专利名称：清除不锈钢表面氧化层的酸洗剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及酸洗金属材料领域，具体地说涉及清除不锈钢表面氧化层的酸洗剂。
不锈钢从钢坯热轧成各种板材和型材时，表面会被空气中的氧氧化，产生紧密的氧化层，在将不锈钢板材和型材冷轧或用其他方法加工成所需的各种材料和部件之前，必需清除不锈钢表面的氧化层，使不锈钢显示出金属光泽。
目前，国内外绝大多数不锈钢冶炼厂均使用硝酸加氢氟酸的方法来清洗不锈钢表面的氧化层，如日本日新公司周南厂(见“国外特殊钢生产技术”上海市科学技术文献出版社出版，1982年版)、上海第五钢铁厂都在冷轧不锈钢板材前使用硝酸加氢氟酸来清除不锈钢表面的氧化层。采用该工艺能在较短时间内清除不锈钢表面的氧化层，但是氢氟酸价格高，很不经济，氢氟酸对花钢石有极强的腐蚀性，因此不能使用常用的花钢石酸洗槽，必须使用专用的塑料槽。另外，该工艺产生的废酸也需用专用的塑料槽，不能并入其它废液池一起处理。塑料槽的加格高，易老化，使用周期短，生产成本高。塑料槽还限制了清洗温度的提高，也限制了清洗效率的提高。采用该工艺有大量氟化氢气体逸出，使人容易患氟骨病，严重影响操作工人的身体健康。国内外也有少数厂家采用烧碱浸渍法去除不锈钢表面氧化层，将不锈钢浸渍在熔融的烧碱(NaOH)中加热到600℃以上，再结合酸洗来清除氧化层，如上海第三钢铁厂即采用此法。但采用此法清洗周期较长，清洗时间也较长，需几小时，碱锅的损耗较大，影响生产进度。
本发明的目的是提供一种新的清除不锈钢表面氧化层的酸洗剂，它不含有氢氟酸，可在常用的花钢石清洗槽中来清洗不锈钢氧化层，它的清洗速度与硝酸和氢氟酸清洗剂相同，避免了使用氢氟酸带来的各种弊端，如氢氟酸价高，要专用的塑料槽，生产设备复杂，生产成本高，有毒有害气体氟化氢使人易患氟骨病等缺陷。
本发明的酸洗剂由下列成份组成一、硝酸、盐酸、硫酸中任意选择一种或两种酸，酸洗剂中氢离子浓度为0.5N-12N。二、在水溶液中能产生氯离子的含氯化合物，酸洗剂中氯离子浓度为0.1%(重量)-20%(重量)，氯离子浓度最佳为0.5%(重量)-15%(重量)。三、在水溶液中能产生硝酸根离子的硝酸盐，酸洗剂中硝酸根离子浓度为0.1%(重量)-30%(重量)，硝酸根离子的浓度最佳为0.5%(重量)-20%(重量)。四.其余为水。
本发明组成中的在水溶液中能产生氯离子的含氯化合物包括NaCl、KCl、NH4Cl、MgCl2、CaCl2、NaClO、NaClO2、NaClO3、KClO3、HClO4、NaClO4、LiClO4、Mg(ClO4)2。本发明组成中的在水溶液中能产生硝酸根离子的硝酸盐包括NaNO3、KNO3、NH4NO3、Mg(NO3)2、Zn(NO3)2。
采用本发明清洗不锈钢表面氧化层，若清洗温度过高，时间过长易产生过蚀现象，在酸洗剂中也可添加缓蚀剂，缓蚀剂包括硫脲、若丁(一种硫脲衍生物)、硫氰酸盐、乌洛托品、咪唑啉。
本发明的具体清洗过程是把酸洗剂倒入酸洗槽(花钢石槽或其它酸洗剂槽均可)中，加热至40-90℃，然后将待清洗不锈钢材料(钢板、钢管及其它型材、零件)放入酸洗槽中浸渍清洗，一般经过1分钟-20分钟即能将不锈钢表面氧化层全部清除，得到光亮的表面。浸渍清洗时间可以按需要用调节氯离子、硝酸根离子和氢离子的浓度以及调节清洗温度来控制，清洗后的不锈钢材料取出用水清洗，即得到光亮表面的不锈钢材料。
本发明中用盐酸、硫酸作基本酸时，经清洗的不锈钢表面有时会有一疏松的黑色薄层，用3%(重量)-5%(重量)稀硝酸浸1分钟或者用刷子刷洗白化处理即可得不锈钢光亮表面。
