金属表面除锈方法

1、金属表面除锈方法（一）手工除锈法这是一种最简单的除锈方法。用刮刀、手锤、钢刷、砂布（纸）、砂轮等工具，进行敲、铲、磨、刮等除掉锈污。这种访求的优点是简单易行、成本低;缺点是劳动强度大、工作效率低、质量不稳定、劳动环境差。（二）机械除锈法这种访求是当前应用比较广泛的一种除锈方法，其原理是利用冲击和摩擦作用有效地除掉锈蚀及其污物。这种方法常用的工具有手提式电动砂轮、电动刷、风动刷、除锈枪等。该法的优点是除锈质量、效率都较高，但缺点是这些工具还需要人工操作，劳动强度较大，对几何形状复杂及精密零件不太适用，也不适合大规模除锈的需要。故当前应用较广泛的还是喷射和抛丸两种处理锈污的方法。（1） 喷射处理这

2、种方法主要是喷砂、喷丸、真空喷砂、高压水砂以及高压水等。（2） 抛丸处理这是一种利用高速旋转抛丸器的叶轮抛出的高速铁丸（或其他材料的弹丸）的冲击，与被清理零件表面相互摩擦而达到除锈的目的。（三）化学处理法化学处理法也称作酸洗法，其原理就是利用酸液与被清理金属表面的锈污（氧化物）发生化学反应，使之溶解在酸液内，另外酸与金属作用产生的氢气又使氧化皮机械脱落。下面主要介绍黑色金属的酸洗处理方法:（1）浸渍法浸渍酸洗是当前广泛用来酸洗黑色金属的一种处理方法。浸渍酸洗的工艺流程:酸洗除锈?清水冲洗?碱液中和?清冷水冲洗?热水冲洗（或继续进行磷化处理）。黑色金属酸洗液配方及工艺见表4-6。表4-6酸洗液配

3、方及工艺配方编号12345配方工艺工业硫酸/%13.2-19.318-209.1工业盐酸/%19.9-28.418.6-9.7硝酸/%80-89.4磷酸/%-8.5酪酐/%1590.9氯化钠/%66.2-51.54-5KC缓蚀剂/%0.7-0.8硫脲/%0.3-0.5水/%74.5-77.776.5若丁/%1.4-0.9处理温度/?20-6065-8085-9540-5080-90处理时间/min5-5025-407215-16,10铸铁及大块氧化精密零件、仪表除轻锈(精密零适用范围钢及铸钢件皮，铸铁件表面高合金钢零件零件、对光洁度件和轴承)有砂型可加影响不大，重锈2.5%氢氟酸处理时间较长的

4、零件(2)综合处理法这是将金属的除油、除锈、磷化和纯化合并起来处理的一种方法，这种“四合一”处理液配方及工艺见表4-7。表4-7“四合一”处理液配方及工艺条件序号工序溶液成分配比/(g/L)处理温度/?处理时间/min备注处理时间根据硫酸60-65(ml)除油、除锈和油污、锈斑情1硫脲5-7(ml)75-855-20氧化物况定，严重时烷基磺酸钠20-50(ml)可增加硫酸量磷酸58氧化锌15硝酸锌200工艺条件:磷酸二氢铬0.3-0.4游离酸度8123磷化硫酸氧基钛65-753-80.1-0.3总酸度酒石酸或其5130-150他盐类15(ml)烷基磺酸钠15(ml)OP乳化剂2，4水洗温1-2

5、5干燥电泳涂漆可略6涂漆视需要选择涂装前表面处理除锈（ 1） 铁锈的组成及去除方法黑色金属表面的腐蚀产物为氧化皮和铁锈，涂装前必须除净，否则将严重影响涂膜的质量和使用寿命。氧化皮是黑色金属在热轧过程中发生氧化作用而形成的腐蚀产物，由氧化亚铁（FeO）、四氧化三铁（Fe3O4）、三氧化二铁（Fe2O3）组成。根据工件的材料厚薄、表面状态、加工的尺寸不同可采用不同的除锈方法，如喷砂法、抛丸法、化学法、手工法等。表面有油污的制品应先进行除油。喷砂法是利用压缩空气为动力使石英砂经过特殊的喷嘴，以很大速度喷向工件表面以除去氧化膜的方法，抛丸法是利用机械方法产生的离心力将钢丸抛向工件表面以除去氧化膜的方法

6、，上述2种方法处理的工件可获得均匀粗糙的表面，一般用于铸件或厚钢板除锈。这类除锈设备一般包括三个系统，即除锈系统、回收系统、除尘系统。由于其在涂装方面应用较少，本节重点讨论化学除锈。（ 2） 化学除锈液成分及应用为了缩短酸洗时间，提高酸洗质量，防止产生过蚀、氢脆及减少酸雾的形成，可在酸洗液中加入各种助剂，如缓蚀剂、润湿剂、消泡剂和增厚剂等。消泡剂和增厚剂一般仅应用在喷射工艺上。一、缓蚀剂在酸洗液中加入少量的缓蚀剂，可以大大减缓金属铁的腐蚀及氢脆现象，而对除锈没有显著影响。缓蚀剂的作用原理，一般认为缓蚀剂在酸液中能使基体金属表面形成一层吸附膜。膜的形成是由于金属铁开始和酸接触时就产生下列反应阳极

