[发明专利]去除不锈钢的锈皮的方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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(NO_x)，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。

发明内容

本发明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，本发明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。本发明的有益效果在于：本发明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

本发明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。