除锈去氧化层处理

钢铁在热加工过程中，受氧化产生氧化皮，如热轧钢板、热处理零件、锻件、焊接件表面都会有氧化皮。钢铁在储运过程中，接触水或其他腐蚀介质，都容易出现一层黄锈，这是铁的氧化物的水合物。

铁锈或氧化皮是脆而疏松的物质，可以吸收水分或其他杂质。涂装前若不除去而被覆盖在磷化膜和漆膜下，会使漆膜的腐蚀继续进行，同时也影响漆膜的附着力，因此涂装前进行除锈，对被涂漆件得到有效的保护是非常重要的。

金属除锈或氧化皮的方法有两大类，即机械法和化学法。

11．3．1 机械除锈法

汽车车身漆前除锈方法主要有手工除锈、风动或电动工具除锈和喷丸（砂）除锈3种。

（1）手工除锈

借助于砂布、钢刷之类简单工具的磨、刷作用除锈，只适用于少量小面积的除锈。

（2）风动或电动工具除锈

以压缩空气或电能驱动砂轮或各类旋转除锈器进行除锈，比手工除锈效率高一些，一般常用于小批量生产的场合。

（3）喷丸（砂）除锈

用压缩空气或高压水将一定粒度舶砂或钢丸喷向带锈的零件表面，利用冲击力和摩擦除锈，只能适用于厚度较大的钢板、锻、铸件等。

11．3．2 化学除锈

化学除锈是利用无机酸溶解金属工件表面的氧化皮或锈层，从而除去金属表面的锈蚀产物的除锈方法，也称为酸洗。常用的酸类有硫酸、盐酸、磷酸和草酸等。

一般大批量工件的酸洗过程是在50～70℃下10％的硫酸溶液中进行，或是15％的盐酸溶液中在常温下进行。温度对酸洗能力的提高影响很大，特别是在酸浓度较低的情况下。以硫酸为例，88℃的硫酸酸洗速度比常温下酸洗反应速度提高100倍以上。

酸洗过程的反应为：

Fe O＋H2SO4→Fe SO4＋H2O

Fe2O3＋3H2SO4→Fe2（SO4）3＋3H2O

Fe3O4＋4H2SO4→Fe2（SO4）3＋Fe SO4＋H2O

Fe＋H2SO4→H2＋Fe SO4

由上述反应可以看出，在钢铁零件酸洗时，除了铁的氧化物溶解外，钢铁本身也与酸作用，故有铁的溶解和氢的析出。这一过程会造成金属的过腐蚀和氢脆现象。

为防止零件的过腐蚀和氢脆现象发生，往往向酸洗液中加入缓蚀剂。缓蚀剂一般为硫、氮的化合物，常用的缓蚀剂有若丁、乌洛托品、石油磺酸等。缓蚀剂加入量很小，0．2％就有显著的效果。

在酸洗过程中，酸洗反应的产物是Fe2＋和Fe3＋，随着反应的进行，酸洗液中酸的含量不断下降，而Fe2＋、Fe3＋浓度不断增加，酸洗反应的速度将缓慢下降，一般酸含量小于5％或铁离子的含量大于5％时，酸洗液应当更换。各种酸洗液特性见表11．1。

表11．1 酸洗特性

油污严重的工件，在酸洗前应先用碱液除油和水洗。在油污不严重的场合，可采用除油、酸洗二合一工艺，即在酸洗液中添加耐酸的表面活性剂，一般为非离子型表面活性剂如OP10等，除油和酸洗同时进行。

酸洗后还要水洗、中和，水洗是力求把酸洗产物从零件上清洗干净，否则会加速金属的腐蚀。采用无机酸洗法是目前最普遍的一种化学除锈法，其工艺过程为：碱性除油→酸洗→常温水洗→中和→常温水洗。

酸洗操作时要严格执行操作规程，防止酸液对人体的危害。酸对于酸洗设备本身也有腐蚀性，因此，酸洗设备多由环氧玻璃钢衬里的金属槽和环氧玻璃钢制成的通风设备组成。

磷酸的酸洗能力较硫酸和盐酸弱，且价格较贵。其最大的特点是残留的磷酸与金属作用生成磷酸盐，有类似磷化膜的作用，对金属本身有一定的保护作用。磷酸仅适用于带薄氧化皮或黄锈的零件的酸洗。在小批量生产的大型工件的除锈方面，常采用磷酸配置的酸洗液，刷涂在锈蚀的部位，溶解黄锈并经水冲洗干净，干燥后即可涂漆。

汽车行业酸洗主要是对未成型前的厚板或型材进行酸洗，酸洗后进行清洗防锈，然后进行加工。酸洗除锈是不得已而为之的工艺。因此，对于冷轧钢板在加工和储存过程中应加强防锈，以免锈蚀后再进行除锈处理。