第48卷第6期 2010年6月
上海涂料
SHANGHAI COATINGS
酸洗槽的设计
郑小艳（中国联合工程公司涂装所，浙江杭州310022）
Vol. 48 No.6 June.2010
摘要：以一条范拉机覆盖件涂装生产线中酸洗槽的设计为例，介绍了钢材酸洗工艺的原理，酸洗槽的结构设计、加热，以及酸雾处理方法，并采用ANSYS有限元分析软件建立了酸洗槽的有限元模型，对酸洗槽的静强度进行了计算和验证，对设计薄弱结构进行了改进。
关键词：酸洗工艺；酸洗槽；有限元；静强度
中图分类号：TQ637
0引言
文献标识码：A
拖拉机覆盖件中部分零部件是由热轧钢板经冲
压成型或焊接组装而成的，其表面存在氧化铁皮或量现锈蚀，牢固地覆盖在钢板的表面，并掩盖钢板表面的缺陷。为了保证工件涂装的质量和效果，需要将这些氧化铁皮清除干净。为此，目前我国越来越多的涂装生产线采用了酸洗除锈工艺，可实现大规模连续生产，并且效率高、质量好。本文针对拖拉机覆盖件，将详细介绍其涂装生产线的酸洗工艺设计，并采用 ANSYS有限元分析软件计算和验证所设计酸洗槽的静强度，确保设计的可靠性。
1酸洗工艺 1.1酸洗原理
钢材表面的氧化铁皮（FeO、FeaO4、Fe2Os）与酸接触时会发生一系列化学反应，而且碳素结构钢或低合金钢表面上的氧化铁皮具有疏松、多孔和裂纹的结构，酸洗时会使这此孔、裂缝进一步增加和扩大，而使酸液与基体铁发生化学反应。所以，酸洗主要包括以下3个方面的作用：
（1）溶解作用：即氧化铁皮中各种铁的氧化物与酸发生化学反应，生成溶解于水的铁盐，把氧化铁皮从钢材表面除去。
（2）机械离作用：即酸液与基体铁发生化学反应，产生大量的氢气，氢气产生的膨胀压力将氧化
铁皮从钢材表面剥离下米。[收稿日期】2010-04-13
文章编号：1009-1696(2010)06-0024-03
（3）还原作用：金属铁与酸作用时，首先产生氢原子。一部分氢原子相互结合成为氢分子，促使氧化铁皮的剥离。另一部分氢原子靠其化学活泼性及很强的还原能力，将高价铁的氧化物和高价铁盐还原成易
溶的低价铁氧化物及低价铁盐。 1.2酸洗工艺
采用浸渍的方法，将带锈工件浸入硫酸稀释液中
进行化学除锈。稀确酸浓度为10%~25%，槽液工作温度为55~65℃，处理时间8min。
影响钢材酸洗质量的因素不仅与酸洗工艺的设计和控制有关，还与酸洗前钢材表面的脱脂质量及酸洗后钢材表面的防护有关。酸洗前处理主要是脱脂处理，要除油彻底，防止钢材表面存在油渍等污物，从而影响酸洗质量。酸洗过程中要严格控制酸液的温度和浓度，随着生产的进行，逐渐提高温度，适量补加水和酸剂。酸洗后要进行多道水洗或是中和后水洗然后立即进行下道工序（如表调、磷化等）。
该生产线酸洗工艺为：热水洗→预脱脂→脱脂 →水洗1→水洗2→酸洗→水洗3→中和→水洗4→ 水洗5一→下道工序。酸洗前处理增加了热水洗工序，通过热水喷淋对工件的机械冲刷，洗去工件表面的灰尘、有机溶剂和油脂等，对工件直接预热，为预脱脂和脱脂工序作准备，不仅使工件能达到更好的脱脂效果，还能减少脱脂剂的消耗。然后通过2道脱脂和2 道水洗工序，确保脱脂质量。酸洗后水洗3工序采用工业水喷淋的方法，洗去工件表面的残胶成分，然后进入中和浸槽，利用碱性槽液对工件表面的残酸成分进行中和处理，最后采用2道水洗工序，确保了工件