O método que habitualmente uso para remover ferrugem é com ácido cítrico a 10%. Já experimentei baixar até 7%, mas reduz muito a eficácia. Sem entrar em pormenores, mergulha-se a peça na solução e deixa-se um par de horas, controlando a cada 1/2 hora, por exemplo.
Normalmente a peça fica ligeiramente acinzentada e mate, e se o tempo for excessivamente longo pode até ficar ligeiramente picada.
Há anos utilizei ácido muriático diluído (uma só vez, não me lembro da concentração que usei), mas é muito mais agressivo e exige muito mais cuidados. Mas neste caso o objectivo era, além de limpar a ferrugem, matear a peça.
Tenho em ficheiros Word alguns artigos sobre como fazer, tirados da net, mas todos em inglês. O melhor ocupa três páginas, e agradeço que não me peçam para traduzir, dá muito trabalho... Mas aqui vai o link:
http://tttg.org.au/php/ArticleView.php?id=28E, já agora, na secção "Resources" há muitos artigos interessantes.
A grande vantagem do ácido cítrico é que é completamente biodegradável, não é tóxico (no fim de contas, é o sumo de limão...), e pode ser despejado pelo cano sem quaisquer problemas. O óxido de ferro também não é tóxico.