去除不锈钢的锈皮的方法技术

一种用于去除不锈钢的锈皮的方法，包含(A)对一个表面含有锈皮的不锈钢进行前处理，使锈皮受到破坏，该前处理是选自于(a1)将该不锈钢浸渍于一种pH值小于0的酸性溶液中、(a2)将该不锈钢置入一种酸性电解液进行酸性电解或(a3)将该不锈钢浸渍于一种pH值小于0的酸性溶液中，以获得经酸处理的不锈钢，再将该经酸处理的不锈钢置入一种酸性电解液进行酸性电解；及(B)将该不锈钢置入一种碱性电解液进行碱性电解，以去除锈皮。本发明专利技术方法可有效去除锈皮，且步骤中所使用的电解液可重复使用，符合环保需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种去除锈皮的方法，特别是涉及一种去除不锈钢的锈皮的方法。
技术介绍
不锈钢的组成中，除了铬及铁元素外，还因含有镍、碳、钼(Mo)、钛(Ti)、锕(Ac)、硒(Se)等不同成分，而发展出不同系列的不锈钢。不锈钢具有独特的强度、较高的耐磨性、优越的抗蚀性能及不易生锈等特性，因此具有高度的商业价值。不锈钢的生产过程包括退火及酸洗阶段。退火是对不锈钢进行热处理，目的在于使不锈钢的微结构再结晶，提升其强度及延展性。在退火阶段中，不锈钢表面可能有不期望的黑色氧化层(以下称为锈皮)生成，其主要成份为含有铁、铬及镍等金属氧化物。对于尚需进行下一道工序的不锈钢而言，锈皮的存在将会影响后续制作的效果及品质，所以必须有效地将锈皮先行移除。目前去除锈皮的方式主要是在酸洗阶段中，利用酸将不锈钢表面的锈皮溶解。其中，在60～75℃环境下，以硝酸(HNO3)及氢氟酸(HF)的混合物作为酸洗液，对表面含有锈皮的不锈钢进行酸洗15-30分钟，最能有效将锈皮完全去除。但上述酸洗液所含的氢氟酸为管制品，酸洗后所形成的酸洗废液一般含有铁、铬及镍等重金属的氧化物等数种会对环境造成冲击的废弃物质，须进行特殊处理才可去除且酸洗液无法重复使用；目前采用酸碱中和法将金属离子沉降分离，以掩埋法处理经固化干燥的含有金属离子的污泥，但可供掩埋的区域有限，除所费不赀外，仍难以妥善处理。此外，此类酸洗液会产生氮氧化物(NOx)，如一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)等空气污染物质。过去企图以降低硝酸的使用量以减少氮氧化物生成，主要手段是在酸洗液中添加过氧化氢(H2O2)作为反应物的氧化剂，但此方法仅部分地解决上述问题；氮氧化物在蒸汽中的含量减低，并非消除，且含硝酸盐类的废液处理问题仍待解决。美国专利第4,851,092号公开一种电解酸洗含铬不锈钢的方法。该方法是将不锈钢放置于含有Na2SO4水溶液的电解酸洗槽中进行电解酸洗，然后再依据Na2SO4水溶液所需pH值及氧化还原电位，于电解酸洗槽中加入酸及还原剂，以调整电解酸洗槽的pH值。于实施例中，该酸包含氢氯酸及氢氟酸，是用于去除位于锈皮下层的耗乏铬层(chromium depleted layer)。该方法虽使用中性的Na2SO4水溶液电解不锈钢，但仍需进一步加入强酸，致使所产生的废液仍旧难以处理，且氢氟酸具有毒性。由上述可知，有鉴于酸洗液本身及其废液对环境及人体健康所造的重大危害，对于去除不锈钢的锈皮的方法，应以环保绿色技术做为目标进行开发。
技术实现思路
本专利技术的目的是跳脱以往的概念，尝试改用碱性条件去除不锈钢的锈皮，以减少有害物质的产生，进而寻得一种快速且环保的方法。因此，本专利技术提供一种用于去除不锈钢的锈皮的方法，包含(A)使一个表面含有锈皮的不锈钢进行前处理，使锈皮受到破坏，该前处理是选自于(a1)将该不锈钢浸渍于一种pH值小于0的酸性溶液中、(a2)将该不锈钢置入一种酸性电解液进行酸性电解或(a3)将该不锈钢浸渍于一种pH值小于0的酸性溶液中，以获得经酸处理的不锈钢，接着再将该经酸处理的不锈钢置入一种酸性电解液进行酸性电解；及(B)使该不锈钢置入一种碱性电解液进行碱性电解，以去除锈皮。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的方法主要运用碱性电解步骤，再结合特定的前处理步骤，使表面含有锈皮的不锈钢可以将锈皮去除，且整体处理过程无需使用大量酸洗液，而能建构出一套环保、有效且高效率的去除不锈钢表面锈皮的方法。