Boks Kracht Berekenaar & Formule (Online & Gratis)
Heb je je ooit afgevraagd hoe je kunt zorgen voor een succesvol metaalstempelproject? In deze blogpost duiken we in de kritieke factoren die uw stempelproces kunnen maken of breken....
Heb je je ooit afgevraagd hoe staal verandert van een dof, roestig oppervlak in een glanzende, ongerepte afwerking? Beitsen van staal is het sleutelproces achter deze opmerkelijke metamorfose. In dit artikel onthult een doorgewinterde werktuigbouwkundig ingenieur de geheimen van staalbeitsen en geeft hij een fascinerend kijkje in de wereld van de oppervlaktebehandeling van metaal. Ontdek de wetenschap achter het proces en de cruciale rol ervan in verschillende industrieën.
Onlangs heeft de afdeling Milieubescherming strenge controles uitgevoerd op de bedrijven die beitsen produceren, en sommige apparatuur en verwerkingsbedrijven die niet aan de milieubeschermingseisen voldoen, hebben het bevel gekregen te sluiten of te slopen om het te laten corrigeren.
Daarom maken veel mensen zich zorgen over de problemen die gepaard gaan met inmaken.
Zuren worden chemisch verwijderd uit ijzeroxideschalen bij een bepaalde concentratie, temperatuur en snelheid, wat beitsen wordt genoemd.
Afhankelijk van het type zuur:
Beitsen vereist de selectie van verschillende media, afhankelijk van de soort staal. Koolstofstaal wordt bijvoorbeeld gebeitst met zwavelzuur en zoutzuur, terwijl roestvrij staal wordt gebeitst met een mengzuur van salpeterzuur en fluorwaterstofzuur.
Volgens de vorm van het staal:
Afhankelijk van het type beitsinstallatie:
Verwijderingsmethode van ijzeroxide aanslag inclusief: Mechanische, chemische en elektrochemische methoden.
Mechanische methode:
Chemische methode:
Chemische stoffen zoals zuren en logen worden gebruikt om chemisch te reageren met de aanslag op het staaloppervlak om de aanslag te verwijderen.
Elektrochemische methode:
Tijdens het beitsen wordt via de elektrode gelijkstroom toegepast op beide zijden van het staal dat in de zuuroplossing is ondergedompeld om de verwijdering van aanslag te versnellen.
Momenteel zijn er wereldwijd drie belangrijke methoden om staal te beitsen:
Het beitsen van staal uit één stuk is de meest primitieve en eenvoudige beitsmethode.
Het kenmerk is dat de spoel niet geopend hoeft te worden.
De hele draadspoel of losse spiraal staalrol wordt gepekeld en dan in het zwembad gehesen om gewassen te worden.
Vanwege de slechte kwaliteit van het inmaken, de lage efficiëntie van de productie en vooral de milieuvervuiling, wordt het krachtig geëlimineerd.
Continu beitsen is een soort beitsmethode met een hoge opbrengst, hoge kwaliteit en snelle ontwikkeling.
Het is uitgerust met een lasapparaat en een looper-apparaat op het apparaat, zodat het procesgedeelte niet stopt wanneer de spoel wordt verwisseld om de continue werking van het apparaat te garanderen.
Maar het apparaat is lang, de apparatuur is ingewikkeld en de investering is hoog.
Er zijn twee hoofdtypen continue beitslijnen, namelijk continue horizontale beitslijnen en continue torenbeitslijnen.
Halfcontinu beitsen is relatief ten opzichte van beitsen uit één stuk en continu beitsen.
Omdat er geen lasmachine (of een eenvoudige lasmachine zoals een naaimachine) en een looper met grote capaciteit hoeft te worden opgezet, moet de machine worden gestopt wanneer de spoel wordt verwisseld.
Deze methode is het meest geschikt voor de productie van 200.000 tot 900.000 t/a.
Fig.1 Productielijn lay-outschema van push-pull beitsinstallatie
Fig.2 Productielijn lay-outschema van een volcontinue beitserij
Naarmate de levensstandaard van mensen verbetert, neemt de vraag naar een schoner milieu toe. Om aan deze vraag te voldoen, ontstaan er voortdurend nieuwe technologieën en productielijnen voor het verwijderen van ijzeroxiden, die zeer efficiënt zijn, geen vervuiling veroorzaken en van goede kwaliteit zijn.
