專(zhuān)利名稱(chēng)：不銹鋼氧化層的化學(xué)脫除法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不銹鋼氧化層的化學(xué)處理方法。
由于不銹鋼具有較好的耐腐蝕性能、導(dǎo)熱性能、機(jī)械性能和美觀等優(yōu)點(diǎn)而廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)。不銹鋼的型材、鑄件或加工件一經(jīng)高溫處理后表面形成一層黑灰色的氧化層，表面既不光滑美觀、不耐腐蝕，又不易進(jìn)一步加工，因而必須加以脫除。脫除不銹鋼氧化層(以下簡(jiǎn)稱(chēng)氧化層)的方法有化學(xué)法與機(jī)械法等，由于化學(xué)法簡(jiǎn)單易行且效率高故而廣泛采用。最常使用的是用氫氟酸與硝酸混合液浸洗不銹鋼件，其氧化層(含有Ni、Cr、Fe等金屬氧化物及非金屬氧化物等)與這種混合酸的反應(yīng)進(jìn)行地十分迅速，很快就脫掉氧化層、顯露出不銹鋼光潔的金屬表面。然而在酸洗過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的氮氧化物(NO、NO2)與氟化氫不斷逸出，嚴(yán)重污染環(huán)境和威脅工人的健康。氟化氫對(duì)人體有著極強(qiáng)的滲透力，人長(zhǎng)期在含有這種氣體環(huán)境下工作不僅對(duì)皮膚及呼吸器官有腐蝕和損害作用，而且危害骨骼與牙齒;氮氧化物對(duì)人體的危害也是十分嚴(yán)重的，空氣中的濃度達(dá)100～150ppm時(shí)就能危及人的生命。因此人們不斷進(jìn)行研究，用不同的化學(xué)藥劑來(lái)脫除不銹鋼的氧化層。如JP57094578除了使用氫氟酸及其鹽以外還使用酒石酸、檸檬酸或馬來(lái)酸;JP58073777在配制清洗液時(shí)當(dāng)使用硝酸、氫氟酸、硫酸時(shí)還預(yù)先加入過(guò)氧化氫或高錳酸鹽防止NOx生成;SU1382876則推薦除了用硫酸、硝酸、氟化鹽及二甲基硫酸酯;CN87105097發(fā)明的方法是用硫酸、硝酸鈉、氯化鈉、三氯化鐵或硫酸鐵與水配制的溶液除去氧化層。以上方法都有一定的脫除不銹鋼氧化層的作用。本發(fā)明的目的是提供一種高效的不銹鋼氧化層脫除法，配制的氧化層脫除藥劑既保證有如氫氟酸和硝酸般的脫除速度和效能，又無(wú)氟化氫和氮氧化物氣體的污染環(huán)境。
本發(fā)明提出的氧化層脫除液(以下簡(jiǎn)稱(chēng)脫除液)除了加入一定量的氫氟酸外是以加入氟硼酸及其鹽類(lèi)的水解來(lái)提供氟化氫的
當(dāng)HF參加了反應(yīng)后則反應(yīng)平衡向右轉(zhuǎn)移，又產(chǎn)生新的HF。在氧化層脫除液中也加入硝酸，特別應(yīng)提到的是硝酸反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的氮氧化物立即與氟硼酸根離子結(jié)合而成為NOBF4，這是一種穩(wěn)定的堅(jiān)硬的晶體，這一結(jié)果可用NO導(dǎo)入HBF4溶液中而制得(涅克拉索夫普通化學(xué))。這樣氮氧化物還未逸出來(lái)就參加了反應(yīng)?？梢哉f(shuō)氟硼酸及其鹽的加入既是一種氟化氫的“儲(chǔ)蓄所”又是氮氧化物的吸收劑，因而基本消除了兩種氣體對(duì)空氣的污染。實(shí)際工作中使人感到意外的是脫除液中加入了氟硼酸(或其鹽)后對(duì)人體的腐蝕程度極大地下降，不僅脫除液濺到人體皮膚上不覺(jué)灼痛，甚至用不戴任何護(hù)具的手去攪拌脫除液也無(wú)酸燒感覺(jué)，這樣脫除不銹鋼氧化層的操作工人就有了十分堅(jiān)實(shí)的安全感。在脫除液配制過(guò)程中視氧化層情況加一定量的硫酸、鹽酸、雙氧水(H2O2)及高氯酸(HClO4)等。
