Eu acho que a maneira definitiva absoluta de fazer isso é com eletrólise. É aqui que você coloca o componente enferrujado em uma solução eletrolítica (pode ser água com um sal dissolvido) e passa uma corrente pela peça enferrujada e um pedaço de metal "sacrificial" pela solução. Funciona de maneira semelhante à galvanoplastia, mas, em vez de depositar um revestimento em um metal, remove a ferrugem. Eu nunca fiz isso e acho que é um pouco difícil de configurar da primeira vez, mas depois que você cria uma plataforma para fazer isso, é a maneira mais eficaz.
Eu não configuraria isso se tivesse apenas uma peça para fazer, mas se tivesse cinco itens para fazer e eles estivessem bastante enferrujados, provavelmente o faria. Um dos principais benefícios é que isso pode ser usado para ferramentas MUITO enferrujadas, panelas de ferro fundido etc. e não danifica o metal "saudável" sob a ferrugem. Também não requer produtos químicos agressivos ou esfrega muito.
Há um exemplo aqui http://www.instructables.com/id/Electrolytic-Rust-Removal-aka-Magic/, mas se você procurar por "remoção de ferrugem por eletrólise" (sem aspas) ou semelhante no google, encontrará toneladas de resultados.
Acredito que depois de usar este (ou qualquer outro método), você deve secar os itens cuidadosamente (em um forno quente pode ser uma boa maneira, embora não exista peças de madeira / plástico) e lubrificá-los para proteger contra ferrugem. Isso é especialmente importante se você trabalhar com ferro fundido (use óleo vegetal se os itens forem utensílios de cozinha / panelas), pois isso enferruja muito rapidamente se não secar e ficar protegido.