摘要：本文主要重點(diǎn)介紹了7種常見的化學(xué)除銹方法，帶了部分機(jī)械除銹。除銹的檢驗(yàn)辦法和酸后的中和處理。

關(guān)鍵字：除銹，鹽酸，硫酸，磷酸

前言：

鋼鐵熱加工時(shí)因氧化形成硬而脆的氧化皮，如熱軋鋼板、熱處理零件、鍛件、焊接件都會(huì)有氧化皮。此外鋼鐵在儲(chǔ)運(yùn)過程中，接觸水或其它腐蝕介質(zhì)，都極易出現(xiàn)一層黃銹。氧化皮和黃銹在涂層下會(huì)加快鋼鐵的腐蝕速度，可見充分除去鋼鐵表面的氧化皮和黃銹，對(duì)鋼鐵得到有效保護(hù)是非常重要的。除銹方法就兩類，一是機(jī)械法，二是化學(xué)法。

1 機(jī)械法除銹

手工打磨：是使用簡(jiǎn)單工具或打磨材料進(jìn)行除銹，適用于工作量不大的除銹作業(yè)，一般方法為：用刮刀除銹；用研磨膏除銹；以及用鋼絲刷除銹等。

機(jī)械打磨：利用打磨工具或材料，以機(jī)械驅(qū)動(dòng)而除銹。例如將砂布、砂紙、研磨膏、金屬絲刷等固定在輪盤上，輪盤靠近除銹面轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就可在除銹面上打磨。

噴砂、噴丸除銹：用高壓空氣將沙子或金屬粒向金屬制品表面噴射以除銹或除氧化皮。

滾光除銹：將制品和磨料一起放在滾桶內(nèi)旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)，使物品與這些材料直接接觸、摩擦以達(dá)到除銹及除氧化皮的目的。
 

除銹方法	除銹等級(jí)	質(zhì)  量  標(biāo)  準(zhǔn)
噴 （拋） 丸 （砂） 除 銹	Sa1	輕度防銹	只除去硫松軋制氧化皮、銹和附著物
	Sa2	徹底防銹	軋制氧化皮、銹和附著物幾乎都被除去，至少有2/3面積無任何可見殘留物。
	Sa2?	非徹底防銹	軋制氧化皮、銹和附著物殘留在鋼材表面的痕跡已是點(diǎn)狀戓條狀的輕微污痕，至少有90%面積無任何可見殘留物。
	Sa3	除銹到出自	表面上軋制氧化皮、銹和附著物都完全除去，具有均勻多點(diǎn)光澤。
手 工 機(jī) 械 除 銹	St2		無可見油脂和污垢，無附著不牢的氧化皮、銹和附著物。
	St3		同上，但除銹比St2更為徹底，底材顯露部分的表面應(yīng)具有金屬光澤。

     鋼構(gòu)件要求一般除銹時(shí)，除銹等級(jí)可選用Sa2戓St2～St3等級(jí)，除銹要求高時(shí)，可選用Sa2～Sa3戓St3等級(jí)。鋼構(gòu)件需熱浸鋅和熱噴鋅、鋁時(shí)，除銹等級(jí)應(yīng)為Sa2?～Sa3等級(jí)，同時(shí)表面粗糙度達(dá)到30～35μm。

2 化學(xué)法除銹

化學(xué)除銹一般是酸洗法，堿法也有使用。酸洗除銹、除氧化皮的方法是工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的方法。利用酸對(duì)氧化物溶解以及腐蝕產(chǎn)生氫氣的剝離作用達(dá)到除銹和除氧化皮的目的。酸洗中最常用的是鹽酸、硫酸、磷酸，并配用酸洗緩蝕劑減少基體金屬的溶解，特殊鋼或非鐵金屬則常用混合酸或草酸、鉻酸、檸檬酸進(jìn)行酸洗除銹。

