CN110923715B - 一种褪铁液及褪除铝合金表面铁层的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种褪除铝合金表面铁层的工艺，具有非常良好的社会效益和经济效益。本发明提供一种成分简单的褪铁液，按质量百分比，包括以下组分：硫酸20‑40％，酪蛋白0.02‑0.2％，烟酸0.05‑0.3％，间硝基苯磺酸钠0.5‑1.5％，十六烷基膦酸0.1‑0.5％，喹哪酸0.02‑0.2％，磺基水杨酸0.5‑2.5％，水余量。本发明褪铁液能有效对铝合金表面上的铁层进行腐蚀，同时褪铁液基本不与铝反应，不影响铝合金基体质量。褪铁液中还有抑制酸雾产生成分，反应时基本不产生酸雾，能保证生产操作人员的健康安全；褪铁液反应效率高，能快速褪除干净铝合金基体表面的铁层。

Description

一种褪铁液及褪除铝合金表面铁层的工艺

技术领域

本发明属于铝合金表面处理技术领域，涉及一种褪除铝合金表面铁层的工艺，具体涉及一种褪铁液及其制备方法与褪除铝合金表面铁层的工艺，本发明工艺同样适用于褪除铝合金基体表面的其他铁质层，具有非常良好的社会效益和经济效益。

背景技术

电磁炉已成为现代家庭生活中不可缺少的家电之一，它必须选择底部可导磁的锅具才能达到煮熟加热效果，此种锅具多为全不锈钢锅或多层金属复合底结构铝锅具。全不锈钢锅具生产成本高，锅的底部较薄，煎、炒食物时容易糊锅，同时较薄的锅底不耐用；而多层金属复合底结构铝锅需将不锈钢板放置在模具中，加压令其延展成预定形状，通过现有焊接、热压或其他方法将具有导磁性的不锈钢片嵌于铝锅底部，再进行其他后续加工后即可完成，但此种方法成本高、效率低，而且不锈钢片与铝锅的结合效果不好时，直接影响到锅具的导磁效果，不适宜推广。

目前有些企业采用热喷涂加工技术将铁质感应层喷涂于铝锅外底上，经过热喷涂铁质感应层后本身没有电磁感应的铝锅变成有电磁感应，可用于电磁炉。但由于生产时操作原因、锅身原因或机器等原因导致铝锅喷涂铁层不及格，达不到品检要求，不能进行下一工序，而无法销售。现有技术回收处理这些不良品的方法是对锅底进行喷砂。喷砂原理是铁砂对铁质感应层进行高强度冲击，利用物理方法把铁层除掉。但喷砂存在能耗高，废渣排放量大，工人劳动强度高效率低等缺点，生产效率极低。

发明内容

为了解决这些难题，本发明目的是利用铁氧化还原电位高于铝的原理，研发一种新型褪除铁层方法，主要采用化学处理法代替物理喷砂法，使用化学试剂对铁进行腐蚀以代替用铁砂对铁质层物理冲击的褪除方法，本发明工艺方法节约大量人力物力和能耗，不产生固体废弃物，提高了生产效率和产品合格率，真正实现了清洁生产，本发明方法适用于褪除铝合金基体表面的铁层，具有非常良好的社会效益和经济效益。

基于上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种褪铁液，按质量百分比，包括以下组分：

优选地，一种褪铁液，按质量百分比，包括以下组分：

由于铁的氧化还原电位高于铝，本发明采用间硝基苯磺酸钠，其为一种中等强度的氧化剂，能够在铝表面生成一层钝化膜，阻止硫酸对铝材的腐蚀，但在铁表面不能形成有效的钝化膜，所以铁能够被硫酸腐蚀形成亚铁离子并产生氢气。十六烷基膦酸能够在铝合金表面上形成一层分子自组装膜，也能够起到防腐作用。喹哪酸能够与被硫酸侵蚀的微量铝离子形成不溶于水的物质从而起到隔离硫酸溶液的作用，防止铝合金被进一步的侵蚀。酪蛋白和烟酸能够有效的吸附在铝合金表面上形成一层物理吸附膜起到隔绝硫酸溶液的作用，磺基水杨酸是一种很好的铁离子络合剂，其作用是能够与铁表面生成的铁离子络合将其带离铁层表面，从而加快硫酸与铁的接触，提高硫酸腐蚀铁层的速度，缩短整个褪铁时间，可以进一步降低硫酸对铝材的微量腐蚀。通过本发明选用的7种组分协同作用，从而有效腐蚀褪除铝合金表面上铁层，同时褪铁液中含抑制酸与铝反应的成分，使褪铁液基本不与铝反应，不影响铝合金基体本身的质量。

