CN1029862C - 不锈钢氧化层的化学脱除剂 - Google Patents

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Abstract

一种不锈钢氧化层的脱除剂，采用氟硅酸(或其盐)、硝酸、硫酸、盐酸、氟磷酸(或其盐)、LN-826(或LN-500)及水配制而成脱除液，浸洗不锈钢体时脱除液中能保持一定浓度的HF，并有限度地使用一定浓度的具有氧化能力的酸。发明既能高效率脱出不锈钢氧化层，无HF和氮氧化物等有害气体逸出避免污染空气，同时不伤钢体。

Description

本发明属于处理不锈钢氧化层的化学制剂。
由Cr、Ni、Ti等金属元素与Fe冶炼成的不锈钢是合金中的优秀钢种。由于具有良好的化学稳定性、机械强度及光亮美观，越来越广泛地应用于工业生产和人民生活之中。然而这种表面常产生一层灰黑色的氧化层，既影响加工又失去光亮，必须予以除去。脱除氧化层的方法通常是采用化学药液浸洗：如JP61049706热轧奥氏体（Austenitic）不锈钢板时在650℃成卷，而后不锈钢板在40～150℃下预热，再用HNO3和HF或用盐酸及高铁盐的溶液喷洗或浸洗以除锈;JP61147888在不锈钢薄板的表面加工时在进行矿物油、高温氧化、盐三项处理后用HNO3和HF在55℃下处理;在DD244362中用铬的氧化物、硫酸、氢氟酸和六次甲基四胺配制成的溶液在15～30℃下酸洗，又如CN8601522则用硝酸，氢氟酸，硬脂酸镁，硝酸镁和多磷酸钠进行酸洗并能使其表面钝化。酸洗表面文献颇多，虽其加入组份有所不同，然而其主要组分离不了硝酸;氢氟酸;以及盐酸、硫酸等。这些酸与不锈钢表面氧化层（Fe、Cr、Ni、Ti等金属氧化物，等非金属氧化物及混杂其间的炭）反应进行得很快，迅速脱去灰黑色氧化层而露出光洁铮亮的表面，脱除效果令人满意。可是在浸洗过程中往往难以避免地产生大量的氮氧化物（NO、N2O、NO2等）和氟化氢气体，常严重地污染环境，从而也威胁操作从员的健康。众所周知HF和氮氧化物中的大多数对人体的皮肤和呼吸器官有极大的刺激和腐蚀作用，HF能导致人体牙齿过早脱落，骨骼变脆，严重时甚至危及生命。
本发明的目的是提供一种既能够有效地脱除不锈钢氧化 层，又无氟化氢和氮氧化物对环境污染的不锈钢氧化层的脱除剂。
氟硅酸（Fluorosilicic    acid）是一种酸性相当强的酸，可以和许多金属氧化物和碳酸盐反应，在水中可水解：
其K＝5.4×10-27（ファィンクミヵル事典编集委员会编《ファィンクミヵル事典》昭和57年7月p1028）即使在常温下H2SiF6也有50%以上的离解，将其浓溶液冷却可得到无色的H2SiF6·2H2O的晶体，mp19℃，其稀水溶液，有如下的水解常数K＝[SiF4]、[F′]2/[SF6″]＝7.10-7（Б.В.НЕКРАСОВ《курс оБЩЕЦХЦМЦЦ》МоскВА.1952.p499）。H2SiF6的稀溶液是稳定的，13.3%溶液可蒸馏而不分解，H2SiF6不腐蚀玻璃（GEORG BRAUER《Handbuch der Dr parativen anorgani-schen Chemie 1960》）。本发明根据以上原理，采用氟硅酸及其盐类作为不锈钢氧化层脱除液的主要组分之一，用其陆续水解生成的HF，若在脱除氧化层时消耗掉所水解生成的HF后，其水解反应将向产生成HF方向进行，成为供应HF之源;又因水解反应的K值甚小，HF不会逸出而污染环境;特别是H2SiF6不腐蚀玻璃，足见其对HF量的控制得当，同时又增加使用时的安全感。本发明还满足脱除不锈钢氧化层时的氧化能力有限度使用酸，以及硫酸等其他无机酸。在硝酸使用浓度不大于11%时氧化只产生易溶于稀硝酸，而氮氧化物中唯一毒性最小的N2O，排除了NO、NO2污染空气的可能。本发明还根据氟磷酸、氟硼酸性质亦有限度地使用之。
