在已加工金属板上去除锈皮和抑制氧化的方法技术

一种从已加工金属板上去除铁氧化物锈皮的方法，包括步骤：提供表面整修设备（１０）；和利用表面整修设备整修已加工金属板（４６）表面。一般情况下，在表面整修之前，铁氧化物锈皮一般包括三层：氧化亚铁层（８８），四氧化三铁层（９０），和三氧化二铁层（９２）。氧化亚铁层与已加工金属板的基体金属衬底结合。四氧化三铁层与氧化亚铁层结合，并且三氧化二铁层与四氧化三铁层结合。表面整修设备（１０）具有至少一个表面整修部件（７０）。整修已加工金属板表面的步骤包括使该至少一个表面整修部件与金属板的表面配合。以从表面去除基本全部三氧化二铁和四氧化三铁层的方式，并以从表面去除少于基本全部氧化亚铁层来保留一部分氧化亚铁层与已加工金属板的基体金属衬底结合的方式，使表面整修部件与表面配合。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的来说涉及从已加工金属板上去除铁氧化物锈皮和在已加工金属板上抑制进一步氧化的方法。更具体地，本专利技术涉及用机械表面整修设备，从已加工金属板表面去除铁氧化物锈皮的方法，来抑制被整修表面进一步氧化并降低表面粗糙度。
技术介绍
已加工金属板有各式各样的用途。例如，仅举几个例子，飞机、汽车、档案柜和家用电器包含有金属板体或壳体。金属板通常直接从轧钢厂和/或钢铁服务中心购买，但在最初的设备制造厂接收之前，也会经过中间加工厂(有时指“收费”加工厂)。金属板通常通过热轧工艺成型，且如果足够薄，为了方便运输和储存，就将其卷起来。在热轧工艺中，碳钢通常达到完全超过1500°F(815℃)的最终温度。一旦热轧工艺结束，通常通过本领域所熟知的淬水、淬油或淬聚合物，将热轧钢降至室温。由于与空气和水分中的氧反应，在钢冷却时，在热轧碳钢表面形成氧化铁层(或“氧化皮”)。在冷却过程中，产品的冷却速率和总的下降温度会影响形成于表面上的氧化皮的量和成分。铁具有复杂的氧化结构与基体金属衬底机械结合的FeO(氧化亚铁)，接着是与氧化亚铁化学结合的Fe3O4(四氧化三铁)层，然后是与四氧化三铁化学结合的Fe2O3(三氧化二铁)层且其暴露于空气中。在高温下，如在典型的热轧工艺中达到的温度，氧化速度更快，结果形成氧化亚铁。各不同氧化亚铁、四氧化三铁和三氧化二铁层的相对厚度与在热轧基体冷却时可利用的自由氧和铁有关。当从高于1058°F(570℃)的最终温度冷却时，以从基体开始的顺序形成，氧化层通常会包括至少50％的氧化亚铁，且层中也会包括四氧化三铁和三氧化二铁。尽管有许多因素(如淬火速率，基体钢的化学成分，可利用的自由氧等)影响氧化亚铁、四氧化三铁和三氧化二铁的相对厚度以及氧化层的总厚度，但是，研究表明热轧碳钢氧化层(包括这些层的全部三种)总厚度通常是钢板总厚度的约0.5％。因此，例如在3/8″的热轧碳钢中，氧化层的总厚度约为0.002″。有多种整平金属板和整修其表面的方法。金属板的平整度很重要，这是因为实际上所有的冲压和冲切操作都需要平板。良好的表面整修也很重要，尤其是当应用在金属板的顶部和/或底部表面要涂漆或以其它方式涂覆的场所时。对于待涂漆或镀锌的已加工金属板，当前的工业实践是从待涂漆或镀锌表面上去除所有的氧化痕迹。对于涂漆表面，在涂漆前去除所有氧化痕迹保证了想要的油漆涂层的最佳粘着性、柔韧性和抗腐蚀性。对于镀锌，在覆盖前去除所有的氧化痕迹允许锌与基体金属充分化学结合。在覆盖前从热轧金属板表面去除所有氧化物的最常见方法是已知为“酸洗和涂油”的工艺。在这种工艺中，钢(已冷至室温)被展开且被拉过盐酸溶液(通常约30％盐酸和70％水)来化学去除氧化皮。接着，在去除氧化皮后，钢被清洗、干燥并立即“涂油”来使其免受锈蚀。油提供了空气隔离层，使裸露金属不暴露于空气和水分。酸洗工艺后立即给金属涂油非常重要，这是因为当裸露金属暴露于空气和水分时，裸露金属会非常迅速地开始氧化。“酸洗和涂油”工艺可有效地基本去除全部氧化层，包括紧密结合的氧化亚铁层，并得到适合大部分涂覆应用的表面。但是，“酸洗和涂油”工艺有许多缺点。例如，在涂覆前必须去除酸洗后施加予金属上的油，这浪费了时间。另外，盐酸是对环境有害的化学品，其具有特别的储存和处理限制。另外，油层妨害了一些加工工艺例如焊接，使堆积的板粘在一起，并且在加工过程中进入机器零件。另外，虽然酸洗工艺可有效地基本除所有氧化层，得到适合大部分涂覆应用的表面，但是酸洗剂(盐酸)容易形成干净但稍微粗糙的表面。因此，需要一种表面整修已加工金属板的改进方法，其从表面上充分去除氧化皮，来确保接受涂覆的最佳条件，其产生适合实质上所有涂覆应用的光滑表面，其包括在涂覆前防止进一步氧化的措施，和与标准的酸洗和涂油相比，其费用更低且麻烦更少。