本发明的另一方面提供了一种褪铁液的制备方法，包括以下步骤：

将酪蛋白和烟酸加入水中，搅拌，得到溶液A；

将间硝基苯磺酸钠和十六烷基膦酸加入水中，搅拌，得到溶液B；

将喹哪酸和磺基水杨酸加入水中，搅拌，得到溶液C；

将硫酸加入水中，加入溶液A、溶液B、溶液C，搅拌，得到褪铁液。

优选地，将酪蛋白和烟酸加入35-50℃的水中，搅拌至溶解，得到溶液A。

优选地，将间硝基苯磺酸钠和十六烷基膦酸加入水中，搅拌至溶解，得到溶液B。

优选地，将喹哪酸和磺基水杨酸加入水中，搅拌至溶解，得到溶液C。

优选地，将硫酸加入水中，先加入溶液B，搅拌，再加入溶液C，搅拌，最后加入溶液A，搅拌，得到褪铁液。

上述步骤中水的用量以能够将步骤中的组分溶解或搅拌均匀为宜，本领域技术人员可以根据实际需要对水的用量进行调整。

更优选地，将硫酸加入装有水的PP槽中，先加入溶液B，搅拌至溶解，再加入溶液C，搅拌至溶解，最后加入溶液A，搅拌至溶解，得到褪铁液。

进一步优选地，将硫酸缓慢加入装有水的PP槽中，加入硫酸过程中温度控制在70℃以内，待温度降至65℃以下，先加入溶液B，搅拌至溶解，再加入溶液C，搅拌至溶解，最后加入溶液A，搅拌至溶解，得到褪铁液。

具体地，一种褪铁液的制备方法，包括以下步骤：

将酪蛋白和烟酸加入35-50℃的水中，搅拌至溶解，得到溶液A；

将间硝基苯磺酸钠和十六烷基膦酸加入水中，搅拌至溶解，得到溶液B；

将喹哪酸和磺基水杨酸加入水中，搅拌至溶解，得到溶液C；

将硫酸缓慢加入装有水的PP槽中，加入硫酸过程中温度控制在70℃以内，待温度降至65℃以下，先加入溶液B，搅拌至溶解，再加入溶液C，搅拌至溶解，最后加入溶液A，搅拌至溶解，得到褪铁液。

更具体地，一种褪铁液的制备方法，包括以下步骤：

按百分比将酪蛋白和烟酸溶于45℃的水中，搅拌使其溶解，得到溶液A；

按百分比将间硝基苯磺酸钠和十六烷基膦酸溶于水中，搅拌使其溶解，得到溶液B；

按百分比将喹哪酸和磺基水杨酸溶于水中，搅拌使其溶解，得到溶液C；

按百分比将硫酸缓慢加入已加好水的PP槽中，加料中溶液温度控制在70度以内，待温度降到65度以内，加入溶液B并搅拌均匀，再加入溶液C并搅拌均匀，最后加入溶液A搅拌均匀，得到可以褪除铁质层，同时不腐蚀铝、不产生酸雾的褪铁液。

本发明还提供了一种褪除铝合金表面铁层的工艺，包括以下步骤：

将待处理工件放入褪铁液中浸泡；

水洗，得到处理后的工件。

优选地，将待处理产品放入55-75℃的褪铁液中，浸泡20-90min。

优选地，利用20-35℃的水进行水洗，得到处理后的产品。

优选地，将待处理工件放入褪铁缸加热装置中进行褪除铝合金表面铁层的工艺。更优选地，所述褪铁液中浸泡褪铁缸加热装置为了应对强酸腐蚀采取一些列措施，使用蒸汽加热，管道材质采用特氟龙并且加入减压装置。采用蒸汽加热生产升温快效率高；褪铁液主要成分是硫酸，使用特氟龙管道能耐强酸而且价格低廉；由于特氟龙管道抗高压能力不强，加入减压装置降低蒸汽对管壁的压力延长管道寿命。铝炊具工件在经过该工艺处理后，铝锅表面铁层完全褪除干净同时把铝锅清洗干净。处理后铝锅的尺寸、外观与喷涂铁质感应层前的正常产品一样，铝锅可直接进入正常生产工序。本发明提供的处理工艺具有工艺简单，生产效率高等优点。

本发明的有益技术效果是：

本发明提供一种成分简单的褪铁液，能有效对铝合金表面上的铁层进行腐蚀，而且褪铁液中含有抑制酸与铝反应成分，褪铁液基本不与铝反应，不影响铝合金基体质量。褪铁液中还有抑制酸雾产生成分，反应时基本不产生酸雾，能保证生产操作人员的健康安全；褪铁液中的添加剂不会对环境造成污染，实现清洁生产。褪铁液反应效率高，能快速褪除干净铝合金基体表面的铁层。