7、区Fe?Fe+,2e阴极区2H+,2e?H2?使金属表面带电，而缓蚀剂是极性分子，带电的金属会将细小而分散的缓蚀剂颗粒吸附在它的表面上形成保护膜，阻止酸与铁继续反应而达到缓蚀的作用。氧化皮和铁锈不会吸附带有极性的缓蚀剂分子，因为氧化皮和铁锈的表面不会带电荷，因此不能产生吸附膜。评价各种缓蚀剂的作用，最重要的是确定缓蚀效率，其式为:缓蚀效率（）,（W1,W2）,W1X100%式中W1无缓蚀剂时试样的失重；W2-有缓蚀剂时试样的失重。在一定范围内，酸洗中缓蚀剂的缓蚀效率随加入量的增加而提高，但各种缓蚀剂在各种酸液中的加入量都有一个极限值，超过此值，效率不再提高。酸洗温度的升高，缓蚀剂的缓蚀效率降低

8、，甚至会完全失效，每一种缓蚀剂都有一允许的使用温度，并需定期向酸液中补充一定的缓蚀剂，使其缓蚀效率维持在75%以上。常用缓蚀剂的特性列于表（8）中。表（8）各种酸洗缓蚀剂在酸洗中的使用特性添加缓蚀效率，%允许使用温量ml度?在10%硫酸在10%盐酸在10%磷酸名称中中中“KC”缓蚀剂（即磺460.060酸化蛋白质）六次甲基四胺（乌洛570.489.640托平）54牌缓蚀剂（若丁）596.398.380硫脲+45021+19990硫脲474.093.460二、润湿剂酸洗液中所有的润湿剂，大多是非离子型和阴离子型表面活性剂，利用表面活性剂所具有的润湿、渗透、乳化、分散、增溶和去污等作用，能大大改善

9、酸洗过程，缩短酸洗时间。常用100,吐温(tween)-80、601洗涤剂等。的润湿剂有平平加、OP乳化剂，曲通(triton)X-三、除锈用酸酸洗除锈所用的酸有无机酸和有机酸。无机酸有硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、氢氟酸等;有机酸有醋酸、柠檬酸等。有机酸作用和缓，残酸无严重后患，不易重新锈蚀，物件处理后表面干净。但有机酸价格较贵，除锈效率低，故多用于清理动力设备容器内部的锈垢以及其他特殊要求的构件。无机酸除锈效率高，速度快，原料来源广，价格低廉，其缺点是如浓度控制不当，会产生金属“过蚀”现象。而且残酸腐蚀性很强，如酸液清洗不彻底，会影响涂料的保护性能。用磷酸则没有这些缺点，因为它能够在金属表面产生

10、一层不溶于水的磷酸盐层(磷化膜)，可防止锈蚀，同时也是涂装时良好的底层。但磷酸价格较高。酸的浓度和温度对除锈速度均有显著影响。在硫酸除锈时，随着硫酸浓度的增加，速度加快，但当浓度达25%以后，却反而下降。在盐酸除锈时，裸露金属的腐蚀速度比氧化物的腐蚀速度要快得多。所以，在工业生产中为了避免工件过度腐蚀、原料无谓损耗以及酸雾的挥发，一般硫酸浓度控制在20%以下，而盐酸浓度控制在15%以下。温度升高除锈速度加快，但酸雾挥发也加快，所以硫酸除锈温度应控制在60?左右，盐酸应控制在40?以下，并且要添加抑雾剂。(三)除锈液配方硫酸、盐酸除锈液的配方无机酸除锈是目前最常用的一种除锈工艺，一般涂装前处理的

11、工艺过程为:除油水洗除锈水洗中和水洗表面调整磷化水洗烘干其中除锈、水洗、中和可视为除锈过程。除油、水洗和表面调整、磷化、水洗可视为除油及磷化过程。除锈的配方见表(9)。表(9)除锈液的配方和工艺参数配方(g/l)序4号123组分硫酸200,25080,150盐酸150,200250硝酸30硫脲2,32,3六次甲基四胺1,3表面活性剂适量适量适量适量槽液温度(?)40,6030,4040,60处理时间(min)除尽氧化皮同左1.5除尽氧化皮为了防止二次生锈及将残酸带入磷化工序，除锈后的工件必须中和处理后才能进入下道工序。中和槽液为3,5g/lNa2CO3水溶液。(四)除油除锈“二合一”在酸洗除锈过程中，添加具有清洗作用的表面活性剂，如OP乳化剂，这类前处理液称为“除油除锈”二合一。同时进行除油除锈，它简化了前处理工艺，减少了设备数量，缩短了处理时间，达到了良好的效果。开始采用“二合一”工艺仅适用在油污及锈斑不太严重的工件，随着科学技术的发展，对于重油重锈采用“二合一”也获得了良好的效果。选