及前述酸类之水溶性盐；
10至100克/升之氟化合物(Fluorine compounds)，该氟化合物系选自氟化氢铵(Ammonium hydrogen fluoride)、氟化氢钠(Sodium hydrogen fluoride)、氟化氢钾(Potassium hydrogen fluoride)、氟化铵(Ammonium fluoride)、氢氟酸(Hydrofluoric acid)，及前述酸类之水溶性盐；而该氟化合物得以于水溶液中产生氟化氢，该氟化氢生成性化合物系选自氟化氢铵、氟化氢钠、氟化氢钾、氢氟酸及氟化铵；
5至50克/升之添加剂(Additive)，该添加剂系选自尿素(Urea)、硫尿(Thiourea)及前述氨类之水溶性盐。
本发明之去除不锈钢表面氧化皮膜之表面处理水溶液的组成优选：该于水溶液中系包括1克/升之羧酸，30克/升之氯离子，30克/升之硝酸根离子，60克/升之氟化合物，与20克/升之添加剂。
藉由本发明之金属表面处理水溶液之组成，利用此一金属表面处理水溶液组成物，进以处理不锈钢金属焊接后表面氧化皮膜，其步骤包括：
工件制作，于不锈钢焊接物件上进行焊接，使不锈钢焊接物件表面产生氧化皮膜；
脱脂：将不锈钢焊接物件表面存留之油脂及污垢去除，使表面洁净；
水洗，将加工物件表面存留之前处理剂去除，使表面洁净；
喷洒或浸蚀金属表面处理水溶液，将金属表面处理水溶液喷洒在加工物件之表面，或将加工物件及金属表面处理水溶液置于一填装器或化学浸蚀槽中，使加工物件得以与金属表面处理水溶液接触，并以机械方式均匀地搅动，而利用氯离子及硝酸根离子等氧化剂之添加，以增加电化学阳极解离之过电位，并于该过电位下，不外加电源，而得以藉由硝酸及氟离子在酸性溶液内将加工物件之氧化皮膜予以去除；其中该金属表面处理水溶液之填装器及化学浸蚀槽可选用耐蚀塑胶材质；另外，该加工物件与金属表面处理水溶液之接触时间系3分钟至15分钟，且该加工物件的表面处理温度为1℃至50℃；
水洗，清洗使加工物件，以防止加工物件受到侵蚀；
中和及防锈，用碱液将加工物件表面存留之前处理剂中和避免快速氧化；
水洗，清洗使加工物件；
烘干，将加工物件表面残存之水份去除，使表面快速干燥。
藉此，可利用化学喷洒或浸蚀方式，将不锈钢金属焊接后表面氧化皮膜之去除，如此不仅可缩短处理去除氧化皮膜制程，并可同时达到提高工件品质之要求，改良习知焊件为小型工件或为可拆卸式的，常采用将焊件置于高腐蚀性液体中，且要使用高温滚煮半小时以上的作业方式之缺点；及焊件为不可拆卸的大型焊接构件，常采用高腐蚀性膏状液体涂抹的方式，需采行大面积涂抹之缺点。
对照先前技术之功效：提供一种去除不锈钢表面氧化皮膜之表面处理水溶液及其应用，由于本发明提供之金属表面处理水溶液为化学喷洒或浸蚀方式，可缩短处理去除氧化皮膜制程，并可同时达到提高工件品质之要求，改良习知处理小型焊件容易造成工安危害的缺点，及改良处理大型焊接构件，不符合经济效益，且浪费时间之缺点。
有关本发明所采用之技术、手段及其功效，兹举一较佳实施例并配合图式详细说明于后，相信本发明上述之目的、构造及特征，当可由之得一深入而具体的了解。
附图说明
图1：是本发明之去除不锈钢金属焊接后表面氧化皮膜之制程。
具体实施方式
本发明人针对前述之金属表面处理水溶液之组成，搭配各种不同之成份比，该等配方组成之较佳成份比例如下；
针对前述之配方比例系以编号6、8、10、12，为本发明之金属表面处理水溶液的最佳比例。
藉由本发明之金属表面处理水溶液之组成，利用此一金属表面处理水溶液组成物，进以处理不锈钢金属焊接后表面氧化皮膜，其步骤如第一图所示，包括：
S1：工件制作，于不锈钢焊接物件上进行焊接，使不锈钢焊接物件表面产生氧化皮膜；
S2：脱脂：将不锈钢焊接物件表面存留之油脂及污垢去除，使表面洁净；
S3：水洗，将加工物件表面存留之前处理剂去除，使表面洁净；
S4：喷洒或浸蚀金属表面处理水溶液，将金属表面处理水溶液喷洒在加工物件之表面，或将加工物件及金属表面处理水溶液置于一填装器或化学浸蚀槽中，使加工物件得以与金属表面处理水溶液接触，并以机械方式均匀地搅动，而利用氯离子及硝酸根离子等氧化剂之添加，以增加电化学阳极解离之过电位，并于该过电位下，不外加电源，而得以藉由硝酸及氟离子在酸性溶液内将加工物件之氧化皮膜予以去除；其中该金属表面处理水溶液之填装器及化学浸蚀槽可选用耐蚀塑胶材质；另外，该加工物件与金属表面处理水溶液之接触时间系3分钟至15分钟，且该加工物件的表面处理温度为1℃至50℃；
