CN105331989A - 一种新型不锈钢酸洗钝化液及其酸洗钝化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型不锈钢酸洗钝化液，以重量份计，包括以下组分：过氧化氢30-40份，氢氟酸20-30份，柠檬酸5-15份，硫脲衍生物3-7份，辛基酚聚氧乙烯醚2-8份，去离子水50-80份，硅烷偶联剂1-5份，聚天冬氨酸5-10份，聚丙烯酰胺3-8份，没食子酸5-12份。本发明还公开了其酸洗钝化工艺。该不锈钢酸洗钝化液不含硝酸和无机强酸，可以达到酸洗、钝化功用合二为一，可以有效提高不锈钢表面的抗腐蚀性能，工艺简单，对操作环境无特殊要求，可以广泛适用于成形、组装、焊接等过程中产生的铁锈、焊斑、油污、黑色和黄色氧化皮的清除并对不锈钢工件进行全面钝化。
Description
技术领域：
本发明涉及表面处理技术领域，具体的涉及一种新型不锈钢酸洗钝化液。
背景技术：
不锈钢具有良好的耐蚀性、抗高温氧化性，较好的低温性及优良的机械与加工性，因而广泛用于化工。石油、动力、核工程、航空航天、海洋、医药、轻工、纺织等部门。耐腐蚀作为不锈钢最为主要的特点，其性能优劣除了材质本身的区别外，还主要看不锈钢表面形成的钝化膜的好坏，如果膜不完整或有缺陷，不锈钢仍会被腐蚀，不锈钢设备与不见在成形、组装、焊接、焊缝检查及施工标记等过程中带来表面油污、铁锈、非金属污染物、低熔点金属污染物、油漆、焊渣与飞溅物等，这些物质影响了不锈钢设备与部件表面质量，破坏了其表面的氧化膜，降低了不锈钢的抗全面腐蚀性能和抗局部腐蚀性能(包括点蚀、缝隙腐蚀)。工程上通常进行酸洗钝化处理，使不锈钢的耐蚀潜力发挥的更大。对核工程、某些化工装置及其他使用严格的设备，除酸洗钝化外，还要采用高纯度介质进行最终精细清洗或进行机械、化学与电解抛光等精整处理。
金属腈氧化介质处理后，其腐蚀速度比未处理前有显著下降的现象称金属的钝化。不锈钢的抗腐蚀性能主要是由于表面覆盖着一层极薄的致密的钝化膜，这层膜可以把金属与腐蚀介质完全隔开，防止金属与腐蚀介质直接接触，从而使金属基本停止溶解。
目前，不锈钢酸洗液主要采用浓硝酸与氢氟酸相混合，或者浓盐酸与氢氟酸混合，但是该酸洗液在处理不锈钢时，容易产生氢，使得不锈钢材料力学性能变差，或者放出NO，对环境造成污染，而且其酸洗速度较慢，刺激味大，对人体有害。
中国专利(201210065561.0)公开了一种新型不锈钢酸洗钝化液，包括无机酸、渗透剂、氧化剂、缓蚀剂，其中，无机酸为硫酸、盐酸和焦磷酸钾的混合物，该不锈钢酸洗钝化液无刺激性气味，无黄色酸雾产生，不伤皮肤，成本低，且酸洗钝化工艺简单，可以实现酸洗、钝化二合一的目的。但是其稳定性差，酸洗速度较慢，处理后的材料的力学性能受到影响。
发明内容：
本发明的目的是提供一种新型不锈钢酸洗钝化液，不含硝酸和无机强酸，可以达到酸洗、钝化功用合二为一，可以有效提高不锈钢表面的抗腐蚀性能，工艺简单，对操作环境无特殊要求。
本发明的另一个目的是提供不锈钢表面酸洗钝化工艺。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种新型不锈钢酸洗钝化液，以重量份计，包括以下组分：
过氧化氢30-40份，氢氟酸20-30份，
柠檬酸5-15份，硫脲衍生物3-7份，
辛基酚聚氧乙烯醚2-8份，去离子水50-80份，
硅烷偶联剂1-5份，聚天冬氨酸5-10份，
聚丙烯酰胺3-8份，没食子酸5-12份。
作为上述技术方案的优选，一种新型不锈钢酸洗钝化液，以重量份计，包括以下组分：
过氧化氢40份，氢氟酸20份，
柠檬酸10份，硫脲衍生物6份，
辛基酚聚氧乙烯醚5份，去离子水70份，
硅烷偶联剂3.5份，聚天冬氨酸8份，
聚丙烯酰胺7份，没食子酸11份。
作为上述技术方案的优选，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550。
本发明采用聚天门冬氨酸作为络合剂，其可以与不锈钢表面氧化物发生化学反应，将不锈钢表面难于反应的高价金属氧化物和高价铁盐转化成易溶于酸的低价铁盐，大大促进了酸洗速度，同时与Fe2+形成稳定的络合物，提高Fe2+的浓度，保持酸洗钝化液的稳定性。
为了减小酸洗对不锈钢力学性能的影响，本发明提供的不锈钢酸洗钝化液中添加有柠檬酸、硫脲衍生物、没食子酸等作为缓蚀抑雾剂，使得不锈钢经过处理后力学性能有所改善，氢脆系数大大下降。
