氧化皮

氧化作用而形成的腐蚀产物

氧化皮是钢铁在高温下发生氧化作用而形成的腐蚀产物，由氧化亚铁、四氧化三铁、三氧化二铁组成。从内向外为：氧化亚铁、四氧化三铁、三氧化二铁。其中氧化亚铁结构疏松，保护作用较弱，而四氧化三铁、三氧化二铁结构致密，有较好的保护性。一般减少金属氧化的措施是：(1)料温在1000℃以下时，可采用氧化性炉气，以便形成的氧化皮易于清除，而此时温度不高，氧化尚不激烈；(2) 料温在1000℃以上时，采用还原性炉气，这时应减少进入炉内的空气量，以免氧化皮产生过多。此外，采用快速加热、缩短加热时间和少氧化、无氧化加热方法，都是积极减少金属氧化的措施。

产生原因

钢在加热时，铁与氧或铁与燃料燃烧时的生成物（CO2、H2O汽等）的化学作用，而形成一层氧化层，称为氧化皮。在被加热坯料表面分布成三层；最内层由细小颗粒的FeO组成，占氧化层全厚的40%；中间层由粗大颗粒的 Fe3O4组成，占其厚度的50%左右；最外层由Fe2O3组成，占10%左右。由于氧化铁皮和钢的膨胀系数不一致，故疏松而易于脱落，同时氧化铁皮的熔点（1300～1350℃）较低，致使钢在高温下加热时，氧化铁皮的脱落或熔化会暴露出金属的表面，因而使氧化继续不断地加速进行。

特性

氧化皮质脆，没有延伸性，在机械作用下和热加工作用下，很容易产生龟裂而脱离。在原有的氧化皮上，总是存在着深达基体的裂纹，当电解质涌进裂纹后，铁和氧化皮构成原电池。氧化皮是阴极，铁作为阳极而加速腐蚀，因此氧化皮的面积越大，钢铁基体的腐蚀速度越快，腐蚀越严重。

危害

氧化皮的产生，除造成钢材大量损失外，还将引起许多不良后果，主要有：（1）氧化皮使锻件表面粗糙。锻造时，如果将氧化皮压入锻件内，严重的会成为废品；（2）清除氧化皮需要增加一些额外的辅助工序及设备；（3）氧化皮有较高的硬度，锻造时不但增加了变形能量的消耗，而且会加速锻模的磨损，降低使用寿命；（4）氧化皮对耐火砖起化学腐蚀作用，使加热炉炉底过早损坏。

氧化皮去除方法

1、三酸（硫酸+硝酸+盐酸）酸洗：三酸酸洗是将三种酸按一定的比例配制而成，是去除不锈钢氧化皮比较有效的一种酸洗方法。三酸酸洗方法可以顺利去除不锈钢氧化皮，但缺点是由于酸洗过程中有二氧化氮大量析出，恶化劳动条件，污染了环境。另外酸洗过程易产生过酸洗现象，所以不提倡广泛应用这种方法去除供应氧化皮。

2、硝酸+氢氟酸酸洗：该方法是不锈钢酸洗的较好方法之一。常用配比如下：氢氟酸（HF）4%—6%、硝酸（HNO3）8%—12% 使用温度50—600C 酸洗时间要依钢料表面上氧化皮情况而定：一般为20—40分钟。操作过程一定要勤翻勤看，防止过酸洗现象。优点是：这种酸洗法酸洗速度快、易操作、质量也好，但缺点是：氢氟酸毒性大，需要良好通风条件及废水处理条件。

3、碱煮——酸洗复合法，主要是为了克服三酸酰法的弱点。这种复合方法不仅可改善酸洗质量，而且金属消耗也较少。碱煮可以松动氧化皮，然后再用酸洗法去除氧化皮。碱煮液的成分一般采用氢氧化钠（NaOH）和硝酸钠的混合液。碱煮的时间同产品的钢种、规格、数量、氧化皮状态等有关。碱煮后的钢材应立即浸入水槽中爆去氧化皮，然后再用三酸酸洗法去除氧化皮。特别需要注意的是：碱煮的钢料应是干燥的、无水的，以避免热碱液溅伤人。操作过程需谨慎细心，必须多观察，多记录表面的变化。达到安全操作的目的。

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