Op 20 juli 2013 rolde de rol zonder beitsen van de productielijn van de warmwalserij van de Taiyuan Iron and Steel Group en werd de eerste lijn voor oppervlaktebeitsvrije behandeling van staalrollen in China officieel in productie genomen.
In het verleden heeft de oppervlaktebehandeling van staal spoelen moest worden gebeitst en geolied, wat hoge productiekosten met zich meebracht, milieuvervuiling veroorzaakte en afvalverwijderingsproblemen opleverde.
De nieuw ontwikkelde beitsvrije behandelingslijn maakt gebruik van de nieuwe EPS-behandelingstechnologie, die het beitsen van staalrollen overbodig maakt, afvalproductie elimineert, alle media recycleert en het oppervlak van de staalrollen schoner en corrosiebestendiger maakt.
De EPS-patenttechnologie is ontwikkeld op basis van SCS-technologie. Het basisprincipe is het gebruik van een speciaal apparaat voor EPS-verwerking in een gesloten ruimte. De bovenste en onderste oppervlakken van de staalplaat worden besproeid met het EPS-werkmedium, een mengsel van staalgruis en water, en de oxide of aanslag op het oppervlak van de staalplaat wordt onder een bepaalde sproeikracht verwijderd zonder dat er oxide overblijft.
Daarom kan het oppervlak van de staalplaat glad en schoon worden gemaakt, wat een "groen" oppervlak wordt genoemd.
Beitsen is het proces waarbij de aanslag op het metaaloppervlak chemisch wordt verwijderd, daarom wordt het ook chemisch beitsen genoemd. De aanslag (Fe203, Fe304, Fe0) die op het oppervlak van de strip wordt gevormd, zijn allemaal basische oxiden die onoplosbaar zijn in water. Wanneer het metaal in een zuuroplossing wordt ondergedompeld of met een zuuroplossing op het oppervlak wordt gespoten, ondergaan deze basische oxiden een reeks chemische veranderingen met de zuren.
Fig.3 Structuur van ijzeroxideschaal
De walshuid op het oppervlak van koolstofstaal of laaggelegeerd staal is los, poreus en gebarsten. Bovendien wordt de oxidelaag herhaaldelijk gebogen, rechtgetrokken en samen met de plaat naar de beitsmachine getransporteerd, waardoor de poriënscheuren nog groter en groter worden.
Dus terwijl de zuuroplossing chemisch reageert met de ijzeroxidehuid, reageert het ook met het basisijzer van het staal via scheuren en poriën. Dat wil zeggen, aan het begin van het beitsen zijn er drie soorten chemische reacties tussen de ijzeroxidehuid, het metaalijzer en de zuuroplossing.
Zoutzuur is het meest gebruikte beitsmedium, met een groter aandeel dan zwavelzuur in de huidige productie.
Zoutzuur kan alle schilfers oplossen zonder beitsresten te genereren en tast het basismetaal in principe niet aan, wat resulteert in een glad en zilverachtig oppervlak na het beitsen.
Deze methode heeft voordelen zoals een goede productkwaliteit, een hoge productiecapaciteit, minder verlies van metalen en zuren en lage kosten.
Het ijzerverlies bij het beitsen met zoutzuur is 20% lager dan bij het beitsen met zwavelzuur, met een ijzerverlies van 0,4% tot 0,5% vergeleken met 0,6% tot 0,7% bij zwavelzuur.
Bovendien gaat het beitsen met zoutzuur 2 keer sneller dan het beitsen met zwavelzuur.
In de afgelopen jaren is zoutzuur beitsen op grote schaal gebruikt dankzij de ontwikkeling van de zuurregeneratietechnologie waarmee zoutzuurafvalzuur wordt teruggewonnen en behandeld.
Deze roestverwijderaar bij omgevingstemperatuur reinigt snel roest en oxidatie van ijzeren oppervlakken en heeft ook ontvettende eigenschappen. De samenstelling en gebruiksomstandigheden zijn als volgt:
Opmerking: Keukenzout controleert de corrosieve werking van H2SO4 op koolstofstaal, chroomstaal en chroomnikkelstaal en werkt ook als stofremmer.