实例一
按如下配比配制脱除剂
氟硅酸（30%）    23.0%
硝酸（98%）    7.3%
硫酸（98%）    8.70%
LN-826    0.05%
水    余量
将带有灰黑色氧化层的不锈钢加工件（1Cr18Ni9Ti）置入配好的脱除剂中，在常温下浸洗45～50min后取出用清水冲洗即可;洗净后加工件锃亮光洁。
实例二
按如下配方配制脱除剂：
氟硅酸（30%）    23.0%
硝酸（98%）    7.0%
硫酸（98%）    8.2%
一氟磷酸（67%）    1.0%
水    余量
带有灰黑色氧化层的不锈钢加工件置入上述配方配成的脱除液中，脱除液的温度为40～～50℃下，浸洗20～30min后取出用清水冲洗即获得不锈钢的新鲜表面。
实例三
按下列配方配制脱除剂：
氟硅酸（30%）    22.0%
硝酸（98%）    7.0%
硫酸（98%）    8.1%
氟硼酸钠    0.2%
氟硼酸钾    0.07%
LN-500    0.05%
水    余量
脱出实例如实例一。
（重量）
本发明提供的不锈钢氧化层脱除剂的配方为：
氟硅酸（或其盐）    0.100～40.00%
硝酸（98%）    0.50～11.00%
硫酸（98%）    0.10～25.00%
盐酸（36%）    0.00～20.00%
氟磷酸（或其盐）    0.00～16.00%
磷酸（85%）    0.00～30.00%
氟硼酸（或其盐）    0.00～4.00%
LN-826（或LN-500）    0.001～1.0%
水    余量
其配制方法是在室温下将以上各组分物质按配方加入部分水中混合搅拌至溶解，之后加入余量的水搅匀即可。不锈钢加工件脱除时可在室温下进行，亦可在加热下进行：将加工件浸入脱除液中室温下40～50min完成;若在40～50℃下则30～20min亦完成。取出加工件后用清水冲洗即刻出现光亮的不锈钢表面。在脱除剂配制和浸洗时不产生任何刺激人的气体，若脱除剂不慎溅到人体皮肤上时并无灼烧感觉，只需以清水及时冲洗即无任何损害，对操作人员十分安全。本脱除液可反复使用，如失效后可综合利用或以Ca（OH）2处理之。
本发明的特点是：不锈钢脱除剂选用氟硅酸作为主要组分是利用其强酸性以及其水解反应提供所需的HF，能自动控制脱除剂中的HF浓度，不会有HF逸出;在提高脱除剂的氧化能力的前题下限定HNO3的使用浓度，防止有害的氮氧化物（NO，NO2）的产生，既保证高效能脱除不锈钢氧化层，又不污染空气，同时保证操作安全;效率高;节省原料且又起缓蚀作用不伤钢体;配制脱除剂和浸洗方法十分简单易行

Claims (1)

1、不锈钢氧化层的化学脱除剂，特征在于其重量百分组成为：
氟硅酸(或其盐)    0.～40.00%、
硝酸(98%)         0.50～11.00%、
硫酸(98%)         0.10～25.00%、
盐酸(36%)         0.00～20.00%、
氟磷酸(或其盐)     0.00～16.00%、
磷酸(85%)         0.00～30.00%、
氟硼酸(或其盐)     0.00～4.00%、
LN-826(或LN-500)  0.001～1.000%、
水                余量。
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