新型不锈钢酸洗钝化液的酸洗钝化工艺，包括以下步骤：
(1)除油；将不锈钢工件完全进入到槽液内，控制温度25-50℃，超声3-5min；
(2)在室温下，将浸泡超声后的不锈钢工件用高压水枪冲洗；
(3)将不锈钢工件浸泡在权利要求1所述的酸洗钝化液中，控制温度为25-50℃，浸泡时间为30-60min；
(4)在室温下将浸泡后的不锈钢工件利用高压水枪冲洗，然后在100-120℃下，烘干。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述超声的功率为200W-500W。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述浸泡的时间为45min，浸泡温度为40℃。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的不锈钢酸洗钝化液不含硝酸和无机强酸，无刺激性气味，，无毒，制备和使用过程中无有毒物质的释放，有利于环境保护；
(2)柠檬酸、没食子酸、硫脲衍生物的加入，可以有效减小酸对不锈钢表面的腐蚀，起到缓蚀的作用，且缓蚀效果佳；本发明添加聚天冬氨酸、聚丙烯酰胺和硅烷偶联剂，大大提高了不锈钢表面的酸洗速度，同时保证了酸洗的稳定性。
(3)本发明提供的不锈钢酸洗钝化液，广泛适用于成形、组装、焊接等过程中产生的铁锈、焊斑、油污、黑色和黄色氧化皮的清除并对不锈钢工件进行全面钝化，大大提高不锈钢工件的抗腐蚀性能，真正达到酸洗、钝化二合一的功效。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种新型不锈钢酸洗钝化液，以重量份计，包括以下组分：
过氧化氢30份，氢氟酸20份，
柠檬酸5份，硫脲衍生物3份，
辛基酚聚氧乙烯醚2份，去离子水50份，
硅烷偶联剂1份，聚天冬氨酸5份，
聚丙烯酰胺3份，没食子酸5份。
其酸洗钝化工艺包括以下步骤：
(1)除油；将不锈钢工件完全进入到槽液内，控制温度25℃，超声3min；
(2)在室温下，将浸泡超声后的不锈钢工件用高压水枪冲洗；
(3)将不锈钢工件浸泡在权利要求1所述的酸洗钝化液中，控制温度为25℃，浸泡时间为30min；
(4)在室温下将浸泡后的不锈钢工件利用高压水枪冲洗，然后在100℃下，烘干。
实施例2
一种新型不锈钢酸洗钝化液，以重量份计，包括以下组分：
过氧化氢40份，氢氟酸30份，
柠檬酸15份，硫脲衍生物7份，
辛基酚聚氧乙烯醚8份，去离子水80份，
硅烷偶联剂5份，聚天冬氨酸10份，
聚丙烯酰胺8份，没食子酸12份。
其酸洗钝化工艺包括以下步骤：
(1)除油；将不锈钢工件完全进入到槽液内，控制温度50℃，超声5min；
(2)在室温下，将浸泡超声后的不锈钢工件用高压水枪冲洗；
(3)将不锈钢工件浸泡在权利要求1所述的酸洗钝化液中，控制温度为50℃，浸泡时间为60min；
(4)在室温下将浸泡后的不锈钢工件利用高压水枪冲洗，然后在120℃下，烘干。
实施例3
一种新型不锈钢酸洗钝化液，以重量份计，包括以下组分：
过氧化氢32份，氢氟酸22份，
柠檬酸7份，硫脲衍生物4份，
辛基酚聚氧乙烯醚4份，去离子水60份，
硅烷偶联剂2份，聚天冬氨酸6份，
聚丙烯酰胺4份，没食子酸7份。
其酸洗钝化工艺包括以下步骤：
(1)除油；将不锈钢工件完全进入到槽液内，控制温度30℃，超声4min；
(2)在室温下，将浸泡超声后的不锈钢工件用高压水枪冲洗；
(3)将不锈钢工件浸泡在权利要求1所述的酸洗钝化液中，控制温度为30℃，浸泡时间为40min；
(4)在室温下将浸泡后的不锈钢工件利用高压水枪冲洗，然后在105℃下，烘干。
实施例4
一种新型不锈钢酸洗钝化液，以重量份计，包括以下组分：
过氧化氢34份，氢氟酸24份，
柠檬酸9份，硫脲衍生物5份，
辛基酚聚氧乙烯醚5份，去离子水65份，
硅烷偶联剂3份，聚天冬氨酸7份，
聚丙烯酰胺5份，没食子酸9份。
其酸洗钝化工艺包括以下步骤：
(1)除油；将不锈钢工件完全进入到槽液内，控制温度35℃，超声3min；
(2)在室温下，将浸泡超声后的不锈钢工件用高压水枪冲洗；
(3)将不锈钢工件浸泡在权利要求1所述的酸洗钝化液中，控制温度为35℃，浸泡时间为45min；
