CN102500533B - 一种在钢材表面涂覆耐腐蚀涂料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在钢材表面涂覆耐腐蚀涂料的方法,去除钢材表面的锈层、氧化层及其他污物,再在钢材表面涂覆粘结剂,经固化后涂覆SnO2溶胶,最后进行干燥或热处理,即完成对钢材表面涂覆耐腐蚀涂料。在钢材表面涂覆高温抗氧化耐腐蚀涂层后,能在钢材表面形成能够阻挡空气和CO2向钢材内部扩散的涂层,在高温时有效保护不被氧化,进而降低钢材的消耗和生产成本。本发明所涂覆的高温抗氧化耐腐蚀涂层不包含有机物,且在钢材基体表面的无机涂层连续致密,化学稳定性好。本发明的方法工艺简单,操作方便,节能,环保,设备要求低,方便快速,成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及一种在钢材表面涂覆耐腐蚀涂料的方法,尤其是一种涂覆高温抗氧化耐腐蚀涂层的方法,属于冶金材料技术领域。
背景技术
随着钢材的广泛应用,钢结构的防腐不断引起重视,据发达国家的不完全统计,每年由于腐蚀造成的经济损失约占国民经济总产值的1%~4%,每年腐蚀的钢材占我国生产总量的20%,有30%钢材设备和工具因腐蚀而报废。由于腐蚀造成的经济损失每年高达300亿元以上,占国民生产总值的4%。尤其在高温和强腐蚀工作环境中,钢材的腐蚀情况更是严重。钢材的腐蚀不仅造成经济损失,也给结构的安全带来安全隐患。
发明内容
为解决钢材表面易被侵蚀、利用率低等问题,本发明提供一种在钢材表面涂覆耐腐蚀涂料的方法,以解决不被高温氧化消耗和腐蚀的问题。
本发明通过下列技术方案完成:一种在钢材表面涂覆耐腐蚀涂料的方法,经过下列各步骤:
(1)对钢材表面进行处理;
(2)将SnCl4·5H2O与水按质量比为10~15︰2.5~4进行混合,配成SnO2水溶液,再在搅拌条件下,按SnCl4·5H2O与浓氨水(质量浓度是25~28%)的质量比为10~15︰2.5~6滴加浓氨水,即得到深褐色的SnO2溶胶;
(3)在步骤(1)处理后的钢材表面涂覆粘度为10~20Pa·s的粘结剂,涂覆厚度为0.4~3mm;
(4)再将步骤(3)涂覆后的钢材在室温下固化2~12小时;
(5)在步骤(4)固化后的钢材表面上涂覆步骤(2)所得SnO2溶胶,涂覆厚度为0.4~3mm;
(6)将步骤(5)涂覆后的钢材在70~90℃下干燥4~12小时,即完成对钢材表面涂覆耐腐蚀涂料;
或者,将步骤(5)涂覆后的钢材进行热处理,其中,在300℃前,以升温速率为5~8℃/min升温至300℃,并保温0.5~2h;然后以升温速率为2~5℃/min升温至800~1200℃,并保温0.5~6h,最后随炉冷却至室温,即完成对钢材表面涂覆耐腐蚀涂料。
所述步骤(1)的处理是去除钢材表面的锈层、氧化层及其他污物,再依次用盐酸、无水乙醇以及水进行清洗,并在20~70℃下烘干。
所述水为蒸馏水或去离子水。
所述步骤(3)中的粘结剂为偏铝酸钠或磷酸铝溶胶。
本方法在钢材表面涂覆一层高温抗氧化耐腐涂层,其中SnO2为一种惰性材料,具有良好的耐腐蚀性能,采用SnO2作为涂层骨料,以偏铝酸钠或磷酸铝溶胶作为粘结剂,便能有效防止钢材的氧化和腐蚀。
本发明具有下列优点和效果:采用本发明提供的方法,即在钢材表面涂覆高温抗氧化耐腐蚀涂层后,能在钢材表面形成能够阻挡空气和CO2向钢材内部扩散的涂层,在高温时有效保护不被氧化,进而降低钢材的消耗和生产成本。本发明所涂覆的高温抗氧化耐腐蚀涂层不包含有机物,且在钢材基体表面的无机涂层连续致密,化学稳定性好。本发明的方法工艺简单,操作方便,节能,环保,设备要求低,方便快速,成本低廉。
具体实施方式
下面将结合实施例进一步阐明本发明的内容,但这些实例并不限制本发明的保护范围。
实施例1
(1)去除电解铝预焙阳极钢爪表面的锈层、氧化层及其他污物,再依次用盐酸、无水乙醇以及去离子水进行清洗,并在50℃下烘干;
(2)将SnCl4·5H2O与去离子水按质量比为10︰2.5进行混合,配成SnO2水溶液,再在搅拌条件下,按SnCl4·5H2O与浓氨水(质量浓度是25%)的质量比为10︰2.5滴加浓氨水,即得到深褐色的SnO2溶胶;