Voeg een 10% nevelonderdrukker toe om zure mist te voorkomen.
Deze roestverwijderingsoplossing werkt snel en bij kamertemperatuur duurt het verwijderen van roest niet langer dan 10 minuten. Dankzij de stof- en asremmer is het metaaloppervlak schoon en vertoont het na het beitsen een grijswit oppervlak.
De raffinaderij, die te maken heeft met 200 m, Φ200mm~300mm stalen pijpen die bekleed zijn met rubber, heeft eerst interne roestverwijdering van de pijpen uitgevoerd met deze roestverwijderaar, die zeer effectief bleek te zijn. Alle rubberen voeringen doorstonden de inspectie.
Voordat een corrosiewerende coating wordt aangebracht op een koolstofstalen waterkoeler, moet deze worden gebeitst om roest te verwijderen. De samenstelling van de wasoplossing is als volgt (massafractie):
Beitsproces: Beitsen bij kamertemperatuur gedurende 30~60 minuten, daarna spoelen met water tot het neutraal is. Voer ten slotte fosfatering of passivering uit. Deze formule wordt in eigen land veel gebruikt voor roestverwijdering in watergekoelde warmtewisselaars, met goede coatingresultaten.
Roestverwijderingsproces: Verwijder roest bij een temperatuur van 30~50°C gedurende 1 uur, spoel daarna met water tot de pH-waarde 7 is. Passiveer ten slotte met een 10% oplossing van natriumnitriet bij een temperatuur van 30~40°C gedurende 30 minuten om roestvorming te voorkomen.
Roestverwijderingsproces: Verwijder roest bij een temperatuur van 40~50°C gedurende 15~16 minuten en spoel daarna af met water. Deze formule is voornamelijk geschikt voor het verwijderen van roest van hooggelegeerd staal.
Beitsproces: Verwarm de roestverwijderingsoplossing tot 85~95°C en beits gedurende 2~3 minuten om roest te verwijderen. Deze formule is voornamelijk geschikt voor het verwijderen van lichte roest van precisieonderdelen, lagers en dergelijke.
Roestverwijderingsoplossing Bedrijfsomstandigheden: Roestverwijderingstemperatuur 80~90°C, roestverwijderingstijd 10~20 minuten.
Met de ontwikkeling van de industrie zijn "twee-in-één" olieverwijdering en roestverwijdering, "drie-in-één" olieverwijdering, roestverwijdering, fosfatering of passivering multifunctionele roestverwijderaars ontstaan.
Roestverwijderingsproces: Roestverwijdering bij kamertemperatuur gedurende 2~10 minuten, daarna spoelen met water tot het neutraal is en ten slotte roestpreventiebehandeling uitvoeren.
De formule staat in de volgende tabel:
Tabel 1 Roestverwijderingsformule
| Naam grondstof | Inhoud 1% | Naam vergeven | Inhoud/% |
| Dinatriumwaterstoffosfaat Natriumnitriet Natriumbicarbonaat | 3.5 6.2 1 | Glycerol Water | 1.6 87.7 |
Deze roestpreventieoplossing heeft een sterk roestpreventief vermogen, maar de roestpreventietijd is relatief kort, dus het is geschikt voor roestpreventie tussen processen in.
De "drie-in-één" oplossing voor ontvetten, ontroesten en passiveren (of fosfateren) is geschikt voor de behandeling van metalen apparatuur voordat deze wordt geverfd, waarbij het doel van ontvetten, ontroesten en passiveren (of fosfateren) wordt bereikt. Het is echter niet geschikt als er veel kalkaanslag en zware roestvlekken zijn.
"Drie-in-één" ontvetten, ontroesten en passiveren Samenstelling:
De werkomstandigheden zijn roestverwijderingstemperatuur 85°C, roestverwijderingstijd 2~2 minuten.
"Drie-in-één" ontvetten, ontroesten en fosfateren Oplossing Samenstelling:
De werkomstandigheden zijn een temperatuur van 85°C en een tijd van 2~3 minuten.