用本发明清洗不锈钢表面氧化层，清洗时间短，清洗效果好。生产本发明酸洗剂，原料来源丰富，价格低廉，比硝酸和氢氟酸组成的酸洗液生产成本降低很多，本发明对生产设备的腐蚀也大大低于硝酸和氢氟酸组成的酸洗液。本发明酸洗剂使用方便、省时，不需要专用的塑料酸洗槽，可应用现有的花钢石槽或其他酸洗槽。节省了生产设备投资，简化了生产工艺。因为本发明组成中没有氢氟酸，避免了剧毒的氟化氢气体对工人的毒害，改善了生产环境。
下面结合实例对本发明作进一步说明。
实例一65%(重量)的硝酸20ml、氯化钠10g、水100ml混和成酸洗剂，加热到70℃，将上钢五厂热轧成型的有氧化层的不锈钢钢管浸入其中，清洗5分钟，表面氧化层全部清除，得到光亮表面的不锈钢钢管，再放入冷水槽中清洗，清洗完毕。
实例二65%(重量)的硝酸20ml、31%盐酸10ml和水10ml混和成酸洗剂，加热到50℃，将上钢五厂热轧成型的有氧化层的不锈钢钢管浸入其中，仅1分钟，氧化层已完全清除，得到光亮表面的不锈钢钢管，此方法清洗速度已超过使用氢氟酸和硝酸的混合清洗剂，再放入冷水槽中清洗，清洗完毕。
实例三98%的硫酸20ml、硝酸钠10g、氯化钠20g和水100ml混和成酸洗剂，加热到75℃，将上海第三钢铁厂生产的表面有氧化层的不锈钢板材浸入其中，经5分钟，氧化层已全部清除。
实例四98%硫酸20ml、硝酸钠10g、氯化钠20g和水600ml混和成酸洗剂，加热到80℃，将上海第三钢铁厂生产的表面有氧化层的不锈钢板材浸入其中，经20分钟清洗，氧化层全部清除。该例说明上述实例三中的清洗液浓度下降五倍，仍能达到清洗目的。
实例五31%盐酸10ml、硝酸钠10g和100ml混和成酸洗剂，加热到75℃，将上海第三钢铁厂生产的表面有氧化层的不锈钢板材投入其中，经7分钟清洗，氧化层全部清除。
实例三、四、五中的酸洗剂以硫酸、盐酸为基本酸，经清洗的不锈钢表面仍有一疏松的黑色薄层，须在3%(重量)-5%(重量)的稀硝酸中作白化处理，即可获得不锈钢光亮表面。
权利要求
1.一种去除不锈钢表面氧化层的酸洗剂，其特征在于由下列成份组成a.硝酸、盐酸、硫酸中任意选择一种或两种酸，酸洗剂中氢离子浓度为0.5N-12N，b.在水溶液中能产生氯离子的含氯化合物，酸洗剂中氯离子浓度为0.1%(重量)-20%(重量)，c.在水溶液中能产生硝酸根离子的硝酸盐，酸洗剂中硝酸根离子浓度为0.1%(重量)-30%(重量)，d.其余为水。
2.如权利要求1所述的酸洗剂其特征在于酸洗剂中的氯离子浓度最佳为0.5%(重量)-15%(重量)，硝酸根离子浓度最佳为0.5%(重量)-20%(重量)。
3.如权利要求1或2所述的酸洗剂其特征在于在水溶液中能产生氯离子的含氯化合物包括NaCl、KCl、NH4Cl、MgCl2、CaCl2、NaClO、NaClO2、NaClO3、HClO4、NaClO4、LiClO4、Mg(ClO4)2。
4.如权利要求1或2所述的酸洗剂其特征在于在水溶液中能产生硝酸根离子的硝酸盐包括NaNO3、KNO3、NH4NO3、Mg(NO3)2、Zn(NO3)2。
5.如权利要求1或2所述的酸洗剂其特征在于酸洗剂中也可添加缓蚀剂，缓蚀剂包括硫脲、若丁(一种硫脲衍生物)、硫氰酸盐、乌洛托品、咪唑啉。
全文摘要
本发明提供了一种清除不锈钢表面氧化层的新颖酸洗剂，特别适用于清洗经热轧成型的各种不锈钢板材和型材表面生成紧密氧化层。本发明组成包括盐酸、硝酸、硫酸中的一种或二种酸，含氯化合物，硝酸盐和水。该酸洗剂中氢离子浓度为0.5N-12N，氯离子浓度为0.1％(重量)-20％(重量)，硝酸根离子浓度为0.1％(重量)-30％(重量)。它不含氢氟酸，避免了由硝酸和氢氟酸组成的酸洗剂的种种弊端。如原料价格高、生产设备复杂、有害气体氟化氢对人体的毒害等缺陷。
文档编号C23G1/08GK1047115SQ8910322
公开日1990年11月21日 申请日期1989年5月11日 优先权日1989年5月11日
发明者郑小达 申请人:郑小达