CN103484872B

CN103484872B - 一种含有复配钝化剂的酸洗液及其制备方法

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Publication number: CN103484872B
Application number: CN201210197346.6A
Authority: CN
Inventors: 李艳荣; 朱立忠; 李忠建; 陆建国; 侯红美
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Research Institute of Nanjing Chemical Industry Group Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2016-06-15
Anticipated expiration: 2032-06-15
Also published as: CN103484872A

Abstract

本发明属于不锈钢铸件清洗领域，涉及一种通过在HNO3和HF基础酸液中添加有机物质复配而得的带有钝化效果的酸洗液。由硝酸和氢氟酸、复配钝化剂、水组成，其质量含量分别为：硝酸为3.3%~37.5%、氢氟酸为0.7%~7.5%、复配钝化剂为1.3~13.5%、水为余量。对受污染的不锈钢铸件进行清洗，使铸件恢复本身所具有的金属光泽。并在铸件表面形成一层致密的钝化膜，使铸件长期存放仍能保持银亮美观、不生锈斑。本发明的另一特点是酸雾很小，有利于环保及操作人员身体健康，酸洗量大，酸处理成本低。

Description

一种含有复配钝化剂的酸洗液及其制备方法

技术领域

本发明属于不锈钢铸件清洗技术领域，涉及一种对各种钢材进行清洗的复配酸洗液钝化剂。

背景技术

目前钢材的清洗工艺主要是酸洗，成分主要有硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸等，依照不同的比例，添加不同的添加剂配制而成。但在实际中，现有的酸洗工艺，存在酸消耗量大，酸雾也大，其废酸排放周期短等缺点。现在的酸洗液倾向于在酸中加入不同的物质以起到稳定酸液、促进清洗、缓释钢材的作用，从而使钢材腐蚀、延长使用时间。

关于此类酸洗液添加剂的报道较少。华中科技大学；武汉永兴化工有限责任公司申请专利CN01133516.5介绍了一种钢铁酸洗促进剂。本发明公开了一种钢铁酸洗促进剂，其成分及重量配比为无机盐还原剂(如亚硫酸钠、次硫酸钠、一缩二亚硫酸钠、硫代硫酸钠、硫代硫酸铵中的一种或二种)，10％～80％；有机金属离子螯合剂(如葡萄糖酸和盐、酒石酸和盐、柠檬酸和盐、乙二胺四乙酸二钠盐中的一种)，1％～20％；增效剂(如丁炔二醇、乙二醇、丙三醇中的一种)，1％～20％；水10％～50％。本钢铁酸洗促进剂特别适用于添加在酸洗液中促进清洗各种钢铁(尤其是硅钢)带钢和型材表面生成的紧密氧化皮。

中国科学院海洋研究所申请专利CN200610069099.6介绍一种绿色高效酸洗缓蚀剂及其应用，它的主要成分为小檗碱。其应用是：酸洗液为稀盐酸或稀硫酸，浓度为0.1M－2M，加入缓蚀剂0.02kg/m<SUP>3</SUP>－0.20kg/m<SUP>3</SUP>，温度控制在室温25℃左右，加入待清洗的锌、锌铝合金或热浸镀锌、锌铝合金镀层钢材，浸没0.5h－3h。本发明产品用于锌、锌铝合金或热浸镀锌、锌铝合金镀层钢材及其产品的工业酸洗，能防止在清洗过程中金属或镀层的全面腐蚀和局部腐蚀，目前同类酸洗缓蚀剂的研究较少，具有价格便宜，用量低，缓蚀效率高，持续作用能力强的突出优点。但同时也有产量少，应用面较狭窄的不足。

文献《常温高效金属除锈剂的研究》中提到在主要成分盐酸中加入酒石酸、十二烷基磺酸钠、表面活性剂HS-99及添加剂EDTA。较传统的酸洗降低时间2／3，清洗过程中无酸雾出现。没有提到钢铁本身钝化，延缓腐蚀。

文献《酸洗缓蚀剂在钢铁生产中的应用研究》文章介绍了酸洗缓蚀剂的作用机理，通过应用实验，研究了酸洗缓蚀剂的应用效果，并对几种常用缓蚀剂的作用效果进行了对比。结果表明，使用酸洗缓蚀剂可抑制酸雾挥发，防止钢材的过酸洗，减少钢材的酸洗耗量0．13％，吨钢酸耗由27．3kg／t降至15．9kg／t，并能减少钢材在深加工过程中的氢脆现象，提高钢材的表面质量。该文主要针对钢铁在热冷加工转化过程中由于高温产生的铁锈而利用酸液来处理的。