De samenstelling van de "vier-in-één" oplossing voor ontvetten, ontroesten, fosfateren en passiveren staat in de volgende tabel.
| "Vier-in-één" formule/(g/L) | Roestverwijderingstemperatuur/°C | Roestverwijderingstijd/min | ||||
| Materiaalnaam | 1# | 2# | 1# | 2# | 1# | 2# |
| Fosforzuur (80% Inhoud) | 110~180 | 110 | 50~60 | 55~65 | 25 | 5~15 |
| Zinkoxide | 30~50 | 25 | ||||
| Zink Nitraat | 150~170 | 150 | ||||
| Magnesiumchloride | 15~30 | 3 | ||||
| Kaliumtartraat | 0.2~0.4 | 5 | ||||
| Ammoniummolybdaat | 0.8~1.2 | 1 | ||||
| Natriumdodecylsulfaat | 20~40 | 30 | ||||
| Mangaanfosfaat | / | 10 | ||||
| Kaliumdichromaat | / | 0.2~0.3 | ||||
| Water | Overblijvend | Overblijvend | ||||
Neem formule 2# als voorbeeld, giet een bepaalde hoeveelheid zinkoxide in een vat en maak er een pasta van met gedestilleerd water. Voeg al roerend fosforzuur toe tot het oplost in transparant zinkdiwaterstoffosfaat. Verdun met gedestilleerd water tot 2/3 van het totale volume en voeg dan de berekende hoeveelheden zinknitraat, magnesiumchloride, fosforzuur, wijnsteenzuur en kaliumdichromaat toe. Voeg na het roeren tot het opgelost is de oplossing van ammoniummolybdaat toe die in twee keer in een kleine container is opgelost en roer gelijkmatig. Voeg tot slot 601 reinigingsmiddel toe en verdun tot het totale volume.
Het reinigingsmiddel 601 is een anionogene oppervlakteactieve stof, die goed doordringbaar en bevochtigbaar is, gemakkelijk oplosbaar is in water, bestand is tegen zuren, bestand is tegen hitte en niet reageert met metaalionen, dus zeer stabiel is in het oplosmiddel en gebruikt wordt voor olieverwijdering. Het fosfateringsproces van de "vier-in-één" is hetzelfde als het algemene fosfateringsprincipe. Olieverwijdering en roestverwijdering vinden tegelijkertijd plaats en fosforzuur heeft een weekmakend effect op ijzer en vormt een dichte fosfateringsfilm op het staaloppervlak. Ammoniummolybdaat en kaliumdichromaat werken als passivatoren.
De vrije zuurgraad van de "vier-in-één" behandelingsoplossing is 17~25 punten, de totale zuurgraad is 170~220 punten en de verhouding tussen vrije zuurgraad en totale zuurgraad is (1:7)~(1:10).
Gebruik 0,1mol/L NaOH-standaardoplossing om 10 ml fosfaatoplossing te titreren. Als fenolftaleïne wordt gebruikt als indicator, is de verbruikte milliliter NaOH het "punt"-getal van de totale zuurgraad. Als methyloranje als indicator wordt gebruikt, is de verbruikte milliliter NaOH het "punt"-getal van de vrije zuurgraad.
Stalen onderdelen met goud- en regenboogkleuren kunnen direct verwerkt worden. Als de olievervuiling ernstig is, kan OP emulgator worden toegevoegd om het decontaminatievermogen te verbeteren. Stalen onderdelen met blauwe oxydeschilfers kunnen niet met deze methode worden behandeld omdat de oxydeschilfers te dik zijn. De hoeveelheid aanslag die deze methode kan oplossen is 7~10g/m².
Op het oppervlak van stalen onderdelen die met "vier-in-één" zijn behandeld, wordt een dunne film van onoplosbare fosfaten van metalen zoals zink, ijzer en magnesium gevormd. Deze film heeft beschermende eigenschappen en kan verf adsorberen, wat de hechting van de verflaag verbetert en het beschermende vermogen versterkt.
Vervolgens zal ik nog twee "vier-in-één" formules voor ontvetten, ontroesten, fosfateren en passiveren introduceren die geschikt zijn voor het verwijderen van oxydeschilfers.
