Steel beams before and after derusting
Entrosten mit Gleitschliff- oder Strahltechnik
除锈

除锈及锈去除作为耐久金属表面的关键工艺

金属零件的除锈——喷丸技术和滚抛光整工艺的经典应用领域

T-Träger nach der Rostenfernung in einer Strahlanlage T-Träger vor der Rostenfernung in einer Strahlanlage

当铁或钢表面与水分和氧气接触时,会形成锈。锈是氧化产物,最初在表面生成,但可能渗透至材料深层。若不及时清除锈蚀,即使是最坚固的铁或钢部件也可能被永久破坏。根据锈蚀程度,家庭环境中可使用醋、柠檬酸甚至可乐等酸性物质去除锈迹。一种特别有效的除锈方法是使用钢丝刷或砂纸进行机械清除。与酸性除锈相比,该方法不会产生化学副产物,但人工操作耗时且常在表面留下划痕。

在工业环境中,手动除锈往往效率低下。此时,滚抛光整工艺和喷丸技术因其材料保护性而成为经典选择。除锈喷丸属于清洁喷丸工艺,在众多行业中不可或缺。尤其在大面积平板和型钢除锈时,通常借助离心轮/涡轮喷丸处理;而局部除锈则采用压缩空气工艺,两种方法也可结合使用。

钢铁制造、钢铁贸易、车辆制造和机械制造等行业中,除锈喷丸已成为日常生产流程。

您需要了解哪些除锈知识?关键问题概览。

轻微生锈的工件

锈是铁或钢与水分和氧气接触后形成的产物。化学上,锈主要为含水的三氧化二铁,早期阶段则形成氧化亚铁。这种氧化过程会产生多孔锈层,不仅无法保护金属,反而会加速腐蚀。

锈的形成分为多个阶段:铁原子失去电子生成Fe²⁺离子,与水反应后最终氧化为三氧化二铁。氧化层体积膨胀产生的应力会导致锈层剥落。常见受影响对象包括工具、金属围栏、园艺设备和车辆。

氧化皮在高温下形成,例如锻造或轧制过程中,由氧化亚铁(FeO)、磁铁矿(Fe3O4)和赤铁矿(Fe2O3)组成,附着性更强。而锈在常温下形成,含水且多孔。氧化皮的清除通常需要比普通除锈更激进的方法。

使用喷砂技术除锈的部件。

喷丸技术是除锈和除氧化皮最高效的方法之一。通过高速喷射刚玉、玻璃珠、钢粒或玻璃粒等磨料至表面实现。

压缩空气工艺适用于局部除锈或复杂几何形状,而离心轮/涡轮喷丸可高效清洁大面积钢材。磨料选择取决于金属类型和加工效果需求:棱角状磨料用于强力清洁,球形玻璃珠则用于温和哑光表面处理。

DIN EN ISO 8501-1等标准可帮助确定锈蚀等级并调整喷丸工艺。轻微锈蚀仅需轻度喷丸,而深层锈蚀(C或D级)则需高强度喷丸。喷丸时长因此取决于锈蚀程度。

喷丸技术广泛应用于钢铁制造、机械制造、车辆制造及历史金属物件修复。喷丸质量直接影响涂层附着力,从而决定金属部件的使用寿命。

在船舶制造或大型钢结构等处理超大部件的行业中,常采用防腐生产线,将除锈与防腐涂层或油漆涂覆同步进行。

使用滑动研磨技术除锈的部件。

滚抛光整工艺特别适用于小至中型工件的批量处理。该工艺结合机械与化学过程,工件通常与磨料、水及酸性化合物在滚抛设备中运动。这种运动产生材料去除效果,清除锈迹并同步实现表面均匀化。

滚抛光整工艺的优势在于可在单一工艺中完成多个加工步骤。在工业除锈领域,对于适用工件而言,滚抛光整通常是成本最低的方法。

化合物可激活锈迹、腐蚀层或氧化皮的去除,并用于工件中和(pH值调节)。它们还可有效清除油性残留物,清洁或提亮工件。

除锈设备涵盖振动器离心机直线通过式设备,使滚抛光整工艺特别适合小型及中型复杂批量加工。

除锈的家庭偏方

家庭环境中可采用多种方式去除锈迹:

  • 醋或醋精:通过酸性作用溶解锈迹。
  • 柠檬酸:温和处理,适用于小面积锈蚀。
  • 小苏打:兼具轻微研磨和化学中性作用。
  • 可乐:含磷酸,可溶解锈迹。

操作方法:将物品浸泡或直接涂抹液体于锈蚀处,静置一段时间后用水冲洗并彻底干燥。为实现长期防锈,建议涂覆保护层或使用锈转化剂。

提示:家庭处理后,可用砂纸或钢丝刷轻度打磨去除残留锈迹。

  • 高压水射流:环保高效,适用于大型结构。
  • 化学方法:磷酸、柠檬酸或草酸可溶解锈迹;磷酸可形成保护层。
  • 电解除锈:材料保护性强,适用于小型、精密或复杂工件。

 

方法选择取决于工件尺寸、锈蚀程度、批量、表面质量及环保要求。通常采用多种方法组合。

全自动除锈和喷漆的防腐生产线

除锈是金属表面涂装前的关键工艺。锈层被视为不可接受的基底,因其既无法提供涂层所需的附着力,也无法确保足够的防腐性能。若氧化产物残留在表面,会导致涂层下渗并引发早期脱落。

为实现可涂装的表面,必须彻底清除腐蚀产物和氧化皮。通常通过机械方法(如喷丸、打磨、刷洗)或化学工艺(如酸洗)完成。唯有在金属洁净、无锈且经适当预处理(如磷化、钝化)的表面上,才能确保涂层的持久附着和长期防腐效果。除锈后需对金属进行干燥并涂覆防锈剂或油漆

非铁金属不会生锈,但会氧化形成特征性氧化层。例如,铝会立即生成一层致密的氧化铝薄膜,使基材钝化并提供额外保护,这种结合对工件具有积极影响。铜则形成铜绿,虽具装饰性,但常需清除以满足技术涂层要求。与铁锈不同,许多非铁金属的氧化层具有稳定作用,可长期防止腐蚀。

严重的锈蚀

当铁或钢部件的锈蚀已深入材料内部而非仅限于表面时,即被视为严重锈蚀。深孔腐蚀、凹坑或裂纹会导致材料损失和结构削弱,此时机械清洁方法(如喷丸或滚抛)无法提供持久解决方案。若金属厚度仍充足且腐蚀仅限表面,这些方法可使表面恢复涂装能力。对于结构完整性受损的严重锈蚀部件,虽可进行清洁,但结果不可靠且寿命有限,需更换部件。

结论:除锈确保长久使用寿命

除锈对金属价值保持和稳定性至关重要。无论家庭还是工业场景,方法选择需考虑材料、锈蚀程度、工件尺寸及目标表面质量。喷丸技术以效率和面积处理能力著称,滚抛光整工艺则常为最具成本效益的方法,因其可在单一工艺中完成多个加工步骤。

关键在于及时清除锈迹并保护表面,以长期保存金属部件。