不锈钢是20世纪重要发明之一，具有强度高、耐蚀性强、耐热性好等诸多优点，因此在工业上广泛应用，石化工业、电子机械、医疗机械，住宅装饰等无处不用。但不锈钢在经过冶炼、热轧、热处理等过程中，表面上生成一层氧化皮，为生产加工带来困难，为了取得不锈钢表面的光洁度、光亮度和使用寿命，必须在拉拔、钝化、电镀等下道工序加工之前进行酸洗清除氧化皮。

不锈钢氧化皮的组成

氧化皮的组成不仅取决于钢号，而且取决于铁及合金元素对氧的亲和力，比铁容易氧化的元素有Si、Ti、Al、Cr、W、V、Mn；比铁难氧化的元素是Cr、 Ni、Cu、Co、Mo。不锈钢氧化皮绝大多数是在轧制或热处理过程中形成。不锈钢氧化皮的组成见表1：

不锈钢氧化皮的性质

不锈钢氧化皮通常呈黑色或蓝绿色，八面体等轴晶系，玻璃光泽，密度3.5～5.21g/cm3，硬度7.5～8.5，厚度为6～20微米（相当60～150g∕m2），其中热轧氧化皮厚为5～7微米，退火氧化皮厚为15～25微米。以Cr2O3为主的不锈钢氧化皮性质稳定、结构致密、与基体附着牢固，在80℃温度下也不溶于H2SO4、HCl、HNO33等无机酸。必须采用更富侵蚀性的混酸，如HNO3+HF或或H2SO4+HNO3+HCl 等才能去除。但采用混酸酸洗基体铁损较大，掌握不当容易过酸洗或点蚀，严重的成为废次品。因此为提高去除速度，保证表面质量，多在酸洗前进行碱浸。

不锈钢氧化皮的清除

不锈钢氧化皮清除分为化学酸洗法和机械除鳞法两大类，有时两类方法交叉复合使用。机械除鳞有抛丸、反复弯曲，轻拉破皮等。化学酸洗法是以某种酸为主体，加入适当的添加剂，氧化剂、活化剂、缓蚀剂、渗透剂、抑雾剂等配成酸洗液。化学酸洗法有普通酸洗法、碱-酸复合酸洗法、电解酸洗法等。现在广为应用的碱—酸复合酸洗，碱-酸复合酸法分为碱浸和酸洗两步。

不锈钢氧化皮预处理（即碱浸）

碱浸是不锈钢在酸洗前进行的预处理，使表面氧化皮破坏疏松，然后进行酸洗易于去除，碱浸可分为熔融碱浸和溶液碱浸两大类。

熔融碱浸

熔融碱浸分为氧化型碱浸和还原型碱浸。碱浸是基于高温热腐蚀的原理，熔液是以氢氧化钠为基础，加入具有氧化性或还原性的盐类，加热至400℃以上使成熔融物。当不锈钢盘条浸入其中，氧化皮中的Cr2O3在含有氧化剂或还原剂的苛性钠熔液中产生一系列化学反应，导致成份变质、结构破坏，以及体积膨胀、龟裂、起泡，变得疏松，使部分氧化皮脱落成为渣泥沉入槽底；另一部分可溶的铬酸盐在淬水时被蒸汽和水洗去，残留的亚铬酸盐和氧化物，则在随后的酸洗中去除。

氧化型碱浸

氧化型碱浸主要因硝酸钠的氧化作用而得名。一般由75～80%氢氧化钠和20～25%硝酸钠，并加5%氯化钠组成，碱浸时各成分的作用如下：

(1) 氢氧化钠能使三氧化铬变成易溶于酸的亚铬酸钠，即：

Cr2O3+2NaOH =2NaCrO2++H2O

(2) 硝酸钠能使亚铬酸盐迅速氧化成可溶于水的铬酸钠，同时将低价铁的氧化物转化为高价铁的氧化物，使铬、镍尖晶石的结构和成分发生变化，易于去除，即：

2NaCrO2+3NaNO3+2NaOH=2Na2CrO4+3NaNO2+H2O
2FeO+NaNO3=Fe2O3+NaNO2
2Fe3O4+NaNO3=3Fe2O3+NaNO2
2FeO.Cr2O3+NaNO3=Fe2O3+2Cr2O3+NaNO2

(3) 氯化钠起活化剂的作用，并可降低熔液粘度，在同一温度下减少碱液附着量，以减少消耗。

氧化型碱浸工艺制度及控制见表2

还原型碱浸

还原型碱浸是采用氢化钠的熔融盐进行预处理，由0.16～0.30%NaH，加余量NaOH组成，还原型碱浸是利用NaH的还原熔解作用，将氧化皮中Fe、Ni、Cr等难溶性金属氧化物还原为金属或低价氧化物，并且使氧化皮爆裂脱落，使随后的酸洗时间更短，效率更高。 还原型碱浸主要化学反应式为：

FeO+NaH=Fe+NaOH
Fe3O4+4NaH=3Fe+4NaOH
Cr2O3+NaH=2CrO+NaOH
NiO+NaH=Ni+NaOH

还原产物CrO及Fe、Ni等易用稀酸和水洗去，氢化物去除氧化皮的效率高，但氢化钠遇水能产生剧烈反应，并发生氢气爆炸，使用时必需小心谨慎。

还原型碱浸工艺制度及控制见表3

氧化型和还原型碱浸工艺对比

氧化型和还原型碱浸工艺对比见表4：

氧化型碱浸将三价铬氧化成有毒的六价铬。还原型碱浸技术先进环保，不产生NOx、NO3-和Cr6+++；消耗少，效率高，是一种很有应用前景的不锈钢除氧化皮技术。

熔融碱浸工艺流程

预热→氧化型或还原型碱浸→淬水→水洗

溶液碱浸

溶液碱浸按氧化剂分为高锰酸钾和亚硝酸钠两种水溶液。处理温度接近该水溶液的沸点。

高锰酸钾碱浸

高锰酸钾碱浸主要用于沉淀硬化型不锈钢、高铬铁素体钢及精密合金等疏松氧化皮，因为碱性高锰酸钾碱浸不产生氢脆。也可用于去除酸洗残渣和黑灰。高锰酸钾是一种强氧化剂，氢氧化钠的作用是促进高锰酸钾的分解，放出氧原子，随着氢氧化钠含量的增加，分解加快，如果高锰酸钾分解太快，氧原子不能充分利用，高锰酸钾消耗量增大，碱浸速度不能加快。碱性高锰酸钾溶液疏松氧化皮的反应方程式如下：

Cr2O3+2KMnO4+2NaOH=K2CrO4+Na2CrO4+2MnO2+H2O

碱性高锰酸钾处理效果不如熔融盐处理效果，而且效率低。但对于产量不大，不能连续生产的厂家多选用碱性高锰酸钾预处理。高锰酸钾碱浸工艺配方及使用条件见表5：

亚硝酸钠碱浸

亚硝酸钠碱浸工艺配方及使用条件见表6

溶液碱浸工艺流程

高锰酸钾或亚硝酸钠碱浸→高压水冲洗