Het proces van de eerste formule is complexer dan andere formules. Het is verdeeld in twee stappen. De eerste stap is het verwijderen van olie en roest (oxidehuid) (zie tabel 1 voor de formule); de tweede stap is fosfateren en passiveren (zie tabel 2 voor de formule). Na het verwijderen van olie en roest moet je eerst spoelen met water. Nadat het water neutraal is, kunnen de fosfaterings- en passiveerbehandelingen worden uitgevoerd.
Tabel 1 Formule voor het verwijderen van olie en roest (oxidehuid)
| Olie- en roestverwijderingsformule | Werkomstandigheden voor olie- en roestverwijderingsoplossing | ||
| Ingrediënt | Inhoud | Roestverwijderingstemperatuur /°C | Roestverwijderingstijd /min |
| Industrieel Zwavelzuur (Relatieve Dichtheid 1,84) | 60~65 ml/L | 75~85 | 5~20 |
| Thioureum | 5~7g/L | ||
| Natriumdodecylbenzeensulfonaat | 20~50 ml/L | ||
| Water | Overblijvend | ||
Opmerking: De hoeveelheid zwavelzuur kan worden verhoogd als de oxidehuid dik is.
Tabel 2 Fosfateren en passiveren oplossing formule
| Fosfateren en passiveren Formulering | Fosfateren en passiveren Werkomstandigheden | ||
| Ingrediënten | Concentratie/(g/L) | Fosfateringstemperatuur /°C | Fosfateertijd /min |
| Fosforzuur | 58 | 65~75 | |
| Zinkoxide | 15 | ||
| Zink Nitraat | 200 | ||
| Diwaterstofchroomfosfaat (berekend als kaliumdichromaat) | 0.3~0.4 | ||
| Titanium Sulfaatoxide (niet nodig voor lassen) | 0.1~0.3 | ||
| Wijnsteenzuur | 5 | ||
| Natriumdodecylsulfaat | 15 ml | ||
| OP Emulgator | 15 ml | ||
| Water | Overblijvend | ||
Opmerking: De verhouding van vrije zuurgraad tot totale zuurgraad: (1:12) ~ (1:18)
Parameters van het fosfateerproces: Gebruik een 1:1 verdunning van de fosfaatoplossing met water, de behandelingstijd is 15~30 minuten, de behandelingstemperatuur is 10~60°C, de totale zuurgraad is 200~250 punten.
Droogtijd: natuurlijk drogen gedurende 24 uur, of drogen bij 120°C gedurende 30~60 minuten. Het uiterlijk van de fosfateringsfilm is donkergrijs, de film is dicht gekristalliseerd, continu en uniform; de dikte van de fosfateringsfilm is 5~8μm; de hechting is graad I; de slagvastheid is 500N-cm; de kopersulfaatdruppeltest >150S; de natriumchlorideoplossing weektest >8u; roestpreventie binnenshuis (T20°C RH86%) >60 dagen.
Zure beitspasta kan worden gebruikt om roest te verwijderen. De aanbevolen aanbrengdikte is 1~2mm, met een hoeveelheid van 2~3kg/m², en de totale roestverwijderingstijd is 60 minuten. Spoel na het verwijderen van roest af met water.
Veeg ten slotte droog met een mengsel van azijnzuur en ammoniakoplossing om roestvorming te voorkomen. De formule voor de zure beitspasta is als volgt (geef de tabel):
Tabel 3 Roestpreventie Zuurbeitspasta Formule
| Per 300g hoeveelheid /g | Per 300g hoeveelheid /g | ||
| Industrieel zoutzuur (concentratie 30%) | 4.3 | 1.2 | 1% |
| Fosforzuur (relatieve dichtheid 17) | 18.6 | 0.2 | / |
| Industrieel zwavelzuur (relatieve dichtheid 1,84) | 40.3 | 5.5 | 5.33% |
| Hexamethyleentetramine | 0.8 | 0.1 | 0.10% |
| Bentoniet (120#) of diatomeeënaarde, gele oker | 200 | 200 | 7.60% |
| Oxaalzuur | / | / | 0.07% |
| Asbestwol | / | / | 6.50% |
| Water | 36 | 93 | Overblijvend |
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
ES 
FR 
RU 
DE 
PT 