(3)在步骤(1)处理后的电解铝预焙阳极钢爪表面涂覆粘度为12Pa·s的偏铝酸钠溶胶,涂覆厚度为1mm;
(4)再将步骤(3)涂覆后的电解铝预焙阳极钢爪在室温下固化4小时;
(5)在步骤(4)固化后的电解铝预焙阳极钢爪表面上涂覆步骤(2)所得SnO2溶胶,涂覆厚度为1mm;
(6)将步骤(5)涂覆后的电解铝预焙阳极钢爪在70℃下干燥6小时,即完成对电解铝预焙阳极钢爪表面涂覆耐腐蚀涂料。
效果:在预焙铝电解生产过程中,阳极钢爪作为强电流的导体,同时要起到支撑和联接铝导杆的作用。阳极钢爪不仅处在空气与高浓度CO2气氛中,还不断受到强腐蚀电解质冰晶石的冲刷,因此,导致阳极钢爪被空气、CO2氧化和被冰晶石电解质侵蚀现象时有发生。现有技术中阳极钢爪的氧化消耗了大量钢材,降低了钢爪的横截面积,增加了电阻率,使电解铝能耗增加;被侵蚀的钢爪、磷生铁熔化到铝液中,使铝液品位下降,降低了阳极钢爪的利用率,给生产造成不利影响。
采用实施例1的方法,即在电解铝预焙阳极钢爪表面涂覆高温抗氧化耐腐蚀涂层后,能在电解铝预焙阳极钢爪表面形成能够阻挡空气和CO2向钢材内部扩散的涂层,在高温时有效保护不被氧化,进而降低钢材的消耗和生产成本。
实施例2
(1)去除45#钢材表面的锈层、氧化层及其他污物,再依次用盐酸、无水乙醇以及蒸馏水进行清洗,并在70℃下烘干;
(2)将SnCl4·5H2O与蒸馏水按质量比为10︰3.2进行混合,配成SnO2水溶液,再在搅拌条件下,按SnCl4·5H2O与浓氨水(质量浓度是28%)的质量比为10︰4滴加浓氨水,即得到深褐色的SnO2溶胶;
(3)在步骤(1)处理后的钢材表面涂覆粘度为10Pa·s的磷酸铝溶胶,涂覆厚度为2mm;
(4)再将步骤(3)涂覆后的钢材在室温下固化6小时;
(5)在步骤(4)固化后的钢材表面上涂覆步骤(2)所得SnO2溶胶,涂覆厚度为2mm;
(6)将步骤(5)涂覆后的钢材在90℃下干燥6小时,即完成对45#钢材表面涂覆耐腐蚀涂料。
实施例3
(1)去除电解铝预焙阳极钢爪表面的锈层、氧化层及其他污物,再依次用盐酸、无水乙醇以及去离子水进行清洗,并在20℃下烘干;
(2)将SnCl4·5H2O与蒸馏水按质量比为15︰4进行混合,配成SnO2水溶液,再在搅拌条件下,按SnCl4·5H2O与浓氨水(质量浓度是26%)的质量比为15︰6滴加浓氨水,即得到深褐色的SnO2溶胶;
(3)在步骤(1)处理后的钢爪表面涂覆粘度为20Pa·s的偏铝酸钠,涂覆厚度为0.4mm;
(4)再将步骤(3)涂覆后的钢爪在室温下固化2小时;
(5)在步骤(4)固化后的钢爪表面上涂覆步骤(2)所得SnO2溶胶,涂覆厚度为3mm;
(6)将步骤(5)涂覆后的钢爪进行热处理,其中,在300℃前,以升温速率为8℃/min升温至300℃,并保温1h;然后以升温速率为5℃/min升温至1100℃,并保温3h,最后随炉冷却至室温,即完成对钢材表面涂覆耐腐蚀涂料。
实施例4
(1)去除45#钢材表面的锈层、氧化层及其他污物,再依次用盐酸、无水乙醇以及蒸馏水进行清洗,并在20℃下烘干;
(2)将SnCl4·5H2O与蒸馏水按质量比为12︰3.7进行混合,配成SnO2水溶液,再在搅拌条件下,按SnCl4·5H2O与浓氨水(质量浓度是28%)的质量比为14︰3滴加浓氨水,即得到深褐色的SnO2溶胶;
(3)在步骤(1)处理后的钢材表面涂覆粘度为18Pa·s的磷酸铝溶胶,涂覆厚度为3mm;
(4)再将步骤(3)涂覆后的钢材在室温下固化12小时;
(5)在步骤(4)固化后的钢材表面上涂覆步骤(2)所得SnO2溶胶,涂覆厚度为0.4mm;
(6)将步骤(5)涂覆后的钢材进行热处理,其中,在300℃前,以升温速率为5℃/min升温至300℃,并保温0.5h;然后以升温速率为3℃/min升温至800℃,并保温0.5h,最后随炉冷却至室温,即完成对45#钢材表面涂覆耐腐蚀涂料。
实施例5
