一、钢铁材料的化学浸蚀
钢铁材料表面上的锈蚀产物一般为 Fe,O,和少量的 FeO。而经热处理的钢铁件,其表面上的氧化皮则由 Fe,O,、Fe,Oa和少量的 FeO 组成。除去这些锈蚀产物主要用硫酸、盐酸或二者的混合液。虽然可以用单一的酸来进行浸蚀,但实践证明,如用硫酸-盐酸(有时也加入硝酸)的混合液可使浸蚀获得更好的效果。
在钢铁件的酸洗时,除了氧化物的溶解外,钢铁本身还会与酸作用,故有铁的溶解和氢的析出。这一过程会造成金属的过腐蚀和氢脆现象的发生。为了防止工件的过腐蚀和氢脆现象,确保金属材料的几何尺寸,往往向酸液中加入缓蚀剂。缓蚀剂在纯洁的钢铁表面吸附成膜,可隔离酸液与金属材料的接触,防止工件的过腐蚀和氢脆的发生。缓蚀剂不在氧化皮上
对于硫酸,在一定的范围内提高其含量,浸蚀速度加快,但当质量分数超过 25%时浸蚀速度开始降低,甚至不溶解氧化物,因此最适宜的质量分数为 20%~25%。在盐酸溶液中,提高其含量浸蚀速度会加快,但酸的质量分数超过 20%时,基体的溶解速度 比氧化物的溶解速度增加的要快一些,因此不宜采用浓盐酸进行浸蚀。 温度对浸蚀也有很大影响。为防止过腐蚀和产生酸雾污染环境,盐酸浸蚀一般在室温下进行。需要进行强腐蚀时可用热硫酸,其温度不宜超过 60℃。钢铁件的化学浸蚀液组分及工艺条件如图1所示。
(图1)
二、铜及铜合金的化学浸蚀
铜及铜合金的化学浸蚀通常使用硝酸、硫酸和盐酸的混合酸。当材料表面的氧化皮较厚时,需要先在质量分数为 10%~20%的硫酸中于 60℃下进行疏松氧化皮处理,然后再进行浸蚀。铜合金的各组分在不同酸溶液中的溶解度不同,要根据合金成分正确选择各种酸的比例。硝酸对铜的溶解速度较大,而盐酸对锌、锡等的溶解速度较大。例如,对于黄铜材料,当硫酸和盐酸的含量一定时,其中铜的溶解速度与硝酸的含量成正比,而锌的溶解速度基本保持不变; 而当硝酸和硫酸的含量一定时,锌的溶解速度随盐酸含量的增加而增大,铜的溶解速度随盐酸含量的增加略有下 降。铜和锌也可以溶于硫酸,但是其溶解速度比在硝酸或盐酸中都要小一些。硫酸的加入是为了延长浸蚀液的使用寿命。当浸蚀黄铜时,所用混合酸中各种酸的含量应能使铜和锌的溶解速度比符合它们在合金中的含量比。当浸蚀液中盐酸的含量过低时,浸蚀后黄铜表面呈淡黄色;当盐酸含量过高时,浸蚀后黄铜表面会出现棕色斑点。当浸蚀液中硝酸含量过高时,黄铜浸蚀后表面发灰;硝酸含量过低时,则浸蚀后表面发红。铜及铜合金的化学浸蚀液组分及工艺条件如图2所示。
(图2)
三、铝及铝合金的化学浸蚀
铝是两性金属,其氧化物既可溶于酸也可溶于碱,也就是说铝可以用酸浸蚀也可用碱浸蚀。由于用碱浸蚀时,浸蚀速度比较快,而且在碱浸蚀液中可以同时完成除去油污和除锈两道工序,当材料表面油污较少时不必预先脱脂,所以铝及铝合金的浸蚀常用碱溶液。采用碱溶液浸蚀时,操作温度较高,浸蚀时间较长。如果铝合金中含有铜、镍、锰、硅等合金元素,经过碱浸蚀后,表面会生成暗色膜,必须进行出光处理。对于含铜的铝合金,可用1∶1(体积比)的硝酸水溶液浸蚀出光;对于含镍、锰、硅等的铝合金,可用 HNO。与 HF (体积比)为 3∶1的混合酸浸蚀出光。若采用酸浸蚀液浸蚀,材料必须经过比较彻底的脱脂,才能保证镀层的质量。用酸性浸蚀液浸蚀时,基体材料的损失很小,容易控制操作,浸蚀后的材料表面呈半光亮状态。铝及铝合金的化学浸蚀液组分及工艺条件如图3所示。
(图3)
四、其他金属的化学浸蚀
因材料的不同,其浸蚀有不同的化学浸蚀液组分和工艺条件。常见的镁、锌、镉、镍、锡等的化学浸蚀液组分及工艺条件如图4所示。
(图4)
【文章来源:说化有益】
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