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不锈钢丝碱浸
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。 
2-2   碱性熔盐常用配方
成份,%
编号 Na0H NaN03 Na2B704 NaH 使用温度,℃
1 80~75 20~25     450~600
2 75~82 15 3~10   480~550
3 95~98     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。 
2-3    不锈钢丝碱浸工艺
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。 
2-4 碱性高锰酸钾碱浸工艺
溶液浓度,g/1
编号 Na0H KMn04 K0H 温度,℃ 时间,h
1 50~100 50~100   80~100 1.5~4.0
2   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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