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1、涂装工艺实验二：钢铁零件除锈一、实验目的(1) 掌握钢铁各种除锈的基本原理(2) 掌握钢铁除锈的溶液配方和操作工艺条件二、除锈原理与方法1、金属表面除锈原理与作用涂装前除锈的目的是使被涂物表面光滑、清洁，增加涂料与被涂 表面的附着能力，充分发挥涂料抵抗腐蚀因素的能力。具体表现在如 下方面。(1) 除锈质量直接影响涂膜的附着力达到优良除锈质量的被涂物表面，可获得清洁的、有一定粗糙度的被涂物表面，有利于涂 膜的形成和良好附着。喷砂、喷丸和高压水磨料射流除锈工艺，可使 被涂工件表面获得底材与涂层形成最佳附着力的40-75以m的粗糙 度。除锈质量不好，是引起涂层脱落和剥离的主要原因。(2) 除锈质量直
2、接影响磷化等工艺 磷化膜是不能在氧化皮 和锈层上生长的，所以彻底除锈是磷化的必要条件。在各种除锈方法 中，强酸除锈(酸洗)对磷化的影响程度最大，因为酸洗时间过长，工 件表面会出现过腐蚀，表面粗糙，磷化膜结品就会过于粗大多孔;反 之，强酸除锈时间过短，工件表面活化不够，同样使磷化膜结品粗大。 除锈质量的高低，对于获得密集活化点、形成致密的磷化膜有着重要 作用。2、金属表面除锈的常用方法金属表面除锈的方法很多，对于不同种类的金属材料，其表面的 锈是不同的，因此其除锈的方法也各不相同。另一方面，不同的表面 工程技术，如电镀、涂装等，对于表面除锈的要求也是不同的。因此， 实际选择除锈方法的时候，要根据
3、金属材料的种类及具体表面工程的 要求选择合适的除锈方法及工艺。常用的表面除锈方法有化学浸泡 法、超声波法、电化学除锈法、机械法以及手工除锈法等。(1) 化学浸泡法化学浸泡法除锈是将金属工件浸泡在相应的除锈溶液中，利用溶 液中的酸、碱等化学物质与工件表面的氧化皮及锈蚀产物等的化学反 应，使氧化皮及锈蚀产物等溶解到溶液中，从而起到除锈的目的。化学浸泡法是小型工件常用的除锈方法，除锈速度快、效果明显， 尤其对于形状复杂的零件，可以除去一些内孔、内腔等死角处的锈蚀。 由于化学浸泡法要将工件浸泡在溶液中，因此对于一些大型结构、设 备的除锈，不能够采用这种方法。在选用化学浸泡法除锈时，还应该注意根据不同的
4、材料种类，比 如钢铁、铝合金、铜合金、镁合金等不同的材料选择合适的除锈溶液， 甚至同一类的材料，合金元素不同，其除锈溶液的组成也有区别。另 外，为了防止金属材料基体的过腐蚀，在除锈溶液中，往往需要添加 一定种类及含量的缓蚀剂。（2）化学浸泡加超声波法在化学浸泡法除锈时，如果同时引入超声波，能够提高除锈的速 度与效果。利用超声波振荡的机械能使除锈液中产生无数的小气泡， 这些小气泡在形成、生长和闭合时产生强大的机械力，使工件表面的 氧化皮、锈蚀污垢迅速脱离，从而加速除锈过程，使除锈更彻底。加超声波除锈对处理形状复杂，有微孔、盲孔、窄缝以及除锈要 求高的零件更为有效。复杂的小零件可采用高频率低振幅的
5、超声波； 表面较大的零件则使用频率较低（15-30kHz）的超声波。（3）电化学法在化学浸泡法除锈时，如果同时加入电流，同样能够提高除锈的 速度与效果。借助于直流电（也可以用交流电），金属工件既可以在阳 极上加工，也可以在阴极上加工。在电化学除锈时，电极上所发生的 过程的实质，是当金属工件作为阳极进行电化学除锈时，氧化皮的除 去是借助于金属的电化学和化学溶解，以及金属上析出的氧气泡的机 械剥离作用进行的。当金属工件作为阴极进行电化学除锈时，氧化皮 的除去是借助于猛烈析出的氢对氧化物的还原和机械剥落作用进行 的。（4）机械法机械除锈（包括喷砂、喷丸、高压喷射等）是广泛采用的较为有效 的除锈方法，
6、特别是对于大型结构、设备的涂装前处理，采用机械除 锈的方法除锈效果好、效率高。（5）手工除锈法手工工具除锈是一种最原始的除锈，俗称“拷铲”，意即用敲诱 锤拷去厚的锈蚀物，用刮刀铲去薄的锈层。手工除锈的除锈效率和质 量低下，操作环境恶劣，劳动强度大，一般只能除去疏松的铁锈和失 效旧涂层，也不能除去所有的氧化皮。另一方面，手工除锈工艺简单，费用低廉，故适用干小面积除锈， 如室外设备、管路外壁、栅栏的一般防腐蚀工程，特别是工业厂房、 钢结构等无法采用机械除锈的情况。手工除锈时，还可以借用一些小型的机械工具。小型机械工具主 要指用电（多为220V）或高压空气（0.4-0. 6MPa）为动力的小型电动或
7、 风动除锈工具。小型机械工具除锈的效率比普通的手工除锈有很大的 提高，大约是手工除锈效率的4-6倍。三、药品、材料及仪器药品：硫酸、盐酸、乌洛托品、若丁、除油液、纯水、无水乙醇 材料：砂纸、碳钢板、不锈钢板、脱脂棉仪器：烧杯、超声波清洗机、电镀电源、空压机及喷枪四、实验步骤1、化学酸洗除锈（1）、按照下列配方要求配制酸洗水溶液 HSO : 100mL/L HCl： 100mL/L 若丁： 1g/L HCl4： 100ml HSO : 100ml 乌洛脱品：310g HO： 1LT=3040Ct=310min2（2）、按照实验一除油方法除油。（3）、将酸洗溶液加热到4060C，保温。（4）、将带
8、锈工件放入酸洗溶液中，停留10min直到把锈除掉为止。（5）、取出试样反复用水冲洗干净。（6）、用脱脂棉蘸无水乙醇擦拭工件，并用电吹风吹干放入干燥器备 用。2、超声波+酸洗除锈（1）按照1中配方配制溶液。（2）按照实验一除油方法除油。（3）在常温下采用超声波仪器进行除油。（4）取出试样后用纯水进行反复清洗。（5）使用压缩空气吹干表面，保存待用。3、电化学法除锈（1）按照1中配方配制溶液。（2）按照实验一除油方法除油。（3）在常温下，工件接阳极或者阴极进行除油，另一极为不锈 钢板，电流密度为5-7A/dm2。（4）取出试样后用纯水进行反复清洗。（5）使用压缩空气吹干表面，保存待用。4、手工除锈采用金相砂纸进行除锈。5、除锈质量检验：采用硫酸铜法检验除锈效果，将硫酸铜溶液 刷在处理后的钢板表面，除锈完全的部分呈金属铜的颜色，而大于 0.5mm残留氧化皮的部分呈暗色。采用1g/L硫酸溶液中添加48g/L 硫酸铜的方法配制该硫酸铜溶液。五、思考题1、 常用的除锈方法有哪些？不少于5种2、影响酸洗除锈的因素主要有哪些?
