金屬材料的除銹清洗方法

　　(一)磨料噴砂清洗

　　磨料清洗是用極細(xì)的固體微粒借助水流或氣流為動(dòng)力，撞擊清洗對(duì)象表面使腐蝕產(chǎn) 物去除的物理清洗方法。磨料噴砂清洗是把干的或懸浮于液體中的磨料定向噴射到金 屬材料表面的清洗方法。磨料噴砂清洗可以去除金屬表面的鍍層、氧化皮、干燥污物、涂 料等污垢。 干噴砂使用的磨料包括金屬切砂、鐵丸、玻璃、細(xì)砂、干冰等。使用時(shí)根據(jù)需要選擇 合適硬度、密度、顆粒大小和形狀的磨料。對(duì)于較薄的金屬材料可選用液體噴砂。

　　通常 使用100~5000 目的磨料與水混合形成泥漿。加壓使泥漿通過(guò)噴嘴噴射到待清洗材料 上。為防止液體造成金屬銹蝕，噴砂液中常加有1%~5%由Na5P3O10、 Na2CO3、OP 乳化劑 等組成的防銹劑。

　　用于噴砂清洗的設(shè)備有三種：

　　不借助空氣壓力作用的拋砂葉片或轉(zhuǎn)葉輪，利用空氣壓力作用的噴嘴設(shè)備，吸入式(導(dǎo)入式)的噴嘴設(shè)備。

　　(二)酸洗除銹

　　酸洗是通過(guò)浸泡在酸水溶液中去除金屬材料表面氧化皮和其他雜質(zhì)的化學(xué)清洗方 法。由于酸洗既經(jīng)濟(jì)又適合連續(xù)作業(yè)，所以是去除金屬材料尤其是大噸位材料表面腐蝕 產(chǎn)物最有效的方法。為抑制酸對(duì)金屬的腐蝕和氫脆的發(fā)生，在酸洗液中要加入緩蝕劑和 氫脆抑制劑。

　　(三)熔鹽法清理氧化皮

　　是指待清洗材料與清洗劑混合于一體在高溫下進(jìn)行加熱，該清洗劑由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿?融狀液態(tài)，從而使待清洗表面的氧化皮脫落或轉(zhuǎn)化成易溶于水或酸的化合物。這種方法 適用處理常規(guī)方法難以去除的污垢。熔鹽法去除氧化皮可分為氧化法、電解法和還原法。 1、氧化法：由于氧化皮與金屬基體的熱膨脹系數(shù)不同，當(dāng)被清洗材料浸入熔鹽時(shí)，溫度上升至 鹽熔溫度后使氧化皮產(chǎn)生裂紋，熔鹽從裂紋浸入并將靠基體的底部低價(jià)氧化物氧化成高 價(jià)的氧化物，由于體積隨反應(yīng)進(jìn)行而增大，使表層氧化皮膨脹破裂。同時(shí)熔鹽與氧化皮 反應(yīng)生成水溶性鹽而便于在隨后的酸洗中清洗。最后用水急冷時(shí)，由于溫度劇烈變化和 產(chǎn)生蒸汽使不溶性膜變得疏松而脫落。這種方法有用途廣、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，工業(yè)上大 量生產(chǎn)的產(chǎn)品如不銹鋼，鈦金屬的圓料、棒料、線材和帶材都采用此法處理。 如不銹鋼表面含有73%Fe、18%Cr、9%Ni 的氧化皮在氫氧化鈉和硝酸鈉鹽溶液中 發(fā)生如下反應(yīng)： 2Fe3O4+NaNO3=3Fe2O3+NaNO2 2FeO+NaNO3=Fe2O3+NaNO2 Cr2O3+3NaNO3=2CrO3+3NaNO2 CrO3+2NaOH=Na2CrO4+H2O 反應(yīng)溫度205~480℃，在二氧化錳催化作用下，反應(yīng)生成的亞硝酸鈉與空氣中的氧 反應(yīng)又轉(zhuǎn)化為硝酸鈉和 Fe3O4 反應(yīng)，這樣生成的 Fe2O3、CrO3 等就易去除。 2、還原法： 還原法是用氫化鈉去除氧化皮的方法，也是在熔堿液中進(jìn)行。在氫氧化鈉堿液中金 屬鈉和氫氣反應(yīng)生成氫化鈉，與浸泡在熔堿液中的金屬接觸時(shí)把氧化皮中的鐵、鎳、鉻的 氧化物還原成金屬，當(dāng)金屬?gòu)娜蹓A中冷卻時(shí)，由于銹垢與金屬基體間膨脹系數(shù)的差異而 殘存的氧化皮從金屬表面脫落。 還原法的工藝為：氫化鈉生成→還原氧化皮→水冷卻→酸洗→水洗。 3、電解法：在既無(wú)化學(xué)氧化作用又無(wú)化學(xué)還原作用的熔鹽中通入直流電后，熔鹽被激活而具有 氧化性或還原性。熔鹽電解法主要用于除去鑄件上的型砂。

　　(四)堿液除銹

　　利用堿液清除氧化皮，既不腐蝕金屬基體，也不會(huì)產(chǎn)生氫脆，是一種可取的方法。通 常把利用絡(luò)合劑使金屬氧化物中的金屬離子絡(luò)合而使銹去除的方法稱為堿性除銹法。 表(10)、表(11)為兩種堿性除銹清洗劑的配方。 表(10)堿性除銹清洗劑配方/(g/L) 成分配方 ⅠⅡ EDTA30~50-- NaOH100~150150 氰化鈉50~7575 焦磷酸鈉--50 表面活性劑0.1~0.20.2~0.7 使用條件50~70℃、5~10A/dm2 下電解，70~90℃熱溶液加浸泡 表(11)美軍軍標(biāo)MIL-C-14460A 規(guī)定的除銹用堿性清洗劑/% 成分Ⅰ型Ⅱ型 葡萄糖酸鈉>13-- 氫氧化鈉(粉末)>25>35 起泡劑>54>4 乙二胺四乙酸四鈉>725~35 氰化鈉--25~35 使用條件濃度/(g/L)600240~360 溫度/℃沸點(diǎn)55 以下 (五)超聲波除銹 通常用30~70kHz 超聲波，在40~60℃下，用5%~20%酸作除銹劑清洗，使用的酸 有鹽酸、硫酸、硝酸及其混合酸。