文献《钢铁化学酸洗除锈清洁生产过程》介绍钢铁酸洗工艺过程，分析产污环节，指出污染的关键所在。指出常用对于酸雾的治理方法和添加缓蚀剂的可取之处，并大致对其进行了比较，所缺之处是没有具体实施方案。

发明内容

本发明的目的是提出一种不锈钢铸件复配酸洗液钝化剂及其制备方法。

本发明技术方案是：含有复配钝化剂的酸洗液由硝酸和氢氟酸、复配钝化剂、水组成，其质量含量分别为：硝酸为3.3%~37.5%、氢氟酸为0.7%~7.5%、复配钝化剂为1.3~13.5%、水为余量。

所述的复配钝化剂包括缓蚀剂、光亮剂，其中缓蚀剂含量0.7~9.0%，光亮剂含量0.6~4.5%。

所述的缓蚀剂包括乌洛托品0.1~2.0%、氨基磺酸0.1~2.0%、氨基磺酸钠0.05~5.0%的一种或几种的混合物；一种典型的组成是包括乌洛托品0.5%、氨基磺酸0.15%、氨基磺酸钠0.1%一种或几种混合组成。

所述的光亮剂包括三甘醇0.05~1.00%、香豆素0.05~0.5%、糖精0.02~0.5%、甘油0.02~0.5%和烷烃类表面活性剂0.05~2.0%一种或几种混合物组成；一种典型的组成是包括三甘醇0.06%、香豆素0.02%、糖精0.03%、甘油0.05%和烷烃类表面活性剂0.075%一种或几种混合组成。

本发明含复配钝化剂酸洗液的制备方法：将硝酸和氢氟酸按5：1比例混合，其质量含量为4~45%；将质量含量为1.3~13.5%由缓蚀剂、光亮剂等成分组合而成的钝化剂依上述比例在水中溶解，然后加入到硝酸–氢氟酸中，搅拌均匀后在5~50°C下反应5~50小时，待反应完成后用水稀释至所需浓度。

一般地，本发明制备方法的优选技术方案是：将125g的工业硝酸与30g的氢氟酸混合，搅拌均匀后，依次加入缓蚀剂3.75g和光亮剂1.18g，最后加水至溶液500g，搅拌均匀。置于25°C，反应24小时。溶液最后呈淡黄绿色、澄清状态。

将受腐蚀的不锈钢铸件置于上述配制的酸洗液中浸泡，视铸件表面情况及浸泡10min～2h，至铸件表面银亮后捞出，清水冲净即可。

本发明适用于各种钢材（尤其适用于304、316型精密不锈钢铸件）的酸洗钝化，能在很短的时间(10~20多分钟)内使原先发黑发暗的铸件洗得银亮光洁，铸件内外表面一样光亮美观，而铸件本身不受任何损伤，并在铸件表面形成一层致密的钝化膜，使铸件长期存放仍能保持银亮美观、不生锈斑。本发明的另一特点是酸雾很小，有利于环保及操作人员身体健康，酸洗量大，酸处理成本低，且可有效缩短酸洗频率，降低酸耗。

经本发明处理后的铸件表面银亮美观，色泽均匀。且因铸件表面形成钝化薄层，故不易再次腐蚀生锈。本发明因成本不高，且处理效果明显优于常用处理方法。

具体实施方式

以下通过具体实施例，对本发明方法加以详细描述。

实施例1：样品制备

下面实施例中所用含钝化剂的酸洗液，采用如下方法制备：将1000kg浓度为50%的工业硝酸与200kg40%的氢氟酸混合，搅拌均匀后，依次加入缓蚀剂（由乌洛托品40kg、氨基磺酸40kg、氨基磺酸钠100kg一种或几种混合组成）和光亮剂（由三甘醇20kg、香豆素、糖精、甘油各10kg和烷烃类表面活性剂40kg一种或几种混合组成），最后在溶液中加入水410kg，搅拌均匀。置于25°C，反应24小时。溶液最后呈淡黄绿色、澄清状态。配制完成，待用。

