專利名稱：去除熱軋鎳不銹鋼材料氧化皮的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬表面的化學(xué)清洗，具體屬于一種去除熱軋鎳不銹鋼棒材及板材氧化皮的方法。
背景技術(shù)：
高溫?zé)彳堟嚥讳P鋼棒材及板材表面覆蓋著一層結(jié)構(gòu)致密與基體結(jié)合牢固、分子式為NiO·Fe2O3以鎳尖晶石結(jié)構(gòu)存在的黑色氧化皮，它難溶于酸中。為去除此氧化皮，國(guó)內(nèi)外不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)所采用的技術(shù)分為兩種類型，一類是拋丸處理后電解酸洗再進(jìn)行混合酸酸洗，另一類是高溫熔鹽堿浸后再實(shí)施混合酸酸洗。
圍繞著去除不銹鋼氧化皮的技術(shù)研究已有很多專利公開，根據(jù)這些專利內(nèi)容的酸洗液的組成，可歸納為氟化物酸洗和無氟酸洗。氟化物酸洗，特征為化學(xué)酸洗液中含有氟離子；無氟酸洗，特征為化學(xué)酸洗液中不含氟離子。
氟化物酸洗，如美國(guó)專利6554908(申請(qǐng)日2003年4月29日)的酸洗溶液含有游離硫酸50～200g/L，游離氫氟酸0～60g/L，總氟離子5～150g/L。大連得勝無縫鋼管廠申請(qǐng)的中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?3111022)其酸洗液由硝酸、氫氟酸、過氧化氫組成。上海大明鐵工廠申請(qǐng)的中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?6101522)，其酸洗鈍化膏的組成成分為硝酸、氫氟酸、硬脂酸鎂、多聚磷酸鈉。
無氟酸洗，如上海滬東中華造船(集團(tuán))有限公司申請(qǐng)的中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?3141908.9)的不銹鋼酸洗鈍化劑的組成為硝酸6～20％，磷酸12～35％，過氧化氫5～15％，磷酸辛15～25％，硝酸鎂5～62％。李青申請(qǐng)的中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?3108942)的多功能不銹鋼酸洗劑則由硫酸、硝酸及鹽酸與緩蝕劑組成。
對(duì)于Ni304、Ni304HC棒材，國(guó)內(nèi)不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)采用的方法為將它們直接浸入硝酸與氫氟酸組成的混合酸中，在45～60℃條件下清洗去除氧化皮。不銹鋼企業(yè)是大型企業(yè)，大量使用硝酸、氫氟酸去除氧化皮，必然產(chǎn)生NO與HF氣體對(duì)大氣的污染，尤其氟化氫會(huì)給中毒者造成難以治愈的疾病。而廢酸洗液中的氟化物及硝酸鹽不可能用沉淀法將它們分離出來，又造成對(duì)地表水的污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是建立一種高效、經(jīng)濟(jì)的，不使用硝酸、氫氟酸的去除熱軋鎳不銹鋼材料氧化皮的方法。
本發(fā)明提供的一種去除熱軋鎳不銹鋼材料氧化皮的方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將不銹鋼材料用化學(xué)酸洗液在5～95℃下浸泡180～4分鐘；(2)再將被清洗材料置于水中用超聲波發(fā)生器超聲處理5～120秒鐘。然后取出，涼干。
所述的不銹鋼材料是不銹鋼棒材或板材。
所述酸洗液的組分及重量配比為硫酸或鹽酸5％～25％，無機(jī)硫化合物0.5％～25％，其余為水。其中，所述的無機(jī)硫化合物為選自亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、亞硫酸銨、連二亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉、硫代硫酸銨中的一種。
本發(fā)明酸洗液在5～95℃范圍內(nèi)去除鎳不銹鋼材料氧化皮，隨著酸洗液溫度升高去除氧化皮的速度加快。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)和效果不使用硝酸、氫氟酸，減少環(huán)境污染；清洗下來的氧化皮沉淀在容器底部，很容易分離；生產(chǎn)成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1、在1升10％H2SO4水溶液中溶解5克亞硫酸鈉。每次清洗材料為100克Ni304棒材。
酸洗液溫度(℃) 5 20406080 95材料浸泡時(shí)間(min)18060351064超聲處理時(shí)間(sec)80 70503055處理步驟(1)將清洗材料浸入酸洗液中，酸洗液溫度與材料浸泡時(shí)間如上表所列；(2)將清洗材料從酸洗液中取出，再置于水中用超聲發(fā)生器超聲處理，超聲處理時(shí)間如上表所列。處理結(jié)果材料表面的氧化皮全部脫落。
所用超聲波發(fā)生器為廈門市華益通機(jī)械設(shè)備有限公司出產(chǎn)的HYT微型超聲波清洗機(jī)，超聲功率300W，超聲頻率28KHz。
對(duì)照試驗(yàn)對(duì)照試驗(yàn)1，將100gNi304棒材浸入1升20％的H2SO4溶液中，40℃下用超聲處理15分鐘，未能去除氧化皮。
對(duì)照試驗(yàn)2，將100gNi304棒材浸入1升含5g亞硫酸鈉的20％的H2SO4溶液中，40℃下用超聲處理8分鐘，即可去除氧化皮。
