去除热轧镍、铬不锈钢材料氧化皮的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属表面处理方法，尤其去除热乳镍、铬不锈钢材料氧化皮的方法。
【背景技术】
[0002]高温热乳镍、铬不锈钢材料的表明覆盖着一层具有尖晶石结构、结构致密且与基体结合牢固的黑色氧化皮，很难溶解于酸溶液中。由于该层氧化皮的存在不利于后续工艺的进行，为保证产品质量，必须将其除去。由于氧化皮性质的不同，铬不锈钢和镍不锈钢材料表面氧化皮的处理方法传统上亦不相同。
[0003]对于铬不锈钢材料，由于铬尖晶石(Cr2O3.FeO)不溶于常规酸洗溶液，目前国内外的生产厂家主要采用氧化还原的方法破坏氧化皮结构，进而使其疏松，最终达到去除的目的。具体的技术方法为高温熔盐碱浸后再配合硝酸、氢氟酸混合酸洗以除去氧化皮。其中高温熔盐碱浸可以分为氧化型碱浴和还原型碱浴。
[0004]氧化型碱浴将氢氧化钠、硝酸钠和氯化钠按一定比例混合后，在480?550°C下形成共熔液体，将待处理的不锈钢材料浸入其中，使铬尖晶石发生氧化反应，其中氢氧化钠先使三氧化铬转变为可溶于酸洗液的亚铬酸盐，再进一步被硝酸钠氧化生成能溶于水的铬酸盐。通过一系列的氧化反应，使不锈钢材料表面的氧化皮疏松并可溶解于后步的酸洗液中。
[0005]还原型碱浴则需要将72%氢氧化钠、20%的氯化钠和8%的氢化钠按比例于400°C共热形成液体，通过氢化钠对氧化皮中各种金属氧化物的还原，从而使其疏松并能被除去。
[0006]高温熔盐碱浸-酸洗法技术成熟可靠，为不锈钢生产企业广泛采用，但此法具有高能耗、高化学材料消耗、氮氧化物和氟化物处理费用高的缺点。目前免高温熔盐碱浸去除铬不锈钢氧化皮技术已经得到了较为深入的研究并有相关专利公开。例如:中国专利20071006665.3中，使用盐酸、氢氟酸混合溶液作为酸洗液。美国AK资产公司申请的中国专利02808828.X采用氢氟酸、硫酸和过氧化氢。中国专利9211022.X采用氢氟酸、硝酸和过氧化氢。但是上述技术中使用硝酸、氢氟酸需处理气相中的氮氧化物和氟化氢及溶液中的硝酸盐和氟化物，既有环境压力，又增加了生产成本。
[0007]对于镍不锈钢材料，目前国内外的不锈钢生产企业普遍采用硝酸、氢氟酸混合溶液酸洗去除氧化皮。
[0008]不锈钢生产企业需要处理大量的产品，硝酸、氢氟酸消耗量大，不但生产成本高，而且会带来极大的环境保护压力。在硝酸、氢氟酸酸洗过程中会逸出大量氮氧化物和氟化氢气体污染大气，特别是氟化氢，会对人造成难以治愈的化学烧伤和毒害。而酸洗废液中的硝酸盐和氟化物无法通过沉淀法分离出来，会造成非常严重的水污染。
【发明内容】
[0009]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种去除热乳镍、铬不锈钢材料氧化皮的方法，不需要高温熔盐碱浴、不使用硝酸和氢氟酸混合溶液进行酸洗，同时具有高效、经济及环保的优点。
[0010]本发明所采用的技术方案是:
去除热乳镍、铬不锈钢材料氧化皮的方法，其包括以下步骤:
Al、将不锈钢物料放入温度范围在70°C_90°C的酸洗液中浸泡60min-10min，完成之后进入步骤A2 ；
A2、将浸泡后的不锈钢物料使用高压水冲洗或者将浸泡后的不锈钢物料使用超声波清洗装置进行超声波处理30S-100S，完成之后进入步骤A3;
A3、将清洗后的不锈钢物料放入25%-35%浓度的硝酸溶液中实现钝化处理；
A4、将钝化后的不锈钢物料放入硼砂溶液内实现中和处理，硼砂溶液的pH值^ 1，且硼砂溶液温度范围在75°C_85°C。
[0011 ] 进一步，所述步骤A4之前还包括有步骤A34，所述步骤A34为:将钝化之后的不锈钢物料使用高压水进行清洗。
[0012]进一步，所述步骤A4之后还包括有步骤A5，所述步骤A5为:将中和后的不锈钢物料使用高压水进行清洗。
[0013]进一步，所述步骤A5之后还包括有步骤A6，所述步骤A6为:对清洗后的不锈钢物料进行干燥处理。
[0014]进一步，所述干燥处理是可以通过自然干燥，或者干燥机进行干燥。干燥时间和干燥程度可以根据实际情况调节。