具体实施方式

现结合具体实施例对本发明进行详细说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

实施例1

一种褪铁液，按质量百分比，包括以下组分：

一种褪铁液的制备方法，包括以下步骤：

按百分比将酪蛋白和烟酸溶于45℃的水中，搅拌使其溶解，得到溶液A；

按百分比将间硝基苯磺酸钠和十六烷基膦酸溶于水中，搅拌使其溶解，得到溶液B；

按百分比将喹哪酸和磺基水杨酸溶于水中，搅拌使其溶解，得到溶液C；

按百分比将硫酸缓慢加入已加好水的PP槽中，加料中溶液温度控制在70度以内，待温度降到65度以内，加入溶液B并搅拌均匀，再加入溶液C并搅拌均匀，最后加入溶液A搅拌均匀，得到可以褪除铁质层，同时不腐蚀铝、不产生酸雾的褪铁液。

一种褪除铝合金表面铁层的工艺，包括以下步骤：

褪铁液的温度控制在70℃，将待褪铁的铝合金炊具放入装有褪铁液的褪铁缸加热装置中开始褪铁，刚开始反应比较剧烈有较多的气体产生，当反应明显减缓时无明显气体产生时取出铝合金炊具观察表面的铁层是否去除干净；若去除完全则用常温清水水洗。

实施例2

一种褪铁液，按质量百分比，包括以下组分：

本实施例褪铁液的制备方法同实施例1。

一种褪除铝合金表面铁层的工艺，包括以下步骤：

褪铁液的温度控制在60℃，将待褪铁的铝合金炊具放入装有褪铁液的褪铁缸加热装置中开始褪铁，刚开始反应比较剧烈有较多的气体产生，当反应明显减缓时无明显气体产生时取出铝合金炊具观察表面的铁层是否去除干净；若去除完全则用常温清水水洗。

实施例3

一种褪铁液，按质量百分比，包括以下组分：

本实施例褪铁液的制备方法同实施例1。

一种褪除铝合金表面铁层的工艺，包括以下步骤：

褪铁液的温度控制在65℃，将待褪铁的铝合金炊具放入装有褪铁液的褪铁缸加热装置中开始褪铁，刚开始反应比较剧烈有较多的气体产生，当反应明显减缓时无明显气体产生时取出铝合金炊具观察表面的铁层是否去除干净；若去除完全则用常温清水水洗。

对比例

一种褪铁液，按质量百分比，包括以下组分：

硫酸 30％，

水 余量。

对比例褪除铝合金表面铁层的工艺，同实施例3。

将实施例1-3和对比例中褪铁处理后的铝合金炊具进行检测，所得结果如表1所示。

表1铝合金炊具检测

检测	铁层厚度	褪除铁层所需时间	铝材厚度减少值
				实施例1	0.5mm	32min	13μm
实施例2	0.4mm	31min	15μm
				实施例3	0.45mm	33min	12μm
对比例	0.5mm	35min	907μm

通过表1可以看出，在铁层厚度相近，褪除铁层所需时间基本相同情况下，实施例1-3褪铁处理后的铝合金炊具表面的铝材厚度减少值远远小于对比例，说明本发明褪铁液能够有效腐蚀褪除铝合金炊具表面上铁层，同时抑制酸与铝的反应，使褪铁液基本不腐蚀铝，不影响铝铝合金炊具质量。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种褪铁液，其特征在于，按质量百分比，包括以下组分：

所述褪铁液用于褪除铝合金表面铁层。

2.根据权利要求1所述的褪铁液，其特征在于，按质量百分比，包括以下组分：

3.权利要求1或2所述的褪铁液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将酪蛋白和烟酸加入水中，搅拌，得到溶液A；

将间硝基苯磺酸钠和十六烷基膦酸加入水中，搅拌，得到溶液B；

将喹哪酸和磺基水杨酸加入水中，搅拌，得到溶液C；

将硫酸加入水中，加入溶液A、溶液B、溶液C，搅拌，得到褪铁液。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，将酪蛋白和烟酸加入35-50℃的水中，搅拌至溶解，得到溶液A。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，将间硝基苯磺酸钠和十六烷基膦酸加入水中，搅拌至溶解，得到溶液B；将喹哪酸和磺基水杨酸加入水中，搅拌至溶解，得到溶液C。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，将硫酸加入水中，先加入溶液B，搅拌，再加入溶液C，搅拌，最后加入溶液A，搅拌，得到褪铁液。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，将硫酸加入装有水的PP槽中，先加入溶液B，搅拌至溶解，再加入溶液C，搅拌至溶解，最后加入溶液A，搅拌至溶解，得到褪铁液。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，加入硫酸过程中温度控制在70℃以内，待温度降至65℃以下，先加入溶液B，搅拌至溶解，再加入溶液C，搅拌至溶解，最后加入溶液A，搅拌至溶解，得到褪铁液。

9.一种褪除铝合金表面铁层的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

将待处理工件放入权利要求1或2所述褪铁液中浸泡；

水洗，得到处理后的产品。

10.根据权利要求9所述的工艺，其特征在于，将待处理工件放入55-75℃的褪铁液中，浸泡20-90min。