[发明专利]一种钢材酸洗前处理方法及其产品

说明书

本发明属于钢材酸洗技术领域，具体涉及一种钢材酸洗前处理方法及其产品。所述方法包括以下步骤：在坩埚中添加电解水，加热至70～100℃，后将钢材置于所述坩埚中，保持5～10h，得到经电解水处理的钢材；将所述经电解水处理的钢材置于稀硫酸中清洗15～35min；其中，所述电解水的pH值为10～16。本发明所述钢材酸洗前处理方法，能够将钢材表面的氧化膜完全清洗干净，其效果优于采用500～650℃熔融碱浸、淬水后酸洗等工艺，并有利于改善现场工作环境，避免健康危害，安全环保，节约成本。

技术领域

本发明属于钢材酸洗技术领域，具体涉及一种钢材酸洗前处理方法及其产品。

背景技术

钢材特别是不锈钢在经过了高温氧化后，表面生成了氧化膜。在钢材的后续冷拉丝过程中，需要将其表面因高温氧化形成的氧化膜去除，否则氧化膜将在冷拉丝过程中被压入钢材表面，影响产品质量。

以Cr₂O₃为主的氧化膜性质稳定、结构致密、与钢材基体附着性牢固，即使是在80℃的温度下也不溶于H₂SO₄、HCl和HNO₃等无机酸。因此，必须采用更富侵蚀性的混酸诸如HNO₃+HF或H₂SO₄+HNO₃+HCl才能去除这类氧化膜。然而，采用上述混酸来酸洗钢材基体，则铁损较大，如若掌握不当则容易发生过酸洗或点蚀，甚至使得钢材成为废次品。

因此为提高钢材表面的氧化膜去除速度，并保证钢材表面质量，通常是在酸洗前进行碱浸。碱浸是钢材特别是不锈钢在酸洗前进行的预处理，可以促使钢材表面氧化膜被破坏而变得疏松。碱浸可以使钢材氧化膜中的Cr₂O₃在含有氧化剂或还原剂的苛性钠熔液中产生一系列化学反应，导致氧化膜体积膨胀、龟裂、起泡而变得疏松，最终脱落为渣泥；而另一部分可溶的铬酸盐则在淬水时会被蒸汽和水洗去；最终残留的亚铬酸盐和氧化物，也将在随后的酸洗中被去除。

碱浸可分为熔融碱浸和溶液碱浸两大类。其中，熔融碱浸分为氧化型碱浸和还原型碱浸。

氧化型碱浸主要利用硝酸钠的氧化作用，其一般由75～80％的氢氧化钠、20～25％的硝酸钠和5％的氯化钠组成，碱浸时各成分的作用如下：

(1)氢氧化钠能使Cr₂O₃变为易溶于酸的亚铬酸钠，即：

Cr₂O₃+2NaOH＝2NaCrO₂+H₂O

(2)硝酸钠能使亚铬酸盐迅速氧化成可溶于水的铬酸钠，同时将低价铁的氧化物转化为高价铁的氧化物，使铬、镍尖晶石的结构和成分发生变化，易于去除，即：

2NaCrO₂+3NaNO₃+2NaOH＝2Na₂CrO₄+3NaNO₂+H₂O

2FeO+NaNO₃＝Fe₂O₃+NaNO₂

2Fe₃O₄+NaNO₃＝3Fe₂O₃+NaNO₂

2FeO·Cr₂O₃+NaNO₃＝Fe₂O₃+2Cr₂O₃+NaNO₂