2.1 硫酸

一般情況下鋼鐵大都使用硫酸酸洗，即將98%的濃硫酸稀釋后用于除銹。硫酸的使用濃度不同，其除銹能力也不相同。此外溫度對(duì)除銹效果的影響很大，以60~80℃時(shí)除銹能力最強(qiáng)，所需除銹時(shí)間最短。常用工業(yè)硫酸濃度為98%，比重為1.84g/mL，濃硫酸有很強(qiáng)的氧化性，為無色油狀液體，無氣味，與水混合放出大量的熱，硫酸還可以用來清洗不能用鹽酸酸洗的不銹鋼和鋁合金零件。硫酸在低溫下的酸洗速度很慢，宜在中溫（50~80℃）下使用，使用濃度10%～25%。濃硫酸酸洗液連續(xù)使用時(shí)鐵離子濃度會(huì)增加，酸洗能力下降，因此鐵離子濃度不能超過80～120g/L。硫酸較其他的酸容易引起滲氫現(xiàn)象，溫度越高，基體金屬析氫速度愈快。酸洗濃度高也增加滲氫傾向。當(dāng)酸中存在As₂O₃、Sb₂O₃、H₂S時(shí)，鐵材滲氫現(xiàn)象增強(qiáng)，有時(shí)加入硝酸、鉻酸等氧化劑2%~5%可防止基材產(chǎn)生不良的滲氫現(xiàn)象。

2.2 鹽酸

鹽酸也是酸洗中常見的酸。常用濃度為5%~15%，工業(yè)鹽酸濃度為36%~38%，為無色透明液體，密度1.18g/mL，暴露在空氣中會(huì)冒煙，有刺激性酸味，故使用時(shí)一般稀釋一倍再用。雖然二價(jià)鐵離子在鹽酸中有緩蝕作用，但當(dāng)溶解鐵量增至100~120g/mL時(shí)，為保持酸洗能力，需追加酸量。鹽酸不能用來清洗不銹鋼和鋁合金，因?yàn)槠渲械穆入x子是能局部破壞鈍化膜的活性離子，是造成小孔腐蝕的主要因素。鹽酸除銹較硫酸快，滲氫影響亦較小，溶液中無殘?jiān)?、酸泥等，作業(yè)比較方便。鹽酸酸洗適合在低溫下使用，不宜超過45℃，溫度高將帶來諸多不利：氯化氫氣體揮發(fā)造成酸的損耗，有害人體，污染環(huán)境，在溫度高時(shí)滲氫現(xiàn)象明顯增強(qiáng)。鹽酸使用濃度宜為10%~45%，還應(yīng)加入適量的酸霧抑制劑。

2.3 磷酸

磷酸的價(jià)格較硫酸、鹽酸貴得多，但有許多優(yōu)點(diǎn)。磷酸酸洗的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)產(chǎn)生腐蝕性殘留物（鹽酸、硫酸酸洗后或多或少會(huì)有殘留），比較安全，但酸洗速度慢，一般使用濃度10%~40%，處理溫度為常溫~80℃。由于酸洗作用較慢，故不用于除薄銹。在除銹后形成有保護(hù)作用的磷酸鹽膜，故常用于涂裝和防銹油涂覆的前處理。工業(yè)磷酸的濃度一般為85%，密度1.685g/mL，無色粘稠狀液體，使用時(shí)需稀釋到5%~20%，除銹溫度宜為40~80℃。酸液中鐵離子溶解度小，為40~50g/L，達(dá)到此極限濃度酸洗液已無使用價(jià)值，需要更新。磷酸酸洗的滲氫問題很小，可以不用考慮。

2.4 硝酸

一般濃硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96%~98%，密度1.6g/mL，棕色透明液體。濃硝酸在空氣中冒煙，有刺激氣味，它有很強(qiáng)的氧化性，濃度越大，氧化性越強(qiáng)。在30%時(shí)對(duì)低碳鋼零件溶解激烈，酸洗后表面潔凈、均勻，對(duì)中碳鋼溶解后的表面渣較多。硝酸對(duì)人體有強(qiáng)烈的腐蝕作用。涂裝前鋼鐵件除銹很少采用硝酸酸洗，但是對(duì)于不銹鋼構(gòu)件，硝酸清洗更為合適，硝酸用于清洗銅銹效果特別好。