具体实施方式本专利技术的用于去除不锈钢的锈皮的方法，包含(A)对一个表面含有锈皮的不锈钢进行前处理，使锈皮受到破坏，该前处理是选自于(a1)将该不锈钢浸渍于一种pH值小于0的酸性溶液中、(a2)将该不锈钢置入一种酸性电解液进行酸性电解或(a3)将该不锈钢浸渍于一种pH值小于0的酸性溶液中，以获得经酸处理的不锈钢，接着再将该经酸处理的不锈钢置入一种酸性电解液进行酸性电解；及(B)使该不锈钢置入一种碱性电解液进行碱性电解，以去除锈皮。不锈钢的锈皮，就结构上来说主要分为三层，包括位于最里层、邻接不锈钢的第一锈皮层，主要成分包括赤铁矿(hematite)、氧化铬(chromium oxide)、镍铁氧化物(nickel iron oxide)及铬铁氧化物(chromium iron oxide)，其组织松散，结晶晶粒较小。第二锈皮层附于第一锈皮层上，主要成分为镍铁氧化物的轴结晶，结晶晶粒较第一锈皮层小。第三锈皮层是位于最表层，主要成分包括赤铁矿及镍铁氧化物，为细长型结晶且排列混乱。(A)步骤的目的在于提供一种pH值小于7的环境使该锈皮受到破坏，例如产生穿孔或裂缝等缺损，以利后续的碱性电解液可以穿透锈皮。由于锈皮的主要成分为含铁、铬、镍的2～3价金属氧化物，属于碱性物质，需通过(A)步骤的前处理，以预先破坏锈皮结构；进而当锈皮有缺损时，碱性电解液可通过锈皮，与锈皮邻接的不锈钢反应；此时，锈皮下方的局部不锈钢将发生电解反应并生成金属氧化物或金属氢氧化物的沉淀，使锈皮可轻易自不锈钢表面剥离。值得一提的是，该(A)步骤的酸性溶液或酸性电解液与该(B)步骤的碱性电解液皆可重复使用。由于酸性电解的时间短、电流大，仅有极少量的金属离子溶于酸性电解液中，所以可以重复使用多次。碱性电解液于碱性电解后，仅需将金属氧化物或金属氢氧化物等沉淀物移除，即可再次使用。较佳地，该酸性溶液为硝酸溶液。更佳地，该酸性溶液为浓度介于4～16N的硝酸溶液。较佳地，该酸性电解液是选自于硫酸溶液、氯酸溶液、磷酸溶液，或含氧酸的盐类。适用于本专利技术的含氧酸的盐类可例如但不限于硫酸钠、硫酸钾、亚硫酸钠、亚硫酸钾、氯酸钠、氯酸钾、次氯酸钠、次氯酸钾、亚氯酸钠、亚氯酸钾、磷酸三钠、磷酸氢二钠。较佳地，该酸性电解液的浓度为0.01～10M。当该酸性电解液的浓度低于0.01M，导电性不足；当该酸性电解液的浓度高于10M，除导电性不足外，会造成低溶解度的盐类沉淀。酸性电解的时间需依据实际状况而定，若不锈钢已预先浸渍于酸性溶液中，则酸性电解时间不需太长，只要锈皮结构已受到初步破坏即可。较佳地，该酸性电解的时间介于1～100秒。较佳地，该酸性电解的温度介于0～100℃。此温度范围是考量该酸性电解液为水溶液；0℃为水的熔点，100℃为水的沸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种去除不锈钢的锈皮的方法，其特征在于：该去除不锈钢的锈皮的方法包含：(A)对一个表面含有锈皮的不锈钢进行前处理，使锈皮受到破坏，该前处理是选自于(a1)将该不锈钢浸渍于一种pH值小于0的酸性溶液中、(a2)将该不锈钢置入一种酸性电解液进行酸性电解或(a3)将该不锈钢浸渍于一种pH值小于0的酸性溶液中，以获得经酸处理的不锈钢，接着再将该经酸处理的不锈钢置入一种酸性电解液进行酸性电解；及(B)将该不锈钢置入一种碱性电解液进行碱性电解，以去除锈皮。

【技术特征摘要】
2011.09.01 TW 1001315131.一种去除不锈钢的锈皮的方法，其特征在于：该去除不
锈钢的锈皮的方法包含：
(A)对一个表面含有锈皮的不锈钢进行前处理，使锈皮受到
破坏，该前处理是选自于(a1)将该不锈钢浸渍于一种pH值小于
0的酸性溶液中、(a2)将该不锈钢置入一种酸性电解液进行酸性
电解或(a3)将该不锈钢浸渍于一种pH值小于0的酸性溶液中，
以获得经酸处理的不锈钢，接着再将该经酸处理的不锈钢置入
一种酸性电解液进行酸性电解；及
(B)将该不锈钢置入一种碱性电解液进行碱性电解，以去除
锈皮。
2.如权利要求1所述的去除不锈钢的锈皮的方法，其特征
在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志雄，白育纶，白家祥，王凯迪，赖政隆，曾婉宁，
申请(专利权)人：瑞研材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：