常用金相试样浸蚀剂的作用

sunny2008

1.硫酸

        室温下，硫酸溶液对金属氧化物的溶解能力较弱，提高溶液浓度，也不能显著提高硫酸的浸蚀能力，且其浓度达到40%以上时，对氧化皮几乎不溶解。因此，硫酸浸蚀液的浓度，钢铁件一般控制在10%～20%（体积比），最适宜浓度为25%（重量）。提高温度，可以大大提高硫酸溶液的浸蚀能力，因其不易挥发，宜于加热操作，热硫酸对钢铁基体浸蚀能力较强，对氧化皮有较大地剥落作用，但温度也不能过高，过高时容易腐蚀钢铁基体，并引起基体氢脆，故一般加热到50～60℃，不宜超过75℃，而且还要加入适当的缓蚀剂。
浸蚀过程中累积的铁盐能显著降低硫酸溶液的浸蚀能力，减缓浸蚀速度并使浸蚀后的零件表面残渣增加，质量降低，因此，硫酸溶液中的铁含量一般不应大于60g/L，当铁含量超过80g/L、硫酸亚铁超过215g/L时，应更换浸蚀液。
硫酸溶液广泛用于钢铁、铜和黄铜零件的浸蚀。浓硫酸与硝酸混合使用，可以提高光泽浸蚀的质量，并能减缓硝酸对铜、铁基体的腐蚀速度。硫酸与铬酸及重铬酸盐一起使用，可作为铝制品的去氧剂和去挂灰剂。硫酸与氢氟酸、硝酸或二者之一混合，可用于不锈钢去除氧化皮。硫酸阳极浸蚀是钢铁去除氧化皮和挂灰的有效方法。

2.盐酸

        常温下，盐酸对金属氧化物具有较强的化学溶解作用，能有效地浸蚀多种金属。但在室温下对钢铁基体的溶解却比较缓慢，因此，使用盐酸浸蚀钢铁零件不易发生过腐蚀和氢脆现象，浸蚀后的零件表面残渣也较少，质量较高。盐酸的去锈能力几乎与浓度成正比，但如果浓度高达20%以上时，基体的溶解速度比氧化物的溶解速度要大得多，因此，生产上很少使用浓盐酸，其适宜浓度一般在20%～80%（体积比）的范围内。在浓度、温度相同时，盐酸的浸蚀速度比硫酸快1.5～2倍。
盐酸挥发性较大（尤其是加热时），容易腐蚀设备，污染环境，故多数为室温下进行操作，个别部门也采用浓盐酸和适当加温。

3.硝酸

       硝酸是一种氧化型强酸，为多种光亮浸蚀液的重要组成成分。低碳钢在30%的硝酸中，溶解得很激烈，浸蚀后的表面洁净、均匀；中、高碳钢和低合金钢零件，在上述浓度硝酸中浸蚀后，表面残渣较多，需在碱液中进行阳极处理，方能获得均匀、洁净的表面。
硝酸与氢氟酸的混合液，广泛用来除去铅、不锈钢、镍基和铁基合金、钛、锆及某些钴基合金上的热处理氧化皮。然而纯硝酸却易使不锈钢、耐热钢等钝化。
硝酸与硫酸混合（有时加入少量盐酸），可用于铜及铜合金零件的光泽浸蚀。
硝酸挥发性强，在同金属作用时，放出大量的有害气体（氮氧化物），并释放出大量的热，硝酸对人体有很强的腐蚀性，操作时必须穿截好防护用具，硝酸槽要有冷却降温装置，酸槽和其后的水洗槽应设有抽风装置。

4.磷酸

          磷酸是中等强度的无机酸，由于磷酸一氢盐和正磷酸盐难溶于水，因此磷酸的浸蚀能力较低，为弥补这一缺点，磷酸浸蚀溶液一般都需要加热。磷酸浸蚀的突出优点是：浸蚀后残留在零件表面的少量溶液，能转变为不溶性的磷酸盐保护膜，适用于钢铁焊接组合件喷涂漆前的除锈。2%磷酸，在温度为80℃时，用于钢铁件除锈。浓磷酸和一定比例的硝酸、硫酸、醋酸或铬酸混合，可用于铝、铜、钢铁等金属的光泽浸蚀。

5.氢氟酸

         氢氟酸能溶解含硅的化合物，对铝、铬等金属的氧化物也具有较好的溶解能力，因此，氢氟酸常用来浸蚀铸件和不锈钢等特殊材料制件。浓度为10%左右的氢氟酸对镁和镁合金腐蚀得比较缓和，故也常用于镁制品的浸蚀。氢氟酸剧毒且挥发性强，使用时要严防氢氟酸和氟化氢气体与人体皮肤接触。浸蚀槽需有良好的通风装置，含氟废水需严格处理。

6.铬酐

         铬酐溶液（铬酸、重铬酸）具有很强的氧化能力和钝化能力，但对金属氧化物的溶解能力较低，故一般多用于消除浸蚀残渣和浸蚀后的钝化处理。铬酐有毒，含铬废水必须进行严格处理。

7.硫酸氢钠

         酸式盐，多用于干态浸蚀液的酸式盐，可以代替硫酸，使处理更方便。

8.缓蚀剂

         浸蚀溶液中加入缓蚀剂，可以减少基体金属的溶解，防止基体金属产生氢脆，而且能减少化学材料的消耗。缓蚀剂能吸附在裸露金属的活性表面上，提高了析氢的超电压，从而减缓了金属的腐蚀。但是缓蚀剂一般不被金属的氧化物所吸附，因此，不影响氧化物的溶解。
         某些缓蚀剂（如若丁）在金属表面上吸附得比较牢固，如果浸蚀后清洗不净，则会影响镀层的结合力或抑制磷化、氧化等化学反应，因此，浸蚀后的零件要认真清洗。缓蚀剂的种类和用量，也应经过工艺试验，慎重选用。
         缓蚀剂多数是具有不同结构的含氮或含硫的有机化合物，很少用无机化合物。常用的缓蚀剂有：磺化动物蛋白、皂角浸出液、若丁（主要成分为二邻甲苯硫脲）、硫胺、硫脲、六次甲基四胺及氯化亚锡等。
         缓蚀剂的发展趋向是回归天然。人们将重新从工业副产品、天然动植物或农副产品的残渣中提取有效成分，制取新型无毒高效缓蚀剂，来代替上述一些污染环境、原料来源不足、生产成本高的有机或无机化合物。
         目前从天然蛋白物、明胶、鱼粉、棉饼水解物制成的缓蚀剂，对碳钢在硫酸中浸蚀具有良好的缓蚀作用。这种缓蚀剂是由分子量较小的多种α-氨基酸构成，是一种既含氨基又含羧基的缓蚀剂。上述几种天然蛋白水解物的添加浓度达到0.3%时，缓蚀率为95%左右，介质温度升高，浓度增大，其缓蚀率均有不同程度增加。

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学习理化检验，试样浸蚀靠经验