不锈钢材质零件氧化层去除方法

不锈钢材质零件氧化层去除方法

不锈钢材质零件已广泛应用于机械装备制造业各个领域，使用量日增。在实践运用中，一些不锈钢材质零件，经过一系列的处理（如焊接、退火、冷镦等）后，会在其表面生成一层彩虹色、褐色甚至黑丝的氧化层，影响零件的外观，且使零件防锈能力下降，所以在使用前必须将氧化层去除掉。

不锈钢材质零件表面的氧化层是金属基体表面生成一层富铁氧化物，这层富铁氧化物主要以Fe2O2、Fe2O2、FeO为主，及少量Cr2O3、FeO、Cr2O3、NiO、MnO等其他氧化物。

在高温短时间退火过程中，燃烧气氛中的氧气和高温水蒸气会造成金属基体进一步被氧化，使工件表面氧化皮厚度增加，内层氧化物增加明显。原因是高温会大大降低氧化皮阻碍离子扩散的能力，造成氧化速度迅速增大。焊接、退火过程不锈钢表面形成的氧化皮中也会形成大量的孔洞和裂纹，这对产品造成质量隐患。

通常，去除氧化层的方法有三种：浸渍法、盐浴法、盐膜法及电解法。

1、浸渍法：a、硫酸酸洗法。硫酸酸洗时，通过氧化皮内部裂纹和孔隙渗透到氧化皮内和金属基体表面，与金属基体中的Fe、Mn 反应生成大量氢气（鼓泡作用），金属基体的溶解、氢气的鼓泡作用，会使氧化皮很快与金属基体发生脱落。实际生产中，在更换硫酸酸洗溶液时，酸洗槽底部往往有大量未被溶解的氧化皮，这证明硫酸酸洗

时，氧化皮主要时靠机械剥离作用去除的。b、混酸酸洗法。硝酸-盐酸酸洗液，对于不锈钢材质零件氧化皮的溶解能力较强，侵蚀后表面较洁净，但控制不当时容易引起过腐蚀。混酸酸洗时，酸液会通过氧化皮内部裂纹和孔洞渗透到氧化皮内部和金属基体表面，通过溶解贫铬层，使表面氧化皮很快与金属基体发生剥离并脱落。C、硝酸-氢氟酸酸洗法。硝酸-氢氟酸酸洗液对不锈钢材质零件氧化皮的溶解能力强，对金属基体的溶解能力弱，表面侵蚀质量好。但氢氟酸毒性大，需要良好的防护及废水处理条件。氢氟酸通过氧化皮内部裂纹和内部孔隙渗透到氧化皮内部和金属基体表面，很快与基体贫铬层中Fe、Cr、Mn、Si的发生反应产生大量氢气，使贫铬层溶解，这对整个氧化皮产生机械剥离作用。

2、盐浴法：盐浴处理实质上也是预处理过程，它是利用基体金属与氧化皮的热膨胀系数不同，通过骤冷，使氧化皮产生裂纹，同时使存在于氧化皮次外层重的低价氧化物在强氧化剂的作用下，转变为酸溶性的高价氧化物，松膜效果比碱性硝酸钠溶液好，但需要专用盐浴处理槽，操作环境也较差。盐浴法的处理效果较好，但也存在一些不足，盐浴常温下是固态，预热过程能耗过大，不锈钢材质零件出槽是带出溶盐较多，造成浪费并污染，工人操作环境恶劣。

3、盐膜法：盐膜法与盐浴法处理原理相同，操作方法分为升温和降温方式两种。升温方式：浸渍碱溶液在加热炉中于400～500℃下保温2～3min→水洗→酸洗。降温方式：不锈钢材质零件出炉自然冷却至600℃左右→喷射碱盐溶液（氢氧化钠10%；硝酸钠3%；水

87%）→水洗→酸洗。经盐浴或盐膜法处理后的氧化皮与金属基体的结合就变得比较疏松，此时采用低浓度的混合酸进行短时间的处理就可以获得洁净表面。酸洗后的处理，不锈钢材质零件氧化皮经酸洗工艺处理后，氧化层可以完全消除，但不锈钢材质零件表面往往残留有挂灰、酸洗残渣，应消除。

4、电解法：通过将零件通电，并在需要处理部位喷涂溶液，使零件氧化层下的金属基体发生电解反应，促使表面氧化层脱落。电解法比上述三种方法对环境污染较低，适合处理零件焊缝等。