對(duì)照試驗(yàn)結(jié)果表明，在H2SO4水溶液中，如無亞硫酸鈉存在，即使對(duì)被清洗材料進(jìn)行超聲處理也不能去除氧化皮。
實(shí)施例2、1升20％的H2SO4溶液中溶解50g亞硫酸鈉。每次清洗材料為Ni304HC棒材150克。
酸洗液溫度(℃) 8 20406080材料浸泡時(shí)間(min)1306030126超聲處理時(shí)間(sec)80 65504015處理步驟、處理結(jié)果同實(shí)施例1。
實(shí)施例3、1升25％的H2SO4溶液中溶解100g亞硫酸鈉。每次清洗材料為15×15cmNi304板材。
酸洗液溫度(℃) 20 40608095材料浸泡時(shí)間(min)60 35251510超聲處理時(shí)間(sec)12090807060處理步驟、處理結(jié)果同實(shí)施例1。
實(shí)施例4、1升25％的H2SO4溶液中溶解15g連二亞硫酸鈉。每次清洗材料為15×15cmNi304板材。
酸洗液溫度(℃) 20 40608095材料浸泡時(shí)間(min)65 4030128超聲處理時(shí)間(sec)12090806560處理步驟、處理結(jié)果同實(shí)施例1。
實(shí)施例5、1升20％的H2SO4溶液中溶解75g硫代硫酸鈉。每次清洗材料為15×15cmNi304板材。
酸洗液溫度(℃) 20 40 608095材料浸泡時(shí)間(min)50 30 25108超聲處理時(shí)間(sec)120100806060處理步驟、處理結(jié)果同實(shí)施例1。
實(shí)施例6、1升20％的H2SO4溶液中溶解100g焦亞硫酸鈉。每次清洗材料為200克Ni304HC棒材。
酸洗液溫度(℃) 2040608095材料浸泡時(shí)間(min)7045301815超聲處理時(shí)間(sec)9070605045處理步驟、處理結(jié)果同實(shí)施例1。
實(shí)施例7、1升20％的H2SO4溶液中溶解150g硫代硫酸銨。每次清洗材料為200克Ni304HC棒材。
酸洗液溫度(℃) 708095材料浸泡時(shí)間(min)402520超聲處理時(shí)間(sec)302010處理步驟、處理結(jié)果同實(shí)施例1。
實(shí)施例8、1升15％的鹽酸溶液中溶解50g亞硫酸鈉。每次清洗材料為200克Ni304HC棒材。
酸洗液溫度(℃) 25 40 60材料浸泡時(shí)間(min)60 35 20超聲處理時(shí)間(sec)10070 40處理步驟、處理結(jié)果同實(shí)施例1。
實(shí)施例9、1升20％的H2SO4溶液中溶解100g亞硫酸銨。每次清洗材料為200克Ni304HC棒材。
酸洗液溫度(℃) 708095材料浸泡時(shí)間(min)302010超聲處理時(shí)間(sec)302010處理步驟、處理結(jié)果同實(shí)施例1。
實(shí)施例10、1升15％的鹽酸溶液中溶解50g亞硫酸鉀。每次清洗材料為200克Ni304HC棒材。
酸洗液溫度(℃) 25 4060材料浸泡時(shí)間(min)60 3520超聲處理時(shí)間(sec)1007040處理步驟、處理結(jié)果同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種去除熱軋鎳不銹鋼材料氧化皮的方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將不銹鋼材料用化學(xué)酸洗液在5～95℃下浸泡180～4分鐘；(2)再將被清洗材料置于水中用超聲波發(fā)生器超聲處理5～120秒鐘；所述酸洗液的組分及重量配比為硫酸或鹽酸5％～25％，無機(jī)硫化合物0.5％～15％，其余為水。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種去除熱軋鎳不銹鋼材料氧化皮的方法，其特征在于，所述的無機(jī)硫化合物為選自亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、亞硫酸銨、連二亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉、硫代硫酸銨中的一種。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種去除熱軋鎳不銹鋼材料氧化皮的方法，所述的不銹鋼材料是不銹鋼棒材或板材。
全文摘要
一種去除熱軋鎳不銹鋼材料氧化皮的方法，包括如下步驟(1)將不銹鋼棒材或板材用化學(xué)酸洗液在5～95℃下浸泡180～4分鐘；(2)再將被清洗材料置于水中用超聲波發(fā)生器超聲處理5～120秒鐘；材料表面的氧化皮全部脫落。所述酸洗液的組分及重量配比為硫酸或鹽酸5％～25％，無機(jī)硫化合物0.5％～15％，其余為水。本發(fā)明不使用硝酸、氫氟酸，減少環(huán)境污染；清洗下來的氧化皮沉淀在容器底部，很容易分離；生產(chǎn)成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
文檔編號(hào)B21B45/00GK1718865SQ20051001265
公開日2006年1月11日 申請(qǐng)日期2005年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月5日
發(fā)明者何明威, 潘繼剛, 李文娟, 黃月君 申請(qǐng)人:何明威