(1)去除电解铝预焙阳极钢爪表面的锈层、氧化层及其他污物,再依次用盐酸、无水乙醇以及去离子水进行清洗,并在50℃下烘干;
(2)将SnCl4·5H2O与去离子水按质量比为10︰2.5进行混合,配成SnO2水溶液,再在搅拌条件下,按SnCl4·5H2O与浓氨水(质量浓度是25%)的质量比为10︰2.5滴加浓氨水,即得到深褐色的SnO2溶胶;
(3)在步骤(1)处理后的电解铝预焙阳极钢爪表面涂覆粘度为12Pa·s的偏铝酸钠溶胶,涂覆厚度为1mm;
(4)再将步骤(3)涂覆后的电解铝预焙阳极钢爪在室温下固化4小时;
(5)在步骤(4)固化后的电解铝预焙阳极钢爪表面上涂覆步骤(2)所得SnO2溶胶,涂覆厚度为1mm;
(6)将步骤(5)涂覆后的电解铝预焙阳极钢爪在90℃下干燥4小时,即完成对电解铝预焙阳极钢爪表面涂覆耐腐蚀涂料。
实施例6
(1)去除45#钢材表面的锈层、氧化层及其他污物,再依次用盐酸、无水乙醇以及蒸馏水进行清洗,并在70℃下烘干;
(2)将SnCl4·5H2O与蒸馏水按质量比为10︰3.2进行混合,配成SnO2水溶液,再在搅拌条件下,按SnCl4·5H2O与浓氨水(质量浓度是28%)的质量比为10︰4滴加浓氨水,即得到深褐色的SnO2溶胶;
(3)在步骤(1)处理后的钢材表面涂覆粘度为10Pa·s的磷酸铝溶胶,涂覆厚度为2mm;
(4)再将步骤(3)涂覆后的钢材在室温下固化6小时;
(5)在步骤(4)固化后的钢材表面上涂覆步骤(2)所得SnO2溶胶,涂覆厚度为2mm;
(6)将步骤(5)涂覆后的钢材在80℃下干燥12小时,即完成对45#钢材表面涂覆耐腐蚀涂料。
实施例7
(1)去除电解铝预焙阳极钢爪表面的锈层、氧化层及其他污物,再依次用盐酸、无水乙醇以及去离子水进行清洗,并在20℃下烘干;
(2)将SnCl4·5H2O与蒸馏水按质量比为15︰4进行混合,配成SnO2水溶液,再在搅拌条件下,按SnCl4·5H2O与浓氨水(质量浓度是26%)的质量比为15︰6滴加浓氨水,即得到深褐色的SnO2溶胶;
(3)在步骤(1)处理后的钢爪表面涂覆粘度为20Pa·s的偏铝酸钠,涂覆厚度为0.4mm;
(4)再将步骤(3)涂覆后的钢爪在室温下固化2小时;
(5)在步骤(4)固化后的钢爪表面上涂覆步骤(2)所得SnO2溶胶,涂覆厚度为3mm;
(6)将步骤(5)涂覆后的钢爪进行热处理,其中,在300℃前,以升温速率为6℃/min升温至300℃,并保温2h;然后以升温速率为2℃/min升温至1200℃,并保温6h,最后随炉冷却至室温,即完成对钢材表面涂覆耐腐蚀涂料。
Claims (2)
1.一种在钢材表面涂覆耐腐蚀涂料的方法,其特征在于经过下列各步骤:
(1)对钢材表面进行处理,即去除钢材表面的锈层、氧化层及其他污物,再依次用盐酸、无水乙醇以及水进行清洗,并在20~70℃下烘干;
(2)将SnCl4·5H2O与水按质量比为10~15︰2.5~4进行混合,配成SnO2水溶液,再在搅拌条件下,按SnCl4·5H2O与浓氨水的质量比为10~15︰2.5~6滴加浓氨水,即得到SnO2溶胶;
(3)在步骤(1)处理后的钢材表面涂覆粘度为10~20Pa·s的粘结剂,涂覆厚度为0.4~3mm,其中粘结剂为偏铝酸钠或磷酸铝溶胶;
(4)再将步骤(3)涂覆后的钢材在室温下固化2~12小时;
(5)在步骤(4)固化后的钢材表面上涂覆步骤(2)所得SnO2溶胶,涂覆厚度为0.4~3mm;
(6)将步骤(5)涂覆后的钢材在70~90℃下干燥4~12小时,即完成对钢材表面涂覆耐腐蚀涂料;或者,将步骤(5)涂覆后的钢材进行热处理,其中,在300℃前,以升温速率为5~8℃/min升温至300℃,并保温0.5~2h;然后以升温速率为2~5℃/min升温至800~1200℃,并保温0.5~6h,最后随炉冷却至室温,即完成对钢材表面涂覆耐腐蚀涂料。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述水为蒸馏水或去离子水。
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