S5：水洗，清洗使加工物件，以防止加工物件受到侵蚀；
S6：中和及防锈，用碱液将加工物件表面存留之前处理剂中和避免快速氧化；
S7：水洗，清洗使加工物件；
S8：烘干，将加工物件表面残存之水份去除，使表面快速干燥。
Claims (10)
1.一种去除不锈钢表面氧化皮膜之表面处理水溶液，其包括于水溶液中添加0.1至2克/升之羧酸(Carboxylic acid)、4至40克/升之氯离子(Chloride ion)、4至40克/升之硝酸根离子(Nitric acid ion)、10至100克/升之氟化合物(Fluorine compounds)及5至50克/升之添加剂(Additive)，该添加剂系选自尿素(Urea)、硫尿(Thiourea)及前述氨类之水溶性盐所组成的群组。
2.如权利要求1所述之去除不锈钢表面氧化皮膜之表面处理水溶液，其特征在于：该羧酸选自柠檬酸(Citric acid)、苹果酸(Malic acid)、草酸(Oxalicacid)、琥珀酸(Succinic acid)、酒石酸(Tartaric acid)、醋酸(Acetic acid)、蚁酸(Formic acid)等有机酸，及前述酸类之水溶性盐所组成之群组。
3.如权利要求1所述之去除不锈钢表面氧化皮膜之表面处理水溶液，其特征在于：该氯离子选自氯化铁(Iron chloride)、氯化铵(Ammonium chloride)、氯化钠(Sodium chloride)、氯化钾(Potassium chloride)、氯酸(Chloricacid)、过氯酸(Perchloric acid)，及前述酸类之水溶性盐所组成之群组。
4.如权利要求1所述之去除不锈钢表面氧化皮膜之表面处理水溶液，其特征在于：该硝酸根离子选自硝酸铁(Iron nitrate)、硝酸铵(Ammonium nitrate)、硝酸钠(Sodium nitrate)、硝酸钾(Potassium nitrate)、硝酸(Nitric acid)，及前述酸类之水溶性盐所组成之群组。
5.如权利要求1所述之去除不锈钢表面氧化皮膜之表面处理水溶液，其特征在于：该氟化合物选自氟化氢铵(Ammonium hydrogen fluoride)、氟化氢钠(Sodium hydrogen fluoride)、氟化氢钾(Potassium hydrogen fluoride)、氟化铵(Ammonium fluoride)、氢氟酸(Hydrofluoric acid)，及前述酸类之水溶性盐所组成之群组。
6.如权利要求1所述之去除不锈钢表面氧化皮膜之表面处理水溶液，其特征在于：该于水溶液中系包括1克/升之羧酸，30克/升之氯离子，30克/升之硝酸根离子，60克/升之氟化合物，与20克/升之添加剂。
7.如权利要求1～6任意一种表面处理水溶液在去除不锈钢金属表面氧化皮膜中的应用，其步骤包括：
脱脂：将不锈钢焊接物件表面存留之油脂及污垢去除，使表面洁净；
水洗：将加工物件表面存留之前处理剂去除，使表面洁净；
喷洒或浸蚀金属表面处理水溶液：将金属表面处理水溶液喷洒在加工物件之表面或将加工物件及金属表面处理水溶液置于一化学浸蚀槽中，使加工物件得以与金属表面处理水溶液接触，其中该金属表面处理水溶液包括0.1至2克/升之羧酸，4至40克/升之氯离子，4至40克/升之硝酸根离子，10至100克/升之氟化合物与5至50克/升之添加剂，该添加剂系选自尿素、硫尿及前述氨类之水溶性盐；
水洗：清洗使加工物件；
中和及防锈：将加工物件表面存留之前处理剂中和避免快速氧化；
水洗：清洗使加工物件；
烘干：将加工物件表面残存之水份去除，使表面快速干燥。
8.如权利要求7所述之表面处理水溶液在去除不锈钢金属表面氧化皮膜中的应用，其特征在于：该加工物件与金属表面处理水溶液之接触时间系3分钟至15分钟。
9.如权利要求7所述之表面处理水溶液在去除不锈钢金属表面氧化皮膜中的应用，其特征在于：该加工物件的表面处理温度为1℃至50℃。
10.如权利要求7所述之表面处理水溶液在去除不锈钢金属表面氧化皮膜中的应用，其特征在于：该金属表面处理水溶液之填装器及化学浸蚀槽选用耐蚀塑胶材质。
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