(4)在室温下将浸泡后的不锈钢工件利用高压水枪冲洗，然后在110℃下，烘干。
实施例5
一种新型不锈钢酸洗钝化液，以重量份计，包括以下组分：
过氧化氢36份，氢氟酸26份，
柠檬酸11份，硫脲衍生物6份，
辛基酚聚氧乙烯醚6份，去离子水70份，
硅烷偶联剂4份，聚天冬氨酸8份，
聚丙烯酰胺6份，没食子酸10份。
其酸洗钝化工艺包括以下步骤：
(1)除油；将不锈钢工件完全进入到槽液内，控制温度40℃，超声4min；
(2)在室温下，将浸泡超声后的不锈钢工件用高压水枪冲洗；
(3)将不锈钢工件浸泡在权利要求1所述的酸洗钝化液中，控制温度为40℃，浸泡时间为50min；
(4)在室温下将浸泡后的不锈钢工件利用高压水枪冲洗，然后在115℃下，烘干。
实施例6
一种新型不锈钢酸洗钝化液，以重量份计，包括以下组分：
过氧化氢38份，氢氟酸28份，
柠檬酸13份，硫脲衍生物6.5份，
辛基酚聚氧乙烯醚7份，去离子水75份，
硅烷偶联剂4.5份，聚天冬氨酸9份，
聚丙烯酰胺7份，没食子酸11份。
其酸洗钝化工艺包括以下步骤：
(1)除油；将不锈钢工件完全进入到槽液内，控制温度45℃，超声5min；
(2)在室温下，将浸泡超声后的不锈钢工件用高压水枪冲洗；
(3)将不锈钢工件浸泡在权利要求1所述的酸洗钝化液中，控制温度为45℃，浸泡时间为55min；
(4)在室温下将浸泡后的不锈钢工件利用高压水枪冲洗，然后在120℃下，烘干。
下面对本发明提供的不锈钢酸洗钝化液进行性能测试。
(1)不锈钢经酸洗钝化液处理前后力学性能变化
测试结果如表1所示，其中对比例为经浓硝酸与氢氟酸组成的酸洗钝化液处理的不锈钢：
表1
从表1可以看出，本发明提供的不锈钢酸洗钝化液对不锈钢的力学性能无影响。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本领域技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提小，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种新型不锈钢酸洗钝化液，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
过氧化氢30-40份，氢氟酸20-30份，
柠檬酸5-15份，硫脲衍生物3-7份，
辛基酚聚氧乙烯醚2-8份，去离子水50-80份，
硅烷偶联剂1-5份，聚天冬氨酸5-10份，
聚丙烯酰胺3-8份，没食子酸5-12份。
2.如权利要求1所述的一种新型不锈钢酸洗钝化液，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
过氧化氢40份，氢氟酸20份，
柠檬酸10份，硫脲衍生物6份，
辛基酚聚氧乙烯醚5份，去离子水70份，
硅烷偶联剂3.5份，聚天冬氨酸8份，
聚丙烯酰胺7份，没食子酸11份。
3.如权利要求1所述的一种新型不锈钢酸洗钝化液，其特征在于，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550。
4.如权利要求1至3任一所述的新型不锈钢酸洗钝化液的酸洗钝化工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)除油；将不锈钢工件完全进入到槽液内，控制温度25-50℃，超声3-5min；
(2)在室温下，将浸泡超声后的不锈钢工件用高压水枪冲洗；
(3)将不锈钢工件浸泡在权利要求1所述的酸洗钝化液中，控制温度为25-50℃，浸泡时间为30-60min；
(4)在室温下将浸泡后的不锈钢工件利用高压水枪冲洗，然后在100-120℃下，烘干。
5.如权利要求4所述的新型不锈钢酸洗钝化液的酸洗钝化工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述超声的功率为200W-500W。
6.如权利要求4所述的新型不锈钢酸洗钝化液的酸洗钝化工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述浸泡的时间为45min，浸泡温度为40℃。
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