CN1032317C - 不锈钢氧化层的化学脱除法 - Google Patents

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Abstract

一种脱除不锈钢氧化层的方法，采用氟磷酸或其盐、硝酸、硫酸、盐酸、氟硼酸盐和水配制成脱除液，将带有氧化层的不锈钢在常温～50℃下浸洗60～30min，取出水洗。氟磷酸是具有氧化能力的强酸，水解提供足够的HF，保证高效的脱除能力又不污染空气。

Description

不锈钢氧化层的化学脱除法
本发明属于不锈钢表面氧化层的化学处理方法。
含有铬、镍、钛等金属的不锈钢具有很好的导热性、机械加工性、化学稳定性及光亮美观，在工业生产和日常生活中广为使用。然而在不锈钢制品经热处理后即生成一层黑色氧化层，不仅各种性能欠佳、且不光亮美观，影响使用，因而必须除去。脱除这种氧仳层最常用的是化学药物浸洗方法。例如：CN8601522所采用的是硝酸、氢氟酸、硬脂酸镁、硝酸镁和多磷酸钠制成的溶液进行浸洗；SU1382876的使用硫酸、硝酸、氢氟酸或氟化钠、硫酸和硫酸二甲酯的溶液脱除氧化层；再如JP60135586使用硝酸、磷酸、硫酸、JP61199084使用硝酸和氢氟酸处理不锈钢的氧化层。大多数方法中都使用硝酸，氢氟酸等无机酸，氧化层(含Cr、Ni、Fe、Ti等金属氧化物Si等非金属氧化物及碳等)与含有这些酸的溶液反应进行十分迅速，很快脱去黑(灰)色氧化层，露出不锈钢的光亮而平滑的表面，效果是令人满意的。然而在浸洗过程中往往会产生大量的氮氧化物(NO、NO2等)和氟化氧气体逸出，严重地污染了环境并威胁着操作者的身体健康。若在这种气氛下工作，这些气体会对人的皮肤和呼吸器官有很大的刺激和腐蚀作用。例如氟化氢对骨骼和牙齿有很强的渗透、破坏(患此症俗称氟骨病)，严重者甚至危及生命。
本发明的目的是提供一种脱除不锈钢氧化层的有效方法，并能杜绝氮氧化物和氟化氢对环境的污染和对人体的危害。
氟磷酸(包括HPF6、H2[PO3F]、H[PO2F2])，化学性质的最大特点是氧化能力强(ファィンケミカル事典编集委员会编ファィンケミカル事典昭和57年7月29版)。本身是强酸，与活泼金属反应生成的盐呈中性。若干数据证明，HPF6的酸性甚至比HClO4还强。一氟磷酸和二氟磷酸常温下都是液体，遇水水解成氟化氢和磷酸，它们较HPF6更易于水解(G、B、HEKPACOB KyPC 06wuu XNMNN1952年)。本发明根据以上原理，采用氟磷酸及其盐类作为不锈钢化层脱除液的主要组分，持别是应用其在水解时陆续生成HF，在HF消耗时水解反应将向生成HF的方向进行，因而这一组分成为HF的贮藏库，随时补充其消耗部分，因而绝无逸出到空气中的可能。本发明在氧化层脱出液中还使用硝酸和硫酸等组分，硝酸用量少，以致于反应时只产生N2O，它既无毒性又极易溶于水中，不会造成任何污染。
本发明提供的氧化层脱除液的配方为：
氟磷酸或其盐类       0.2～50.0％
硝酸(98％)           1.0～11.0％
硫酸(98％)           0.1～20.0％
盐酸(36％)           0.0～15.0％
氟硼酸盐             0.0～5.0％
水                   余量其配制方法是在室温下将以上各组分的物质混合搅拌而成。不锈钢加工件脱除氧化层时，可将加工件放入脱除液中浸洗，若在室温下浸洗，在45～60min完成；若在30～50℃下浸洗，40～20min亦可完成，取出用清水冲洗即使不锈钢加工件呈现光亮的表面。在脱除液配制和浸洗时不产生任何刺激人的气体，脱除液溅到人体皮肤上亦无灼烧感觉，只需用清水冲洗即无任何损害，对操作者十分安全。
本发明的特点是：选用氟磷酸及其盐作为脱除液的主要组份，其本身具有强氧化性；用其水解反应来提供所需氢氟酸，避免HF气体逸出；硝酸在限定的浓度下使用是作为辅助氧化剂，防止有害氮氧化物(NO，NO2)产生。本发明既保证了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。
            实  例
按如下比例配制脱除液：
一氟磷酸(67％)              22.1％
硝酸(98％)                 6.3％
硫酸(98％)                 7.6％
水                         余量将普通的带有灰黑色氧化层的不锈钢材(1Cr18Ni9Ti)置于上述配方配制而成的脱除液中，在常温下浸洗45～60min，取出水洗即可；若在40～50℃下浸洗只需30～45min。
使用过并失效的脱除液可回收综合利用或以Ca(OH)2处理。
          实  例
脱除液按下列配方配制
一氟磷酸(50％)            15.0％
硝酸(98％)                 7.2％
硫酸(98％)                 8.3％
氟硼酸钠                   0.3％
氟硼酸钾                   0.1％
水                         余量
脱除氧化层实例如例1。

Claims (4)

1、一种用化学药剂脱除不锈钢氧化层的方法，其特征在于将带有氧化层的不锈钢材或制品放入按下列配方配制的化学脱除液中，在室温下浸洗45～60min，而后用清水冲洗而成，化学脱除液配方为：
氟磷酸(包括HPF6、H2[PO3F]、H[PO2F2])或其盐                       0.2～50.0％
硝酸(含量98％)         1.0～11.0％
硫酸(含量98％)         0.1～20.0％
水                         余量。
2、根据权利要求1所述的脱除不锈钢氧化层的方法，其特征在于所述的化学脱除液配方中还含有：
盐酸(含量36％)               0.0～15.0％
氟硼酸盐                     0.0～5.0％
3、如权利要求1或2所述的脱除不锈钢氧化层的方法，其特征在于脱除液的配制方法为在室温下将各组分的物质混合搅拌而成。
4、如权利要求1所述的脱除不锈钢氧化层的方法，其特征在于将带有氧化层不锈钢材或制品放入化学脱除液中，在30～50℃下浸洗20～40min，而后用清水冲洗而成。
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