不锈钢丝碱浸
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关闭窗口】【浏览次数： 】【发布日期：2017-07-12 14:26】【编辑：东莞市联顺金属材料有限企业】【来源：】
不锈钢丝碱浸
将不锈钢丝浸泡在碱性熔盐或溶液中去除氧化皮的操作称为碱浸。碱浸可分为熔盐碱浸和溶液碱浸两种。
熔盐一般由碱金属或碱土金属的氢氧化物或碳酸盐和氧化剂组成。常用氧化剂有硝酸盐、重铬酸盐、过氧化钠、高锰酸钾及硼砂等，具体配方如表2-2。
表2-2 碱性熔盐常用配方
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成份，% |
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编号 |
Na0H |
NaN03 |
Na2B704 |
NaH |
使用温度，℃ |
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1 |
80～75 |
20～25 |
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450～600 |
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2 |
75～82 |
15 |
3～10 |
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480～550 |
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3 |
95～98 |
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5～2 |
370～400 |
熔盐碱浸操作过程是将钢丝臵于熔融的碱性溶液中（400-600℃），浸泡一段时间，然后迅速淬水，其作用原理分两方面：一方面是
不锈钢丝氧化皮和基体金属的膨胀系数不一样，氧化皮可塑性小，不锈钢丝淬水时部分氧化皮爆裂、脱落；另一方面是氧化皮中部分成分，如SiO2、MoO3、TiO2和Al2O3溶于碱性溶液中，Cr2O3也能与熔盐作用，形成高价铬酸盐，其反应方程式为：
Cr2O3+3NaNO3+4NaOH=2Na2CrO4+3NaNO2+2H2O
随着部分成分的溶解和高价铬盐的生成，氧化皮变得疏松，在随后的酸洗中易剥离。熔盐去除氧化皮的优点是不浸蚀基体金属，不产生酸洗氢脆。由于碱性熔盐有很强的氧化性，碱浸可以脱脂和消除不锈钢丝表面黑灰，其反应方程式如下：
C+2NaNO3=2NaNO2+CO2↑
MoS2+6NaOH+9NaNO3=NaMoO4+2Na2SO4+9NaNO2+3H2O
反应生成的NaNO2能自动吸取空气中的氧，还原成NaNo3。
2NaNO2+O2=2NaNO3
所以氧化剂NaNO3实际上起触煤作用。碱浸时如熔盐保持无淤渣（碱泥）状态，只要按比例补充被带走的熔盐，就足以使碱浸处理连续进行。
碱浸操作时进入碱槽的不锈钢丝必须干燥，不能带水，否则将引起爆炸，不锈钢丝必须全部浸入熔盐中，碱浸后快速淬水。淬水后应及时清洗，去除表面残碱，防止不锈钢丝碱蚀。熔碱槽使用一段时间后，底部沉积一层碱泥，落入碱泥中的不锈钢丝未受碱作用，在随后的酸洗中会产生局部氧化皮洗不掉的缺陷，因此要定期去除沉淀的碱泥。
不锈钢丝熔盐碱浸工艺如表2-3。特别应注意部分不锈钢丝，如沉淀硬化不锈钢丝和高铬铁素体不锈钢丝，450～600℃碱浸会降低其塑性，应严格控制温度和时间（最好＜420℃和下限时间）。但氧化性熔盐熔点较高，420℃以下粘度增大，无法使用。国外也有采用还原性熔盐的，其成分如表2-2的3#配方，使用温度380～400℃，必要时可降至370℃，碱浸时间为1～20min。
熔盐碱浸的最大缺点是需设专门的碱槽，碱槽升温周期长，能源消耗大。一些产量不大、不能连续生产的厂家多选用溶液碱浸工艺。
表2-3 不锈钢丝碱浸工艺
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钢种 |
奥氏体钢 |
马氏体钢 |
铁素体、奥氏体—硅含量 1.0%以上的钢 |
温度，℃
时间，min |
500～600
30～60 |
450～550
20～50 |
450～500
5～10 |
溶液碱浸的工作原理与熔盐碱浸相同，但使用温度低于溶液沸点，碱浸时间相应要加长。国内外常用溶液配方如表2-4。
表2-4 碱性高锰酸钾碱浸工艺
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溶液浓度，g/1 |
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编号 |
Na0H |
KMn04 |
K0H |
温度，℃ |
时间，h |
|
1 |
50～100 |
50～100 |
|
80～100 |
1.5～4.0 |
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2 |
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60 |
80 |
80～95 |
1.5～4.0 |
1#配方在加拿大和美国已使用30多年，主要用于疏松高合金钢氧化皮，也可用来去除不锈钢丝表面残留油脂和润滑剂，去除不锈钢丝表面酸洗残渣和黑灰。溶液中的高锰酸钾是一种强氧化剂，氢氧化钠（或氢氧化钾）的作用是促进高锰酸钾分解，放出原子氧，随着NaOH含量的增加，分解加快，如果KMnO4分解速度太快，原子氧不能充分利用，生产氧气跑掉，KMnO4消耗量增大，碱浸速度并不能加快，反应方程式为：
2KMnO4+2KOH=2K2Mn4+H2O+[O]
绿色的锰酸钾是中间产物，它很快继续分解，再生成高锰酸钾和氢氧化钾： 3K2MnO4+2H2O=2KMnO4+MnO2↓+4KOH
从反应方程式可看出氢氧化物消耗不大，KMnO4耗量较大。碱性溶液疏松不锈钢氧化皮的反应方程式如下：
Cr2O3+2KMnO4+2NaOH=K2CrO4+Na2CrO4+2MnO2↓+H2O
新配溶液呈紫色，使用中生成MnO2棕色沉淀，紫色逐渐消褪。实际生产中可按每吨
钢丝200-1000g的比例及时添加KMnO4，NaOH的消耗远低于KMnO4，可根据分析结果定期补加。高锰酸钾耗尽时，中间产物锰酸盐（K2MnO4）使溶液变成绿色。
溶液碱浸与酸洗配合使用，可明显缩短时间。不锈钢丝去除氧化皮一般采用酸洗→水冲洗→溶液碱浸→水冲洗→三酸洗的工艺流程。
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