CN102586773A - 不锈钢稀土转化膜钝化处理方法 - Google Patents

不锈钢稀土转化膜钝化处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102586773A
CN102586773A CN2012100784804A CN201210078480A CN102586773A CN 102586773 A CN102586773 A CN 102586773A CN 2012100784804 A CN2012100784804 A CN 2012100784804A CN 201210078480 A CN201210078480 A CN 201210078480A CN 102586773 A CN102586773 A CN 102586773A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stainless steel
passivation
rare earth
sample
cerous nitrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012100784804A
Other languages
English (en)
Inventor
李谋成
徐健
辛森森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN2012100784804A priority Critical patent/CN102586773A/zh
Publication of CN102586773A publication Critical patent/CN102586773A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Abstract

本发明属于不锈钢表面处理技术领域，具体为一种不锈钢稀土转化膜钝化处理方法。其步骤在较低温度范围内，不锈钢试样浸泡在适当浓度的硝酸铈、双氧水和柠檬酸的钝化液处理，钝化时间通过基体表面颜色变化判断，然后取出样品冷却干燥，在不锈钢表面得到致密、平整、金黄色的稀土氧化物薄膜。其中，硝酸铈浓度为0.01-0.05mol/L，质量分数30%的双氧水的体积分数为30-70%，柠檬酸质量分数为0.1-4%；钝化处理温度20-75℃。该方法能有效提高不锈钢材料的抗点蚀能力，具有重要的价值。

