氧化皮是钢铁在高温下氧化而成的腐蚀产物。钢加热时,都会发生氧化,钢的表面便形成一层氧化皮,氧化皮又称为
火耗损失。
氧化皮的形成,不仅造成了钢材的大量损失(如某厂大型锻件上脱落下来的氧化皮厚度可达7~8毫米),而且使锻件的表面质量下降和降低模具的使用寿命。例如在最后一火
锻造时,若停锻温度过高,表面形成较多的氧化皮,就会使表面粗糙。在进行模锻时,由于氧化皮未清除干净,结果氧化皮被压入金属内,严重的会使锻件报度,并损坏模膛。
氧化皮的产生与加热温度、加热时间、炉气成分、钢的化学成分有密切关系。加热温度越高,产生的氧化皮越多,一般加热温度升高到900~950℃时,氧化就进行得非常剧烈。钢在高温炉中加热时间越长,产生的氧化皮越多。所以钢在高温阶段停留时间要短。
钢的含碳量越高,生成的氧化皮越少。含有铬、、铝等元素的
合金钢,在加热时形成的氧化皮就少。这是因为这些元素加入钢中后,形成的氧化皮较牢固致密,不易破裂,因此钢表面先形成的氧化皮就起到了保护内层金属的作用,阻止了钢的进一步氧化。要减少金属被氧化,可以采用快速加热、缩短加热时问和少氧化、无氧化加热方法。
在原有的氧化皮上,总是存在着深达
基体的裂纹,当
电解质涌进裂纹后,铁和氧化皮构成
原电池。氧化皮是
阴极,铁作为
阳极而加速腐蚀,因此氧化皮的面积越大,钢铁基体的腐蚀速度越快,腐蚀越严重。
1、三酸(
硫酸+
硝酸+
盐酸)
酸洗:三酸酸洗是将三种酸按一定的比例配制而成,是去除
耐酸钢氧化皮比较有效的一种酸洗方法。三酸酸洗方法可以顺利去除不锈钢氧化皮,但缺点是由于酸洗过程中有
二氧化氮大量析出,恶化劳动条件,污染了环境。另外酸洗过程易产生
过酸洗现象,所以不提倡广泛应用这种方法去除供应氧化皮。
2、硝酸+
氢氟酸酸洗:该方法是不锈钢酸洗的较好方法之一。常用配比如下:氢酸(HF)4%—6%、硝酸(HNO)8%—12% 使用温度50—600C
酸洗时间要依钢料表面上氧化皮情况而定:一般为20—40分钟。操作过程一定要勤翻勤看,防止过酸洗现象。优点是:这种酸洗法酸洗速度快、易操作、质量也好,但缺点是:氢氟酸毒性大,需要良好通风条件及
废水处理条件。
3、碱煮——酸洗复合法,主要是为了克服三酸法的弱点。这种复合方法不仅可改善酸洗质量,而且金属消耗也较少。碱煮可以松动氧化皮,然后再用酸洗法去除氧化皮。碱煮液的成分一般采用
氢氧化钠(NaOH)和
硝酸钠(NaNO?)的混合液。碱煮的时间同产品的钢种、规格、数量、氧化皮状态等有关。碱煮后的钢材应立即浸入水槽中爆去氧化皮,然后再用三酸
酸洗法去除氧化皮。特别需要注意的是:碱煮的钢料应是干燥的、
碘化钠的,以避免热
碱液溅伤人。操作过程需谨慎,细心!必须多观察,多记录表面的变化。达到安全操作的目的!
钢在加热时,铁与氧或铁与燃料燃烧时的生成物(
二氧化碳式气枪、H2O汽等)的化学作用,而形成一层氧化层,称为氧化皮。在被加热坯料表面分布 成三层;最内层由细小颗粒的FeO组成,占 氧化层全厚的40%;
中间层由粗大颗粒的
四氧化三铁组成,占其厚度的50%左右;最
散逸层 由
氧化铁组成,占10%左右。由于氧化铁 皮和钢的膨胀系数不一致,故疏松而易于脱落,同时氧化铁皮的
熔点(1300~1350℃)较低,致使钢在高温下加热时,氧化铁皮的脱落或熔化会暴露出金属的表面,因而使氧 化继续不断地加速进行。
氧化皮的产生,除造成钢材大量损失外,还将引起许多不良后果,主要有:(1)氧化皮使锻件表面粗糙。
锻造时,如果将氧化皮压入锻件内,严重的 会成为废品;(2)清除氧化皮需要增加一些 额外的辅助工序及设备;(3)氧化皮有较高的硬度,锻造时不但增加了变形能量的消耗,而且会加速锻模的磨损,降低使用寿命;(4)氧化皮对
耐火砖起
化学腐蚀作用,使
加热炉炉底过早损坏。