2.5 氫氟酸

氫氟酸具有強(qiáng)腐蝕性，能強(qiáng)烈的腐蝕玻璃或含硅化合物，因此一般密封在聚乙烯塑料容器中。工業(yè)氫氟酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%，密度1.14g/mL，為無色發(fā)煙液體，有刺激氣味，有毒，不能用手接觸。氫氟酸主要依靠氟離子的作用，即氟離子與三價(jià)鐵離子絡(luò)合，即使質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%時(shí)，也可以很好的溶解氧化鐵，氫氟酸是很好的銅類清洗劑。酸洗殘液便于處理，用石灰中和即可。

2.6 有機(jī)酸

采用有機(jī)酸清洗的成本較高，操作溫度較高，時(shí)間較長(zhǎng)。有機(jī)酸清洗的獨(dú)特之處在于其絡(luò)合性。常用的有機(jī)酸有檸檬酸、乙二胺四乙酸、氨基磺酸和羧基乙酸等。這些有機(jī)酸清洗主要是將鐵離子以絡(luò)合的形式溶解，從而達(dá)到除繡目的。

在酸洗工藝中，采用混合酸也是非常有效的方法，如鹽酸-硫酸混合酸，磷酸-檸檬酸混合酸等。

2.7 酸洗緩蝕劑

在酸洗除氧化皮槽液中，必須加入適量的緩蝕劑。緩蝕劑的種類很多，選用也比較容易，其作用是抑制金屬腐蝕和防止“氫脆”。緩蝕劑是一種極性分子，它能選擇性地在金屬表面活性區(qū)域以吸附的方式形成一層保護(hù)膜，阻止酸與鐵繼續(xù)反應(yīng)達(dá)到緩蝕的目的。目前常用的緩蝕劑如下：

（1）醛-胺縮聚物類

這類緩蝕劑是以甲醛和苯胺為原料，在酸性介質(zhì)中聚合而成。此種物質(zhì)性能不穩(wěn)定。

（2）硫脲及其衍生物

這類緩蝕劑主要有硫脲和二鄰甲苯硫脲，它們?cè)谳^高溫度下會(huì)分解，其抗氫脆能力較差。

（3）吡啶及其衍生物

這類緩蝕劑的原料是從煤焦油或貝母油煉制過程中的副產(chǎn)物中分離出來的，主要成分是吡啶、喹林的衍生物混合物，有很好的緩蝕性能和酸溶解性能，是一種高效的緩蝕劑，但奇特的臭味限制了它的應(yīng)用。

（4）化工廠下腳料加工的緩蝕劑

其成分復(fù)雜，有許多無用的物質(zhì)夾雜在里面，故質(zhì)量不穩(wěn)定。

遇到酸洗“氫脆”敏感的工件時(shí)，緩蝕劑的選擇應(yīng)特別小心，因?yàn)槟承┚徫g劑抑制兩個(gè)氫原子變?yōu)闅浞肿拥姆磻?yīng)，即：2 [H]→H₂↑，使金屬表面氫原子的濃度提高，增強(qiáng)了“氫脆”傾向。因此必須查閱有關(guān)腐蝕數(shù)據(jù)手冊(cè)，或做“氫脆”試驗(yàn)，避免選用有危險(xiǎn)的緩蝕劑。

3 除銹質(zhì)量檢查方法

—  化學(xué)法除銹：酸洗行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（原部頒標(biāo)準(zhǔn)）JB/T6978-1993《涂裝前表面準(zhǔn)備—酸洗》，此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋼鐵件涂裝表面酸洗前準(zhǔn)備、酸洗后處理、槽液的管理、酸洗后表面狀況以及安全、環(huán)境等技術(shù)要求。

—  機(jī)械法除銹：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T8923-1998《涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)》，此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了涂裝前鋼材表面銹蝕程度和除銹質(zhì)量的目視評(píng)定等級(jí)，適用于以噴射或拋射除銹、手工和動(dòng)力工具除銹以及火焰除銹方式處理過的熱軋鋼材表面除銹。冷軋鋼材表面除銹等級(jí)的評(píng)定也可參照使用。

4 酸洗后處理—中和

后處理的目的是中和掉工件的殘酸，使清洗更加干凈。根據(jù)工件形狀、輸送方式、工藝進(jìn)度等實(shí)際情況，選擇中和或不中和的工序。中和工藝大多采用低濃度的純堿或燒堿水溶液，濃度在2%以下。