Description

不锈钢稀土转化膜钝化处理方法
技术领域
本发明属于不锈钢表面处理技术领域，涉及利用化学方法进行不锈钢表面的钝化处理，尤其是一种以硝酸铈、双氧水和柠檬酸为钝化液的主要组分实施不锈钢钝化处理的工艺方法。
背景技术
不锈钢表面钝化处理是通过化学处理方法，在金属表面上生成的一层薄而致密、覆盖性良好、附着力强的氧化物膜层来阻挡或减缓外界腐蚀介质的渗入和扩散，从而可以达到减缓不锈钢的腐蚀速度的有效方法。不锈钢由于本身的高耐蚀性的特点广泛应用于工业领域，但是这些不锈钢材料都存在发生点蚀的趋势，通常在有还原剂的情况下或由于介质温度和介质腐蚀性等原因，其表面往往会产生各种类型的点蚀，特别是在含有Cl-的溶液介质更能加速点蚀的发生，因此会严重影响不锈钢在生产、生活中的使用寿命，并且该腐蚀因隐蔽性极强、破坏性极大，被广泛重视和深入研究，而进行合理的钝化处理是提高各种不锈钢防腐蚀性能的常规技术手段，对普通不锈钢进行表面改性，使其耐蚀能力尤其是耐点蚀能力提高，这对延长设备的使用寿命降低生产成本有着十分重要的意义；另外，随着不锈钢的应用范围的日益扩大，对其表面色彩的要求也不断提高，并不断向装饰性和艺术性方向发展，以满足人们对材料的高档次及多样化装饰性要求。
传统的不锈钢钝化大多采用硝酸、氢氟酸、铬酸盐等为主作为钝化液，通过控制钝化液的浓度、钝化温度、钝化时间和添加如促进剂或抑制剂等其它化学药品的方法实现钝化，虽然钝化工艺成熟，钝化效果稳定，但对工艺处理条件要求严格。同时，硝酸、氢氟酸和铬酸盐有剧毒，在钝化工艺过程中产生的气雾对工人健康有严重的危害，排出的废水严重污染环境。世界各国近年来已在环保法规中对铬酸盐的使用和废液排放作出严格的限制，在金属表面处理领域中铬酸盐等处理最终将被禁止使用。为此，采用环境友好型的钝化工艺已迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种工艺简单、无污染的提高不锈钢抗腐蚀能力的方法，通过在不同温度（20~75℃）的范围内，改变钝化液的配方浓度，使不锈钢表面沉积完整的稀土转化膜。
为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：以硝酸铈和双氧水作为钝化液的主要组分，适当的添加柠檬酸的含量，以达到稳定双氧水和减缓反应程度，同时在不同温度下对应不同浓度的柠檬酸含量。
本发明提出的不锈钢化学转化膜钝化处理的方法，是一种适用一定温度范围的表面处理方法，具体步骤如下：
将不锈钢试样进行机械抛光后清洁表面、去除油污，配置一定浓度比例的钝化液（硝酸铈浓度0.01-0.05mol/L、质量分数30%的双氧水的体积分数为30-70%、柠檬酸质量分数0.1- 4%），然后将处理后的不锈钢的试样浸泡在配置好的钝化液中，温度控制在20-75℃，对应钝化处理时间通过观察不锈钢基体表面颜色变化判断钝化是否完成，处理后在不锈钢基体表面得到金黄色的稀土转化膜。将处理后试样取出，用去离子水清洗试样表面，最后将试样放入干燥器中在室温下待干燥完全，在不锈钢表面得到致密、平整的金黄色稀土氧化物薄膜。
对经过上述处理（55℃）后,配置1.5倍海水，人工配置1L海水所需药品及含量见表1，316L不锈钢材料在72℃的1.5倍海水作为电解质溶液进行电化学测试，具体参数实施例1，结果如图1所示。结果表明，处理后316L不锈钢材料的点蚀电位由处理前的168mv(SCE)提高到1061mv(SCE)，自腐蚀电位由处理前
的-169mv(SCE)提高到260mv(SCE)。以上结果表明，处理后316L不锈钢材料的抗点蚀能力得到了显著的提高。
表1 人工配置1L海水所需药品及含量
成分 1L海水中盐的克数, g 成分 1L海水中盐的克数, g
氯化钠, NaCl 36.795 氯化钾, KCl 1.0425
氯化镁, MgCl2 7.8 碳酸氢钠, NaHCO3 0.3015
无水硫酸钠, Na2SO4 6.135 溴化钾, KBr 0.1515
无水氯化钙, CaCl2 1.74 合计 52.2255
附图说明
图1为在55℃钝化液表面处理前后，316L不锈钢的极化曲线，其中实线为未处理的316L不锈钢的极化曲线，虚线为处理后316L不锈钢的极化曲线。
图2为在70℃钝化液表面处理前后，316L不锈钢的极化曲线，其中实线为未处理的316L不锈钢的极化曲线，虚线为处理后316L不锈钢的极化曲线。
具体实施方式
本发明的优选实施结合附图详述如下：
实施例一 ：
对316L不锈钢进行55℃表面处理及极化曲线测试
对316L不锈钢按发明内容所述步骤进行处理：将20mm×10mm×5mm的316L不锈钢样品进行机械抛光，清洁表面、去除油污；钝化温度控制在55℃，钝化液加入0.023mol/L 硝酸铈和质量分数0.4%的柠檬酸，以及体积比1:1的蒸馏水和双氧水（质量分数30%的双氧水），处理一定的时间等试样表面颜色变为金黄色，得到均匀的稀土转化膜；然后取出试样，用去离子水清洗，再放入干燥器中在室温下待干燥完全，在不锈钢表面得到致密的稀土氧化物薄膜。用环氧树脂装封非工作面，仅留出15mm×10mm的表面并进行极化曲线测试。极化曲线测试具体条件为：精确配置1.5倍海水溶液，根据ASTM D 1141-98(2008)人工配制海水，总盐含量约为53g/L，溶液pH值用0.1N NaOH调至8.2，1L海水中主要化学试剂的溶解量见表1；实验前，不锈钢试样浸泡在介质溶液中，试样需要在72℃的1.5倍海水中稳定1小时，开始测试极化曲线。电化学采用的标准的三电极体系：辅助电极采用金属铂电极；参比电极体系由饱和甘汞电极(SCE)和盐桥组成。其测试结果如图1所示，其中图1中实线为处理前，图1中虚线为处理后的结果。
实施例二 ：
对316L不锈钢进行70℃表面处理及极化曲线测试
对316L不锈钢按发明内容所述步骤进行处理：将20mm×10mm×5mm的316L不锈钢样品进行机械抛光，清洁表面、去除油污；钝化温度控制在70℃，钝化液加入0.023mol/L 硝酸铈和质量分数0.5%的柠檬酸，以及体积比1:1的蒸馏水和双氧水（质量分数30%的双氧水），处理一定的时间等试样表面颜色变为金黄色，得到均匀的稀土转化膜；然后取出试样，用去离子水清洗，再放入干燥器中在室温下待干燥完全，在不锈钢表面得到致密的稀土氧化物薄膜。用环氧树脂装封非工作面，仅留出15mm×10mm的表面并进行极化曲线测试。极化曲线测试具体条件为：精确配置1.5倍海水溶液，根据ASTM D 1141-98(2008)人工配制海水，总盐含量约为53g/L，溶液pH值用0.1N NaOH调至8.2，1L海水中主要化学试剂的溶解量见表1；实验前，不锈钢试样浸泡在介质溶液中，试样需要在72℃的1.5倍海水中稳定1小时，开始测试极化曲线。电化学采用的标准的三电极体系：辅助电极采用金属铂电极；参比电极体系由饱和甘汞电极(SCE)和盐桥组成。其测试结果如图2所示，其中图2中实线为处理前，图2中虚线为处理后的结果。

Claims (3)

