CN103966593A - 金属表面防腐防锈的处理方法 - Google Patents

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白永平
邵志敏
丁丽萍
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Abstract

本发明公开了一种金属表面防腐防锈的处理方法，步骤包括：1.表面预处理；2.深度处理。通过上述方式，本发明金属表面防腐防锈的处理方法，对金属表面进行了一系列的处理，不仅通过化学反应的方式，在金属的表面形成一个保护层，而且还通过物理的方式来增强金属表面防腐防锈的能力，双管齐下，有效的提高了金属的使用寿命，方便使用。

Description

金属表面防腐防锈的处理方法
技术领域
本发明涉及金属表面处理领域，特别是涉及一种金属表面防腐防锈的处理方法。
背景技术
金属表面常常会生锈、腐坏，如何让金属防腐防锈是一个困扰了人们很多年的难题。传统的金属表面处理技术主要以电镀为主，但由其产生的高能耗、高污染等负面影响也越来越大，加之电镀厂投资大，技术稳定性差，加工产品价格昂贵，一般投资者也只能望而却步，所以开发一种先进的金属表面处理技术替代传统电镀工艺是大势所趋。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种金属表面防腐防锈的处理方法，具有功能多样、便于使用等优点，同时在应用及普及上有着广泛的市场前景。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：
提供了一种金属表面防腐防锈的处理方法，其步骤包括：一．表面预处理：按照每升投放3g-7g的比例，将合成缓蚀剂放入有机酸池或者碱池中；将金属件放在有机酸池或者碱池中，进行酸洗；酸洗3-5h后，将金属件捞出来，然后用冷水冲洗30-60min；冲洗完成后，用温度在90-100℃的热水冲洗金属件30-60min；按照重铬酸钾溶液2-4份、磷酸1-2份和温度在80-90℃的热水4-8份的比例配置钝化液；将金属件浸渍在钝化液中2-3min；取出后,先用冷水冲洗再用热水冲洗，冲洗后，将金属件烘干；利用喷丸或者喷砂的方式对金属件进行磨砂处理，然后涂上保护油待用；根据金属件的材质选择合适PH 值的脱脂剂；对金属件进行加热，当温度超过70℃时，将脱脂剂喷射在金属件上，进行喷射脱脂；1-3min后，将金属件浸渍在脱脂剂中；用循环泵搅动脱脂剂，每小时的循环量为脱脂剂体积的 5-8倍；每隔4-8min，捞起金属件，检查是否彻底脱脂；彻底脱脂后，用清水将金属件清洗干净；将金属件浸渍在表面调整剂中30-90s，进行表面调整处理；利用磷化液和促进剂对金属件进行10-15min的磷化处理，形成磷化膜，其中，磷化温度控制在60-80℃，总酸度为：35-55Pt，游离酸度为：5-7Pt，磷化膜的膜层厚度为：8-15μm；利用钝化液对金属件表面的磷化膜进行补充处理；2-3min后，将金属件用去离子水洗净，并将其烘干，烘干温度在130-150℃；
二．深度处理：选择干燥的作业环境，将经过预处理的金属件浸渍在复合防锈油中，或者将复合防锈油喷涂在金属件的表面；在常温下自然干燥，或者低温烘干1-2h；当防锈油干透后，清除金属件表面的脏污，然后将气相防锈塑料薄膜附着在金属件的表面。
在本发明一个较佳实施例中，所述表面调整剂的成分以及重量份为：去离子水200-240份、磷酸氢二钠80-100份、三聚磷酸钠40-50份、氟钛酸钾5-7份、磷酸钛5-8份、氢氧化钠2-3份、稳定剂130-150份和阻垢分散剂10-14份。
在本发明一个较佳实施例中，所述合成缓蚀剂包括琉基苯并噻唑、苯并三唑、磺化木质素、聚乙烯、聚丙烯酸、POCA、聚天冬氨酸、巯基苯并噻唑、十六烷胺、吡啶盐、硫醇胺、乌洛托品、氨基三叉二瞵酸(ATMP)、羟基乙叉二膦酸(HEDP)、乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP)、二亚乙基三胺五甲基膦酸(DTPMP)、多元醇膦酸酯、2一膦酸基丁烷一l，2，4一三羧酸(PBTCA)、2-羟基膦基乙酸(HPAH)、甘氨酸二甲叉膦酸(GDMP)、N，N一二甲叉膦酸一N一甲叉膦酸一N一羧甲基乙二胺(DPSC)、硫脲和若丁中的一种或多种。