技术实现思路
因此本专利技术的一个目的是以确保最佳表面状况来接受油漆、镀锌或其他涂覆的的方式，提供一种从已加工金属板上去除铁氧化物锈皮的改进方法。一个相关目的是提供一种从已加工金属板上去除金属铁氧化物锈皮的改进方法，其所得光滑表面实际上适合所有涂覆应用。另一个目的是以不需要涂油而可抑制进一步氧化的方式，提供一种从已加工金属板上去除铁氧化物锈皮的改进方法。又一个总的目的是提供一种从已加工金属板上去除铁氧化物锈皮的改进方法，与标准的酸洗和涂油相比费用更低且麻烦更少。本专利技术包括从已加工金属板上去除铁氧化物锈皮的方法，其中，铁氧化物锈皮通常包括三层氧化亚铁层，四氧化三铁层，和三氧化二铁层。氧化亚铁层与已加工金属板基体金属衬底结合。四氧化三铁层与氧化亚铁层结合，并且三氧化二铁层与四氧化三铁层结合。通常，该方法包括步骤提供表面整修设备；和利用表面整修设备，整修已加工金属板表面。表面整修设备至少具有一个表面整修部件。整修已加工金属板表面的步骤包括使该至少一个表面整修部件与金属板表面配合。表面整修部件以从表面去除基本全部三氧化二铁和四氧化三铁层的方式与表面配合。另外，表面整修部件以从表面去除一些，但不是全部氧化亚铁层来保留一部分氧化亚铁层与已加工金属板的基体金属衬底结合的方式与表面配合。在本专利技术的另一方面中，从已加工金属板去除铁氧化物锈皮的方法包括步骤提供具有至少一个旋转整修部件的表面整修设备；和利用表面整修设备，整修已加工金属板表面。整修已加工金属板表面的步骤包括使该至少一个旋转整修部件与金属板表面配合。旋转整修部件以从表面去除一些，但少于基本全部铁氧化物锈皮来保留一层氧化物锈皮与已加工金属板的基体金属衬底结合的方式与表面配合。另外，旋转整修部件以将表面峰谷偏离距离的算术平均数降到，从平均中心线测量为小于50微英寸的方式与表面配合。虽然本专利技术的主要优点和特征已在上面描述，但通过参考下面的附图和对优选实施方案的详细描述可获得对本专利技术的更加完整和全面的理解与领悟。附图简要说明被引入说明书并作为说明书一部分的附图，示意说明了本专利技术的实施方案，并和说明书一起用来解释本专利技术的原理。附图说明图1示意性表示一种在线金属处理系统，包括拉伸校平机和用于实施本专利技术方法的表面整修设备；图2示意性表示一种在线金属处理系统，包括张力校平机和用于实施本专利技术方法的表面整修设备的；图3示意性表示在线金属处理系统的另一种实施方案，包括张力校平机和用于实施本专利技术方法的表面整修设备；图4是用于实施本专利技术方法的表面整修设备的部分侧视图；图5是图4所示表面整修设备部分的顶部平面视图；图6是在根据本专利技术方法的表面整修之前，具有铁氧化物锈层的一段已加工金属板的部分剖示图；且图7是在根据本专利技术方法的表面整修后的一段已加工金属板部分剖视图。图中示出的附图标记与在整个随后详细描述的优选实施方案中的附图标记一致。优选实施方案的详细描述在实施本专利技术的方法时，表面整修设备，将在此后详细描述，可以与许多不同的金属板整平和校平用机器结合使用，而不脱离本专利技术的范围。用于实施本专利技术方法的表面整修设备由附图标记10总体表示于图1中。图1示意性表示一种在线金属处理系统，包括表面整修设备10、拉伸校平机12和此外使用的其它部件。从左到右观察，图1示出了置于上游开卷机16上的一卷金属板14、矫正器20、接收槽22、拉伸校平机12和表面整修设备10。矫正器20正好位于开卷机16本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从已加工金属板上去除铁氧化物锈皮的方法，其中，铁氧化物锈皮通常包括与已加工金属板基体金属衬底结合的氧化亚铁层，与氧化亚铁层结合的四氧化三铁层，和与四氧化三铁层结合的三氧化二铁层，该方法包括步骤：提供具有至少一个表面整修部件的表面 整修设备；和利用表面整修设备，通过使该至少一个表面整修部件与金属板的表面配合，以从表面去除基本全部三氧化二铁和四氧化三铁层的方式，并以从表面去除少于基本全部氧化亚铁层来保留一部分氧化亚铁层与已加工金属板的基体金属衬底结合的方式，整修 已加工金属板表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文沃格斯，
申请(专利权)人：材料制造有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]