[0015]其中，所述酸洗液的成分配比为:在IL酸洗液中成分计算含硫酸200g_350g，胍乙酸2g-5g，二乙基二乙二硫氨基甲酸铵2g-5g，其余为水。或者，所述酸洗液的成分配比为:在IL酸洗液中成分计算含盐酸150g-250g，胍乙酸2g-5g，二乙基二乙二硫氨基甲酸铵2g-5g，其余为水。
[0016]最为优化，所述步骤A3中的硝酸液浓度为30%;所述步骤A3中的钝化处理时间范围为2m in-4m i η。作为最优化，所述步骤A3中的钝化处理时间为3m i η。
[0017]最为优化，所述步骤Α4中的硼砂溶液温度为80°C;所述步骤Α4中的中和处理时间为lmin-3min。作为最优化，所述步骤A4中的中和处理时间为2min。
[0018]作为最优选，所述步骤A2中超声波清洗装置进行超声波处理的超声波工作频率为28kHZo
[0019]进一步，所述步骤Al中的不锈钢物料为不锈钢板、管材，或者为不锈钢线、棒材，或者其他形式的不锈钢物料。
[0020]所述酸洗液去除镍、铬不锈钢材料氧化皮的速度随着温度升高而加快，反应温度一般选择70?90°C。胍乙酸用量:0.2-0.5%(w/w)，二乙基二乙二硫氨基甲酸铵0.2-0.5%(w/w)，其余为水。
[0021 ]本发明既不需要采用熔融碱浸处理工艺，也不使用硝酸和氢氟酸，具有节能环保的特性并大大降低了生产成本，易于实现工业化;清洗下来的氧化皮沉淀在酸洗槽槽底，容易清理;本方法可以用于含镍和含铬不锈钢的表面氧化皮的清洗，提高了生产工艺的弹性。
[0022]本发明的有益效果是:不需要高温熔盐碱浴、不使用硝酸和氢氟酸去除热乳镍、铬不锈钢材料氧化皮，同时具有高效、经济及环保的优点。
【具体实施方式】
[0023]本发明去除热乳镍、铬不锈钢材料氧化皮的方法，其包括以下步骤:
Al、将不锈钢物料放入温度范围在70°C_90°C的酸洗液中浸泡60min-10min，完成之后进入步骤A2 ；
A2、将浸泡后的不锈钢物料使用高压水冲洗或者将浸泡后的不锈钢物料使用超声波清洗装置进行超声波处理30S-100S，完成之后进入步骤A3;
A3、将清洗后的不锈钢物料放入25%-35%浓度的硝酸溶液中实现钝化处理；
A4、将钝化后的不锈钢物料放入硼砂溶液内实现中和处理，硼砂溶液的pH值^ 1，且硼砂溶液温度范围在75°C_85°C。
[0024]进一步，所述步骤A4之前还包括有步骤A34，所述步骤A34为:将钝化之后的不锈钢物料使用高压水进行清洗。
[0025]进一步，所述步骤A4之后还包括有步骤A5，所述步骤A5为:将中和后的不锈钢物料使用高压水进行清洗。
[0026]进一步，所述步骤A5之后还包括有步骤A6，所述步骤A6为:对清洗后的不锈钢物料进行干燥处理。
[0027]进一步，所述干燥处理是可以通过自然干燥，或者干燥机进行干燥。干燥时间和干燥程度可以根据实际情况调节。
[0028]其中，所述酸洗液的成分配比为:在IL酸洗液中成分计算含硫酸200g_350g，胍乙酸2g-5g，二乙基二乙二硫氨基甲酸铵2g-5g，其余为水。或者，所述酸洗液的成分配比为:在IL酸洗液中成分计算含盐酸150g-250g，胍乙酸2g-5g，二乙基二乙二硫氨基甲酸铵2g-5g，其余为水。
[0029]作为优化，所述步骤A3中的硝酸液浓度为30%;所述步骤A3中的钝化处理时间范围为2m in-4m i η。作为最优化，所述步骤A3中的钝化处理时间为3m i η。
[0030]作为优化，所述步骤Α4中的硼砂溶液温度为80°C;所述步骤Α4中的中和处理时间为lmin_3min。最为最优化，所述步骤A4中的中和处理时间为2min。
[0031]作为最优选，所述步骤A2中超声波清洗装置进行超声波处理的超声波工作频率为28kHZo
[0032]进一步，所述步骤Al中的不锈钢物料为不锈钢板、管材，或者为不锈钢线材，或者其他形式的不锈钢物料。
[0033]所述酸洗液去除镍、铬不锈钢材料氧化皮的速度随着温度升高而加快，反应温度一般选择70?90°C。胍乙酸用量:0.2-0.5%(w/w)，二乙基二乙二硫氨基甲酸铵0.2-0.5%(w/w)，其余为水。
[0034]实施例1、在IL含150g HCl的溶液中溶解胍乙酸2g，二乙基二乙二