本發(fā)明提供的氧化層脫除液的配方為氟硼酸及其鹽 0.1～40.0%硝酸(濃度65%) 1.0～52.0%硫酸(濃度98%) 0.0～20.0%
鹽酸(濃度35%) 0.0～10.0%氫氟酸(濃度45%) 1.0～40.0%高氯酸(濃度70%) 0～10%雙氧水(濃度30%) 0～10%水 余量以上各組份可在上述范圍內(nèi)波動(dòng)，百分?jǐn)?shù)不易超過(guò)百分之百。配制好的脫除液中HNO3含量不易超過(guò)30%。配制時(shí)在常溫下進(jìn)行，可將各組份加在一起攪拌而成，也可以將氫氟酸、氟硼酸(或其鹽)和部分水混和均勻，然后再與其他組份混合。使用時(shí)將不銹鋼材置于配好的脫除液中，在30～60℃下浸洗，處理10～40min后用水清洗。
本發(fā)明的特點(diǎn)是選用氟硼酸及其鹽類(lèi)，利用其水解反慶提供部分氟化氟，同時(shí)可以縛住硝酸參加反應(yīng)而產(chǎn)生的氮氧化物，不僅保證了脫除氧化層的高效能，又不污染空氣，同時(shí)保證了操作安全進(jìn)行。
實(shí)例1按如下比例配制氧化層脫除液KBF414.0%HNO3(65%) 47.0%HF(45%) 30%H2O 余量將普通不銹鋼材(Cr Ni Ti)置于以上脫出液中于40～50℃下浸洗處理10～40min即可脫出完畢洗水洗滌后入庫(kù)。
使用過(guò)并失效的脫出液以熟石灰(Ca(OH)2)處理之。
實(shí)例2按如下比例配制氧化層脫出液KBF414%HF(45%) 15%HClO4(72%) 3%HNO3(65%) 44%水 余量混合后其中HNO3濃度28%。
權(quán)利要求
1.一種用化學(xué)藥劑脫除不銹鋼氧化層的方法，其特征在于將滯有氧化層的不銹鋼材放入由氟硼酸鹽、硝酸、硫酸、鹽酸、氫氟酸、高氯酸、雙氧水和水組成的脫除液中，在30～60℃下處理10～40min。
2.如權(quán)利要求1所述的脫除不銹鋼氧化層的方法，本發(fā)明的特征在于化學(xué)脫除液其組成為氟硼酸及其鹽 0.1～40.0%硝酸(濃度65%) 1.0～52.0%硫酸(濃度98%) 0.0～20.0%鹽酸(濃度35%) 0.0～10.0%氫氟酸(濃度45%) 1.0～40.0%高氯酸(濃度70%) 0～10%雙氧水(濃度30%) 0～10%水 余量以上各組份可在上述范圍內(nèi)波動(dòng)，總百分?jǐn)?shù)不易超過(guò)百分之百。脫除液的配制方法是在室溫下將氫氟酸、氟硼酸(或其鹽)和部分水混和均勻，然后再與其他組份混合。
3.如權(quán)利要求1、2所述的脫除不銹鋼氧化層的方法，本發(fā)明的特征在于配制好的脫除液中HNO3的含量不得超過(guò)30%。
全文摘要
一種脫出不銹鋼氧化層的方法，采用氟硼酸鹽、硝酸、硫酸、鹽酸、氫氟酸、高氯酸、雙氧水配制而成。氟硼酸在水解時(shí)可提供一定量的HF；且能與氮氧化物形成穩(wěn)定絡(luò)合，因此既保證硝酸、氫氟酸的高效脫氧化層，又不使HF與氮氧化物溢出，避免污染空氣。
文檔編號(hào)C23G1/08GK1053647SQ90110300
公開(kāi)日1991年8月7日 申請(qǐng)日期1990年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月29日
發(fā)明者孫永春, 王禮 申請(qǐng)人:孫永春, 王禮