化学浸蚀过程中多采用酸作为浸蚀剂,常用的有∶盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、铬酐、氢氟酸等。当然也有例外,铝等轻金属用碱作为浸蚀剂。为了减少化学浸蚀过程中基体金属材料的溶解,确保金属材料的几何尺寸并减轻渗氢,防止氢脆,可以在浸蚀液中添加缓蚀剂。
一、常用浸蚀剂
(1)盐酸 盐酸对金属氧化物具有较强的溶解能力,但对钢铁基体溶解较缓慢,不易发生过腐蚀和严重的氢脆,浸蚀后表面的残渣较少,表面质量较高。盐酸的浸蚀能力虽然与其浓度成正比,但由于挥发性较大,通常并不使用很浓的盐酸,室温下一般不超过 360g/L,在加热情况下使用的盐酸浓度应更低一些。
(2)硫酸 在室温下,硫酸溶液对金属氧化物的溶解能力较弱,提高其浓度并不能显著提高其浸蚀能力,通常控制硫酸浓度在 100~250g/L。升高温度可显著提高硫酸的浸蚀能力,硫酸对氧化皮有较强的剥离作用,宜加热操作,但温度过高会加速钢铁基体的溶解而发生过腐蚀和氢脆现象,一般以 50~60℃为宜,并且还要加入缓蚀剂。
(3)硝酸 硝酸是氧化性酸,浸蚀能力较强。在质量分数为 30%的硝酸中,低碳钢的浸蚀表面洁净而均匀,而中、高碳钢和低合金钢的浸蚀表面残渣较多,还需在碱溶液中进行阳极补充处理。在硝酸中浸蚀的铜及铜合金,可获得具有光泽的表面。在硝酸中加入适量的盐酸或氢氟酸,可用来浸蚀不锈钢和耐热合金钢。用硝酸浸蚀时,会放出大量的有害气体和大量的热,因此需有良好的通风和冷却装置。
(4)磷酸 室温下磷酸对金属氧化物的溶解能力较弱,因此需加热操作。浸蚀后工件表面残存的浸蚀液能转变成磷酸盐保护膜,适用于焊接件和组合件涂漆前的浸蚀。磷酸与硫酸、硝酸或铬酐组成的混合液,常用于钢铁件、铝件的光亮浸蚀。
(5)铬酐 铬酐溶于水生成铬酸和重铬酸,它有很强的氧化和钝化能力,但对金属氧化物的溶解能力较弱。铬酐常用于浸蚀后消除残渣和钝化处理。
(6)氢氟酸 氢氟酸能溶解硅化物和铝、铬的氧化物,常用于铸件和不锈钢件的浸蚀。质量分数为 10%左右的氢氟酸对镁和镁合金腐蚀 比较缓和,因此也常用来浸蚀镁及镁合金制品。
二、缓蚀剂
缓蚀剂能选择性地吸附在裸露的基体金属材料表面上,而不被金属的氧化物所吸附。因此,在不影响氧化物的正常溶解的情况下,提高了金属材料表面的析氢超电势。从而减缓了酸对金属材料的腐蚀作用,避免氢脆现象的发生。对钢铁材料,特别是对氢敏感的高强度钢进行浸蚀时,浸蚀液中常加入一定量的缓蚀剂。
常用的缓蚀剂有∶二邻甲苯硫脲 (若丁)、六次甲基四胺 (乌洛托品)、硫脲、尿素、磺化动物蛋白、皂荚浸出液等。在硫酸浸蚀液中,常用若丁和硫脲作为缓蚀剂;在盐酸浸蚀液中,常用乌洛托品作为缓蚀剂。缓蚀剂的效果随温度升高而下降,因此不宜在加热下操作。缓蚀剂常牢固地吸附在金属表面上,不易清洗干净,可能影响随后沉积的镀层与基体材料的结合力,以及抑制氧化、磷化等反应,因此浸蚀后必须认真将缓蚀剂清洗干净。
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