[发明专利]奥氏体不锈钢冷弯前表面的酸洗方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种奥氏体不锈钢冷弯前表面的酸洗方法，属于不锈钢表面处理技术领域。

背景技术

    近几年，奥氏体不锈钢因其良好的外观和优异的耐蚀性在城市轨道交通和高速铁路方面得到广泛应用。目前，轨道交通装备用奥氏体不锈钢型材主要通过冷弯成形工艺制造。不锈钢在冷弯成形前表面会存在较厚的氧化皮，不仅影响不锈钢的外观质量，也会对其冷弯性能产生不利影响，如产生冷弯开裂等现象。因此在冷弯前必须经过酸洗除去其表面氧化皮。对于奥氏体型、马氏体型、铁素体型和双相不锈钢等，由于其组织成分不同，酸洗工艺也不尽相同。对于奥氏体不锈钢而言，经加工后氧化皮外层以铁氧化物为主，内层以铁铬氧化物等致密型氧化物为主。目前不同种类的不锈钢均采用相同的酸洗工艺，且去除不锈钢表面厚氧化皮时，使用温度高，酸洗时间长，加工成本居高不下；而常温酸洗工艺对除去薄氧化皮效果好，且酸洗后的不锈钢冷轧板表面发暗，失去了原有的金属光泽，不能满足轨道交通装备的要求。

一般认为，奥氏体不锈钢采用侵蚀性较强的溶液酸洗效果较好。采用硝酸溶液酸洗奥氏体不锈钢时，能较好的去除氧化皮，不锈钢金属光泽明显。但此工艺会产生亚硝酸蒸汽，对人体及环境有害。由于环保的要求，该工艺受到了越来越严格的限制。近几年开发了许多的“无硝酸酸洗工艺”，即在酸洗液中加入盐酸和硫酸等无机酸取代原先的硝酸溶液。虽能满足环保的要求，但当用含盐酸的溶液酸洗不锈钢后，氯离子被不锈钢表面吸附，优先吸附在金属钝化膜上，并与钝化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物，结果在裸露出的金属基体上生成点蚀核，并在介质中阳离子氧化剂的促进作用下，金属的腐蚀电位上升至点蚀临界电位以上，进而形成蚀孔。特别是，轨道交通装备用奥氏体不锈钢在冷弯加工时，几何形态上构成了大阴极-小阳极的结构，点蚀的阳极溶解速度加快；同时，由于点蚀发展过程中具有自动加速的特点，将很快导致不锈钢的腐蚀穿孔破坏。这对于轨道交通装备的安全产生严重危害。因此，氯离子的存在使不锈钢易受腐蚀，影响了不锈钢应用于轨道交通中的耐蚀性，所以酸洗过程中必须除去氯离子。

发明内容

为了克服现有奥氏体不锈钢冷弯前酸洗工艺方面的不足，以及更彻底避免氯离子对不锈钢耐蚀性带来的不利影响，本发明提供一种除去奥氏体不锈钢表面氧化皮并提高其表面金属光泽度的酸洗方法。具体方法包括以下步骤：

步骤1、将退火后的奥氏体不锈钢通过一号酸洗槽进行化学除油，一号酸洗槽中的清洗液配方为：浓度15-40g/L的碳酸钠，浓度3-6g/L的OP-10乳化剂，浓度2-5g/L的仲烷基磺酸钠，浓度2-4g/L的十二烷基硫酸钠，控制温度为80±10℃，浸泡时间为2-3min；

步骤2、将奥氏体不锈钢通过二号酸洗槽，二号酸洗槽的介质为水，温度为50-70℃，浸泡时间为2-3min；

步骤3、将奥氏体不锈钢通过一号电解槽，一号电解槽的介质为硫酸钠溶液，溶液浓度为10~25%，电流密度为12~20A/dm²，电解时间为30s~60s；

步骤4、将奥氏体不锈钢通过二号电解槽，二号电解槽的介质为硫酸钠溶液，溶液浓度为10~25%，电流密度为12~20A/dm²，电解时间为30s~60s；

步骤5、将奥氏体不锈钢通过三号电解槽，电流密度为10~20A/dm²，前10~15min控制酸洗温度为45-55℃，后15~20min控制酸洗温度为25-35℃；其中三号电解槽的溶液配方为：浓度280-320 ml/ L的盐酸，90-110 ml/ L的硫酸，70-80 ml/ L的双氧水，45-55 ml/ L的乙二醇/乙酸复配剂，2-5ml/L的聚氧乙烯辛烷基酚醚，2-5ml/L的烷基多糖苷；其中乙二醇/乙酸复配剂中乙二醇质量占55~70%，乙酸质量占30~45%；

步骤6、将奥氏体不锈钢通过三号酸洗槽，三号酸洗槽的介质为水，温度为40-50℃，浸泡时间为1-2min，浸泡次数为2-3次；

步骤7、将奥氏体不锈钢通过四号酸洗槽，四号酸洗槽的介质为硫酸钠溶液，溶液浓度为25-50%，温度为65-75℃，浸泡时间为2-3min。

 

步骤1中OP-10乳化剂和仲烷基磺酸钠为表面活性剂，十二烷基硫酸钠为分散剂。OP-10乳化剂具有较好的润湿和乳化作用，仲烷基磺酸钠具有良好的渗透能力，是绿色添加剂，十二烷基硫酸钠作为分散剂，能提高和改善油污在液体中的分散性。这些添加剂的使用均能加速除油过程。

步骤2中水洗达到清洁表面的作用。