1.不锈钢稀土转化膜钝化处理方法，用化学浸泡的方法对不锈钢进行钝化处理，其特征在于：在较低温度范围内，不锈钢试样浸泡在适当浓度的硝酸铈、双氧水和柠檬酸的钝化液处理，钝化时间通过基体表面颜色变化判断，然后取出样品冷却干燥，在不锈钢表面得到致密、平整、金黄色的稀土氧化物薄膜。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：硝酸铈浓度为0.01-0.05mol/L，质量分数30%的双氧水的体积分数为30-70%，柠檬酸质量分数为0.1- 4%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：钝化处理温度20-75℃。
CN2012100784804A 2012-03-23 2012-03-23 不锈钢稀土转化膜钝化处理方法 Pending CN102586773A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012100784804A CN102586773A (zh) 2012-03-23 2012-03-23 不锈钢稀土转化膜钝化处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012100784804A CN102586773A (zh) 2012-03-23 2012-03-23 不锈钢稀土转化膜钝化处理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102586773A true CN102586773A (zh) 2012-07-18

Family

ID=46475984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012100784804A Pending CN102586773A (zh) 2012-03-23 2012-03-23 不锈钢稀土转化膜钝化处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102586773A (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103060783A (zh) * 2012-12-28 2013-04-24 大连海事大学 一种提高燃料电池用镀碳化铬不锈钢双极板耐蚀性的方法
CN104018153A (zh) * 2014-06-18 2014-09-03 上海大学 一种用多步处理钝化热浸镀锌的方法
CN104372394A (zh) * 2014-07-03 2015-02-25 西安工业大学 一种氧化物陶瓷层的制备方法
CN104762616A (zh) * 2015-04-15 2015-07-08 国家电网公司 一种碳钢表面防腐铈盐钝化剂及其使用方法
CN105256300A (zh) * 2015-11-19 2016-01-20 佛山市湾厦新材料科技有限公司 一种不锈钢钨酸盐钝化剂及其应用
CN105441929A (zh) * 2015-12-18 2016-03-30 安徽卧龙泵阀股份有限公司 一种泵壳的钝化处理工艺
CN105543825A (zh) * 2016-03-15 2016-05-04 上海应用技术学院 一种复配表面活性剂型钝化剂及其制备方法和应用
CN108203821A (zh) * 2018-01-25 2018-06-26 上海应用技术大学 一种掺杂go的环保钝化剂、制备方法及其应用
CN112566459A (zh) * 2020-11-30 2021-03-26 瑞声科技（南京）有限公司 散热装置的制作方法及散热装置
CN112760630A (zh) * 2020-12-25 2021-05-07 瑞声科技（南京）有限公司 散热装置的制作方法及散热装置
CN113584426A (zh) * 2021-07-27 2021-11-02 张艳芳 一种耐腐蚀不锈钢材料
CN114086189A (zh) * 2021-11-24 2022-02-25 宁波吉海金属科技有限公司 一种环保型不锈钢酸洗钝化液
CN114134495A (zh) * 2021-09-13 2022-03-04 上海工程技术大学 基于光催化的六价铬在金属钝化液中的循环应用方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0797691A1 (en) * 1994-10-07 1997-10-01 McMASTER UNIVERSITY Method of increasing corrosion resistance of metals and alloys by treatment with rare earth elements
US6068711A (en) * 1994-10-07 2000-05-30 Mcmaster University Method of increasing corrosion resistance of metals and alloys by treatment with rare earth elements
CN1326012A (zh) * 2000-05-29 2001-12-12 北京科技大学 不锈钢表面钝化成膜技术
CN101538706A (zh) * 2009-04-10 2009-09-23 华南理工大学 一种热镀锌层表面防腐蚀的稀土转化膜的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0797691A1 (en) * 1994-10-07 1997-10-01 McMASTER UNIVERSITY Method of increasing corrosion resistance of metals and alloys by treatment with rare earth elements
US6068711A (en) * 1994-10-07 2000-05-30 Mcmaster University Method of increasing corrosion resistance of metals and alloys by treatment with rare earth elements
CN1326012A (zh) * 2000-05-29 2001-12-12 北京科技大学 不锈钢表面钝化成膜技术
CN101538706A (zh) * 2009-04-10 2009-09-23 华南理工大学 一种热镀锌层表面防腐蚀的稀土转化膜的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杜康: "不锈钢表面稀土铈化学转化膜耐蚀性能的研究", 《ENGINEERING SCIENCE AND TECHNOLOGYⅠ》, 31 July 2009 (2009-07-31), pages 27 - 28 *