实施例2：样品制备

下面实施例中所用含钝化剂的酸洗液，采用如下方法制备：将1000kg50%的工业硝酸与150kg40%的氢氟酸混合，搅拌均匀后，依次加入缓蚀剂（由乌洛托品2.0kg、氨基磺酸2.0kg、氨基磺酸钠1.0kg一种或几种混合组成）和光亮剂（由三甘醇1.0kg、香豆素1.0、糖精0.4kg、甘油0.4g和烷烃类表面活性剂1.0kg一种或几种混合组成），最后在溶液中加入水840kg，搅拌均匀。置于25°C，反应24小时。溶液最后呈淡黄绿色、澄清状态。配制完成，待用。

实施例3：样品制备

下面实施例中所用含钝化剂的酸洗液，采用如下方法制备：将1000kg浓度为50%的工业硝酸与300kg40%的氢氟酸混合，搅拌均匀后，依次加入缓蚀剂（由乌洛托品10kg、氨基磺酸3kg、氨基磺酸钠2kg一种或几种混合组成）和光亮剂（由三甘醇1.2kg、香豆素0.5kg、糖精0.5kg、甘油1kg和烷烃类表面活性剂1.5kg一种或几种混合组成），最后在溶液中加入水680kg，搅拌均匀。置于25°C，反应24小时。溶液最后呈淡黄绿色、澄清状态。配制完成，待用。

实施例4：应用

取无锡永进精密铸造有限公司316型精密不锈钢铸件的进行酸洗钝化并测定效果。

1、酸洗后外观的测定

将经抛丸合格的316不锈钢铸件置于本品中浸泡，浸泡20min后,视铸件表面银亮后捞出，用清水洗净残留酸，再在50°C3.5%(wt)NaCl碱液中清洗一遍以中和残留的酸，再用清水洗净碱液，最后在约80°C热水中浸泡2～3min取出，目视铸件表面银亮美观，色泽均匀。

2、钝化能力的测定

将酸洗过的铸件置于3.5%NaCl水溶液中，在室温下浸泡20h后取出检查，铸件表面光亮无明显锈点。

实施例5：应用

取福建松溪铸件厂304型精密不锈钢铸件的进行酸洗钝化并测定效果。

1、酸洗后外观的测定

将经抛丸合格的304不锈钢铸件置于本品中浸泡，浸泡20min后,视铸件表面银亮后捞出，用清水洗净残留酸，再在50°C3.5%(wt)NaCl碱液中清洗一遍以中和残留的酸，再用清水洗净碱液，最后在约80°C热水中浸泡2～3min取出，目视铸件表面银亮美观，色泽均匀。

2、钝化能力的测定

实施例6：应用

取上海重安铸件厂316型用后不锈钢铸件进行酸洗钝化并测定效果。

1、酸洗后外观的测定

将腐蚀明显的316型用后不锈钢铸件置于本品中浸泡，浸泡1h后,视铸件表面银亮后捞出，用清水洗净残留酸，再在50°C3.5%(wt)NaCl碱液中清洗一遍以中和残留的酸，再用清水洗净碱液，最后在约80°C热水中浸泡2～3min取出，目视铸件表面银亮美观，色泽均匀。

2、钝化能力的测定

Claims

1.一种含有复配钝化剂的酸洗液，其特征是由硝酸和氢氟酸、复配钝化剂、水组成，其质量含量分别为：硝酸3.3%~37.5%、氢氟酸0.7%~7.5%、复配钝化剂1.3~13.5%、水余量；所述的复配钝化剂由缓蚀剂、光亮剂组成，其中缓蚀剂含量0.7~9.0%，光亮剂含量0.6~4.5%；所述缓蚀剂由乌洛托品0.1~2.0%、氨基磺酸0.1~2.0%、氨基磺酸钠0.5~5.0%的一种或几种的混合物组成；所述光亮剂由三甘醇0.05~1.00%、香豆素0.02~0.5%、糖精0.02~0.5%、甘油0.02~0.5%和烷烃类表面活性剂0.5~2.0%一种或几种混合物组成；所述酸洗液用于不锈钢铸件的酸洗钝化。

2.如权利要求1所述含有复配钝化剂酸洗液的制备方法，其特征是将硝酸和氢氟酸按上述比例混合，其质量含量为4~45%；将质量含量为1.3~13.5%由缓蚀剂、光亮剂成分组合而成的钝化剂依上述比例在水中溶解，然后加入到硝酸–氢氟酸中，搅拌均匀后在5~50°C下反应5~50小时，待反应完成后用水稀释至所需浓度。