[发明专利]去除钢材的锈皮的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除钢材的锈皮的方法，特别是指一种可延长处理试剂的使用寿命的去除钢材的锈皮的方法。

背景技术

钢材的生产过程所包括的退火、淬火、焊接、锻造及热处理过程，会使钢材表面产生一层不期望的黑色的氧化物质，即是一般所称的「锈皮」。锈皮的存在不仅影响钢铁表面质量，同时会对后续的加工效果及成品质量产生不良影响，因此必须去除。

目前，如碳钢、不锈钢及高合金钢等钢材一般采用酸洗方法去除锈皮，利用酸将不锈钢表面的锈皮溶解，使锈皮与钢材分离。具体的做法是在60至75℃环境下，以硝酸(HNO₃)及氢氟酸(HF)的混合物作为酸洗液，进行酸洗15至30分钟。

但是，酸洗液所含的氢氟酸为管制品，酸洗后锈皮落入酸洗液中并逐渐溶解，使得酸洗液因含有高浓度的铁、铬及镍等重金属离子而必须更换。酸洗废液需进行特殊处理将重金属离子去除，但即使是经处理后的酸洗废液仍无法再使用；目前是采用酸碱中和法使酸洗废液中含金属离子的污泥沉降，分离并固化干燥后再以掩埋法处理，但可供掩埋的区域有限，且势必造成土壤污染。

此外，含硝酸的酸洗液于使用过程中会产生氮氧化物(NO_x)，如一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)。虽然于酸洗液中添加如过氧化氢(H₂O₂)等氧化剂有助于降低硝酸的使用量并减少氮氧化物生成，但仍无法解决酸洗废液所造成的污染问题。

由上述可知，酸洗液本身及其废液对环境及人体健康皆造成重大危害，因此，应以环保绿色技术做为目标，开发一种降低酸洗液使用量的去除锈皮的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种去除钢材的锈皮的方法。本发明去除钢材的锈皮的方法，包含：使一表面含有锈皮的钢材进行至少两次的除锈处理，该除锈处理是由步骤(a)及步骤(b)所组成：

步骤(a)：将该钢材置于一处理试剂中，并利用化学浸渍法或化学电解法，使该锈皮自该钢材表面松动但不脱离该钢材；及

步骤(b)：将该钢材自该处理试剂中移出，利用机械方法，使已松动的锈皮自该钢材表面脱离。

本发明的有益效果在于：通过步骤(a)及步骤(b)将钢材表面的锈皮去除，且步骤(a)不会使该锈皮落入或溶解于该处理试剂中，因此可延长该处理试剂的使用寿命，确实减少处理试剂的用量。

具体实施方式

本发明去除钢材的锈皮的方法，包含：使一表面含有锈皮的钢材进行至少两次的除锈处理，该除锈处理是由步骤(a)及步骤(b)所组成：

步骤(a)：将该钢材置于一处理试剂中，并利用化学浸渍法或化学电解法，使该锈皮自该钢材表面松动但不脱离该钢材；及

步骤(b)：将该钢材自该处理试剂中移出，利用机械方法，使已松动的锈皮自该钢材表面脱离。

当步骤(a)使该锈皮结构受到破坏并产生穿孔或裂缝等缺损，使该处理试剂可以渗入该锈皮组织中与锈皮作用，甚至穿透锈皮与锈皮下方局部与锈皮邻接的极少量钢材发生反应，而使锈皮自该钢材表面松动但不脱离该钢材。

步骤(b)的机械除锈不限于任何方法或设备，只要可提供直接接触或通过介质接触该钢材表面已松动的锈皮的机械力均适用。较佳地，该机械力为刷磨或研磨。

现有技术曾在钢材与该处理试剂反应的同时启用超音波去除锈皮的做法，但此举会使锈皮脱落且逐渐溶解于处理试剂中，造成该处理试剂的金属离子浓度提高，而无法再使用。本发明的机械处理并非于处理试剂中，而是于独立区域使锈皮自钢材表面脱落，以避免锈皮脱落污染该处理试剂，同时延长该处理试剂的使用寿命。

由于钢材本身的成分及其制造条件会导致锈皮的组成、结构，及锈皮与钢材的结合强度大不相同，本发明方法对表面含有锈皮的钢材进行除锈处理的次数及处理条件需视该钢材的种类、制造条件以及锈皮状况的不同而调整，以防止因过度进行除锈处理致使该钢材耗损，并达到彻底将锈皮移除且不损伤该钢材的的理想效果。

此外，由于步骤(a)使锈皮自该钢材表面松动但不脱离该钢材，所以本发明并不会因为重复进行除锈处理而造成该处理试剂中的金属离子浓度提高，该处理试剂经多次使用仍可以具有良好的松动锈皮的效果；因此，建议步骤(a)重复使用该处理试剂，不需每次更换，将有助于大幅地减少处理试剂的用量，提升除锈效率并节约成本。

较佳地，该钢材是选自于碳钢、不锈钢或高合金钢。