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103060783A (zh) * 2012-12-28 2013-04-24 大连海事大学 一种提高燃料电池用镀碳化铬不锈钢双极板耐蚀性的方法
CN104018153A (zh) * 2014-06-18 2014-09-03 上海大学 一种用多步处理钝化热浸镀锌的方法
CN104372394A (zh) * 2014-07-03 2015-02-25 西安工业大学 一种氧化物陶瓷层的制备方法
CN104762616A (zh) * 2015-04-15 2015-07-08 国家电网公司 一种碳钢表面防腐铈盐钝化剂及其使用方法
CN104762616B (zh) * 2015-04-15 2017-12-15 国家电网公司 一种碳钢表面防腐铈盐钝化剂及其使用方法
CN105256300B (zh) * 2015-11-19 2018-07-13 佛山市湾厦新材料科技有限公司 一种不锈钢钨酸盐钝化剂及其应用
CN105256300A (zh) * 2015-11-19 2016-01-20 佛山市湾厦新材料科技有限公司 一种不锈钢钨酸盐钝化剂及其应用
CN105441929A (zh) * 2015-12-18 2016-03-30 安徽卧龙泵阀股份有限公司 一种泵壳的钝化处理工艺
CN105543825A (zh) * 2016-03-15 2016-05-04 上海应用技术学院 一种复配表面活性剂型钝化剂及其制备方法和应用
CN108203821A (zh) * 2018-01-25 2018-06-26 上海应用技术大学 一种掺杂go的环保钝化剂、制备方法及其应用
CN112566459A (zh) * 2020-11-30 2021-03-26 瑞声科技（南京）有限公司 散热装置的制作方法及散热装置
CN112566459B (zh) * 2020-11-30 2022-01-11 瑞声科技（南京）有限公司 散热装置的制作方法及散热装置
CN112760630A (zh) * 2020-12-25 2021-05-07 瑞声科技（南京）有限公司 散热装置的制作方法及散热装置
CN113584426A (zh) * 2021-07-27 2021-11-02 张艳芳 一种耐腐蚀不锈钢材料
CN114134495A (zh) * 2021-09-13 2022-03-04 上海工程技术大学 基于光催化的六价铬在金属钝化液中的循环应用方法
CN114086189A (zh) * 2021-11-24 2022-02-25 宁波吉海金属科技有限公司 一种环保型不锈钢酸洗钝化液
CN114086189B (zh) * 2021-11-24 2024-03-08 宁波吉海金属科技有限公司 一种环保型不锈钢酸洗钝化液

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102586773A (zh) 不锈钢稀土转化膜钝化处理方法
Zheng et al. Influence of calcium ion in concrete pore solution on the passivation of galvanized steel bars
Kendig et al. Corrosion inhibition of aluminum and aluminum alloys by soluble chromates, chromate coatings, and chromate-free coatings
CN104213112B (zh) 一种金属表面自清洁、高防护膜层的制备方法
Dexter et al. Effect of natural marine biofilms on galvanic corrosion
Dan et al. Corrosion behavior of rare earth cerium based conversion coating on aluminum alloy
Boisier et al. Corrosion inhibition of 2024 aluminium alloy by sodium decanoate
CN104911577B (zh) 一种铝合金无铬碱性钝化液及铝合金钝化方法
Deyab et al. Impact of rare earth compounds on corrosion of aluminum alloy (AA6061) in the marine water environment
Amin et al. Pitting and pitting control of Al in gluconic acid solutions–Polarization, chronoamperometry and morphological studies
Tommaselli et al. Effectiveness of corrosion inhibitors in saturated calcium hydroxide solutions acidified by acid rain components
Makhlouf Intelligent stannate-based coatings of self-healing functionality for magnesium alloys
CN103375657B (zh) 一种含有防腐涂层的铁基管道
Mustafa et al. Molybdate and nitrite as corrosion inhibitors for copper-coupled steel in simulated cooling water
Guan et al. Protection of galvanized steel using benzotriazole as a corrosion inhibitor in simulated concrete pore solution and alkali-activated fly ash solution
Ramya et al. Study on corrosion inhibitor in mild steel by various habitual plant extract–Review
CN104178773A (zh) 一种无铬环保型硅系铝及铝合金表面处理剂及其制备方法
Solmaz et al. Citric acid as natural corrosion inhibitor for aluminium protection
CN106086996A (zh) 一种修复已生锈不锈钢钝化状态的复合表面处理方法
CN106637353B (zh) 一种不锈钢表面钝化处理液及钝化处理方法
CN102268707B (zh) 含金属锌的复合硅烷膜的制备方法及其用途
Sharma et al. OVERVIEW ON CORROSION, CLASSIFICATION AND CONTROL MEASURE: A STUDY.
CN102660745A (zh) 一种热浸镀锌铝合金钢材的绿色缓蚀剂及其应用
Pandiarajan et al. Corrosion Inhibition by Potassium Chromate-Zn 2 System for Mild Steel in Simulated Concrete Pore Solution
US20040011659A1 (en) Method for inhibiting corrosion of alloys employing electrochemistry

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120718