3. 钢铁酸洗的基本原理

钢钢材表面上的氧化铁皮（FeO、Fe3O4、Fe2O3）都是不溶解于水的氧化物，当把它们浸泡在酸液里时，这些氧化物就分别与酸发生一系列化学反应。

由于碳素结构钢或低合金钢钢材表面上的氧化铁皮具有疏松、多孔和裂纹的结构，加之氧化铁皮在酸洗时随同钢材一起经过矫直、拉矫、传送的反复弯曲，使这些孔隙裂缝进一步增加和扩大。所以，酸溶液在与氧化铁皮起化学反应的同时，也可以通过裂缝和孔隙渗透而与钢铁基体的铁起化学反应。也就是说，在酸洗一开始就同时进行着所有3种氧化物和金属铁与酸溶液之间的化学反应，所以，酸洗的过程包括了以下3个方面的作用：　

(1) 溶解作用

钢材表面氧化铁皮中各种铁的氧化物与酸发生化学反应，生成溶于水的铁盐而溶解于酸溶液内。若用盐酸或硫酸进行酸洗时，生成可溶解于酸液的正铁及亚铁氯化物或硫酸盐，从而把氧化铁皮从带钢表面除去。这种作用，—般称作溶解作用。

(2) 机械剥离作用

钢材表面氧化铁皮中除铁的各种氧化物之外，还夹杂着部分的金属铁，而且氧化铁皮又具有多孔性，那么酸溶液就可以通过氧化铁皮的孔隙和裂缝与氧化铁皮中的铁或基体铁作用，并相应产生大量的氢气。由这部分氢气产生的膨胀压力，就可以把氧化铁皮从钢材表面上剥离下来。这种通过反应中产生氢气的膨胀压力把氧化铁皮剥离下来的作用，一般把它叫做机械剥离作用。　　

(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于酸溶液的低价铁氧化物及低价铁盐。  

4. 钢材酸洗工艺的缺点

钢材的酸洗处理广泛地应用于冷轧板材坯料即热轧板材的表面氧化铁皮的去除，如热轧型钢需进行磷化或镀层等表面处理加工前去除氧化铁皮；焊接管材在镀锌或进行其它热浸镀、电镀加工前的表面预处理；退火处理后的钢材如管材、型材、线材等冷拔加工前的表面处理；钢铁加工件进行电镀、电刷镀前的除锈处理以及不锈钢和特殊钢生产过程中的类似处理。目前酸洗仍是钢铁生产和钢铁表面处理时不可或缺的工艺过程。但是，钢材酸洗处理工艺的采用也带来如下的一些问题：  

（1）大量消耗钢铁材料和酸

在酸洗的过程中，有的主要通过酸与铁皮的化学反应，溶解相应的金属氧化物的溶解作用来除去铁皮。有的，如使用硫酸进行钢材酸洗时，还要借助于酸与钢铁发生化学反应产生的氢气泡的剥离作用来除去氧化铁皮。因此在酸洗过程中，大量消耗酸是必然的。虽然在酸洗中使用酸洗缓蚀剂可以降低钢铁的金属消耗，但是仍有相当量的金属铁损失掉。

（2）可能降低钢材的物理性能

在酸洗过程中，金属铁和酸之间发生化学反应并产生氢气。由于酸洗液中的氢的化学位高于被酸洗的钢材中氢的化学位，生成的氢会渗入钢中并积存起来造成 氢脆，从而影响钢材的机械性能或以后的加工处理。　　

（3）会带来一系列的环境污染问题

采用酸洗工艺对钢材或零件进行表面处理，由于钢材的品种、产品的规格和生产的规模各不相同，从而造成了在生产装备和生产环境方面有着很大差别。如酸洗槽体的密封、对生产设备的腐蚀、酸洗车间的通风排风、酸雾的排出和处理以及污水的处理和排放等方面，处理方法和处理水平相差悬殊。从而会带来许多环境保护方面的问题，而需要一一加以处理和解决。　　

（4）废酸和铁盐的处理问题

钢铁的酸洗在消耗大量金属铁的同时还产生大量的废酸液与相应的酸和氧化铁或生成的铁盐溶液。为了回收和利用这些废酸液和铁盐，需要较大的投资来建设相应的回收和处理设备。特别是对于一些小型的、小批量的钢铁件进行酸洗处理时，往往会出现酸洗废液难以集中进行处理的情况，一旦发生直接排放的情况，就会对对环境造成严重污染。