CN1053647A - 不锈钢氧化层的化学脱除法 - Google Patents

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Abstract

一种脱出不锈钢氧化层的方法，采用氟硼酸盐、 硝酸、硫酸、盐酸、氢氟酸、高氯酸、双氧水配制而成。 氟硼酸在水解时可提供一定量的HF；且能与氮氧化 物形成稳定络合，因此既保证硝酸、氢氟酸的高效脱 氧化层，又不使HF与氮氧化物溢出，避免污染空 气。

Description

本发明涉及不锈钢氧化层的化学处理方法。
由于不锈钢具有较好的耐腐蚀性能、导热性能、机械性能和美观等优点而广泛用于国民经济各行业。不锈钢的型材、铸件或加工件一经高温处理后表面形成一层黑灰色的氧化层，表面既不光滑美观、不耐腐蚀，又不易进一步加工，因而必须加以脱除。脱除不锈钢氧化层（以下简称氧化层）的方法有化学法与机械法等，由于化学法简单易行且效率高故而广泛采用。最常使用的是用氢氟酸与硝酸混合液浸洗不锈钢件，其氧化层（含有Ni、Cr、Fe等金属氧化物及非金属氧化物等）与这种混合酸的反应进行地十分迅速，很快就脱掉氧化层、显露出不锈钢光洁的金属表面。然而在酸洗过程中会产生大量的氮氧化物（NO、NO2）与氟化氢不断逸出，严重污染环境和威胁工人的健康。氟化氢对人体有着极强的渗透力，人长期在含有这种气体环境下工作不仅对皮肤及呼吸器官有腐蚀和损害作用，而且危害骨骼与牙齿;氮氧化物对人体的危害也是十分严重的，空气中的浓度达100～150ppm时就能危及人的生命。因此人们不断进行研究，用不同的化学药剂来脱除不锈钢的氧化层。如JP57094578除了使用氢氟酸及其盐以外还使用酒石酸、柠檬酸或马来酸;JP58073777在配制清洗液时当使用硝酸、氢氟酸、硫酸时还预先加入过氧化氢或高锰酸盐防止NOx生成;SU1382876则推荐除了用硫酸、硝酸、氟化盐及二甲基硫酸酯;CN87105097发明的方法是用硫酸、硝酸钠、氯化钠、三氯化铁或硫酸铁与水配制的溶液除去氧化层。以上方法都有一定的脱除不锈钢氧化层的作用。本发明的目的是提供一种高效的不锈钢氧化层脱除法，配制的氧化层脱除药剂既保证有如氢氟酸和硝酸般的脱除速度和效能，又无氟化氢和氮氧化物气体的污染环境。
本发明提出的氧化层脱除液（以下简称脱除液）除了加入一定量的氢氟酸外是以加入氟硼酸及其盐类的水解来提供氟化氢的：
当HF参加了反应后则反应平衡向右转移，又产生新的HF。在氧化层脱除液中也加入硝酸，特别应提到的是硝酸反应时产生的氮氧化物立即与氟硼酸根离子结合而成为NOBF4，这是一种稳定的坚硬的晶体，这一结果可用NO导入HBF4溶液中而制得（涅克拉索夫普通化学）。这样氮氧化物还未逸出来就参加了反应。可以说氟硼酸及其盐的加入既是一种氟化氢的“储蓄所”又是氮氧化物的吸收剂，因而基本消除了两种气体对空气的污染。实际工作中使人感到意外的是：脱除液中加入了氟硼酸（或其盐）后对人体的腐蚀程度极大地下降，不仅脱除液溅到人体皮肤上不觉灼痛，甚至用不戴任何护具的手去搅拌脱除液也无酸烧感觉，这样脱除不锈钢氧化层的操作工人就有了十分坚实的安全感。在脱除液配制过程中视氧化层情况加一定量的硫酸、盐酸、双氧水（H2O2）及高氯酸（HClO4）等。
本发明提供的氧化层脱除液的配方为：
氟硼酸及其盐  0.1～40.0%
硝酸（浓度65%）  1.0～52.0%
硫酸（浓度98%）  0.0～20.0%
盐酸（浓度35%）  0.0～10.0%
氢氟酸（浓度45%）  1.0～40.0%
高氯酸（浓度70%）  0～10%
双氧水（浓度30%）  0～10%
水  余量
以上各组份可在上述范围内波动，百分数不易超过百分之百。配制好的脱除液中HNO3含量不易超过30%。配制时在常温下进行，可将各组份加在一起搅拌而成，也可以将氢氟酸、氟硼酸（或其盐）和部分水混和均匀，然后再与其他组份混合。使用时将不锈钢材置于配好的脱除液中，在30～60℃下浸洗，处理10～40min后用水清洗。
本发明的特点是：选用氟硼酸及其盐类，利用其水解反庆提供部分氟化氟，同时可以缚住硝酸参加反应而产生的氮氧化物，不仅保证了脱除氧化层的高效能，又不污染空气，同时保证了操作安全进行。
实例1：
按如下比例配制氧化层脱除液
KBF414.0%
HNO3（65%） 47.0%
HF（45%）  30%
H2O 余量
将普通不锈钢材（Cr  Ni  Ti）置于以上脱出液中于40～50℃下浸洗处理10～40min即可脱出完毕洗水洗涤后入库。
使用过并失效的脱出液以熟石灰（Ca（OH）2）处理之。
实例2：
按如下比例配制氧化层脱出液：
KBF414%
HF（45%）  15%
HClO4（72%） 3%
HNO3（65%） 44%
水  余量
混合后其中HNO3浓度28%。

Claims (3)

1、一种用化学药剂脱除不锈钢氧化层的方法，其特征在于将滞有氧化层的不锈钢材放入由氟硼酸盐、硝酸、硫酸、盐酸、氢氟酸、高氯酸、双氧水和水组成的脱除液中，在30～60℃下处理10～40min。
2、如权利要求1所述的脱除不锈钢氧化层的方法，本发明的特征在于化学脱除液其组成为：
氟硼酸及其盐  0.1～40.0%
硝酸（浓度65%）  1.0～52.0%
硫酸（浓度98%）  0.0～20.0%
盐酸（浓度35%）  0.0～10.0%
氢氟酸（浓度45%）  1.0～40.0%
高氯酸（浓度70%）  0～10%
双氧水（浓度30%）  0～10%
水  余量
以上各组份可在上述范围内波动，总百分数不易超过百分之百。脱除液的配制方法是：在室温下将氢氟酸、氟硼酸（或其盐）和部分水混和均匀，然后再与其他组份混合。
3、如权利要求1、2所述的脱除不锈钢氧化层的方法，本发明的特征在于配制好的脱除液中HNO3的含量不得超过30%。
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