在本发明一个较佳实施例中，所述复合防锈油的成分以及重量份为：石油磺酸钠10-15、 羊毛脂镁皂3-5、机械油20-40、煤油4-8、二苯胺1-2, 工业凡士林50-90、环烷酸锌13-15、变压器油50-90、N-油酰肌氨酸十八胺1-3, 石油磺酸钡8-10、司苯-802-3、 邻苯二甲酸二丁酯3-4、 苯骈三氮唑1-2、 2.6二叔丁基对甲酚1-2、苯骈三氮唑1-2 、二甲基硅油10-15ppm、 正丁醇3-4、油酸1-2, 三乙醇胺1-2、 磺化羊毛脂钙盐30-50、 石蜡油50-70、磺化蓖麻油2-3、 戊醇5-7、5号沥青 20-25、 松香7-9、氧化蜡膏钠钡皂10-20, 磷酸脂三乙醇胺盐1-3、氧化蜡膏胺皂5-8、磷酸三丁酯2-3。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种金属表面防腐防锈的处理方法，不仅通过化学反应的方式，在金属的表面形成一个保护层，而且还通过物理的方式来增强金属表面防腐防锈的能力，双管齐下，有效的提高了金属的使用寿命，方便使用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例包括：
一种金属表面防腐防锈的处理方法，其步骤包括：
一．表面预处理：按照每升投放3g-7g的比例，将合成缓蚀剂放入有机酸池或者碱池中，所述合成缓蚀剂包括琉基苯并噻唑、苯并三唑、磺化木质素、聚乙烯、聚丙烯酸、POCA、聚天冬氨酸、巯基苯并噻唑、十六烷胺、吡啶盐、硫醇胺、乌洛托品、氨基三叉二瞵酸(ATMP)、羟基乙叉二膦酸(HEDP)、乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP)、二亚乙基三胺五甲基膦酸(DTPMP)、多元醇膦酸酯、2一膦酸基丁烷一l，2，4一三羧酸(PBTCA)、2-羟基膦基乙酸(HPAH)、甘氨酸二甲叉膦酸(GDMP)、N，N一二甲叉膦酸一N一甲叉膦酸一N一羧甲基乙二胺(DPSC)、硫脲和若丁中的一种或多种；
将金属件放在有机酸池或者碱池中，进行酸洗，酸洗就是利用酸溶液去除钢铁表面上的氧化皮和锈蚀物的方法称为酸洗，可以有效的清洁金属表面；
酸洗3-5h后，将金属件捞出来，然后用冷水冲洗30-60min，这样可以将金属件表面残留的酸洗液清洗掉，防止残夜影响后面各个步骤的效果，而且为了防止金属产生过腐蚀，所以应当控制酸洗处理的时间，而加入缓蚀剂，可以在不影响除锈效果的前提下，通过缓蚀剂的选择性吸附保护作用来减轻金属过腐蚀；
冲洗完成后，用温度在90-100℃的热水冲洗金属件30-60min，这样可以进一步的对金属件的表面进行清洗，而且对金属件进行预热，缩短钝化的时间；
按照重铬酸钾溶液2-4份、磷酸1-2份和温度在80-90℃的热水4-8份的比例配置钝化液；
将金属件浸渍在钝化液中2-3min，由于金属件经酸洗、水冲洗、漂洗后，金属表面很清洁，非常活化，很容易遭受腐蚀，所以必须立即进行钝化处理，使清洗后的金属表面生成保护膜，减缓腐蚀；
取出后,先用冷水冲洗再用热水冲洗，冲洗后，将金属件烘干；
利用喷丸或者喷砂的方式对金属件进行磨砂处理，然后涂上保护油待用，磨砂可以将金属件上的突起、尖刺等不平整的地方，有助于后面的步骤；
根据金属件的材质选择合适PH 值的脱脂剂，由于金属件的材质各不相同，所以金属件对脱脂剂的反应灵敏度也不尽相同，所以需要按照实际的材质来选择合适的脱脂剂；
对金属件进行加热，当温度超过70℃时，将脱脂剂喷射在金属件上，进行喷射脱脂，当提高油污的温度，他们的黏度就降低，甚至形成液滴而利于除去但是由于各种脱脂剂有其适合的温度范围，在采用某些种类表面活性剂的脱脂液中，过高的温度会使表面活性剂析出聚集如同油珠附着在表面上，造成磷化膜发花不均匀，所以温度一般维持在80-100℃左右；
1-3min后，将金属件浸渍在脱脂剂中，这样不仅可以有效的去掉油污，而且节约时间，提高生产效率；
用循环泵搅动脱脂剂，每小时的循环量为脱脂剂体积的 5-8倍，这样可以让脱脂剂溶液与金属件表面有良好的接触，而且整个脱脂液含量均匀，有利于提高脱脂效果；
每隔4-8min，捞起金属件，检查是否彻底脱脂，检查脱脂效果的方法有很多，例如；目视法、擦拭法、水浸润法、接触角法、硫酸铜法、残留油份质量法、比色法、荧光法、红外分光法等。最常用的是水浸润法，即观察脱脂水洗后的表面水膜连续完整情况，充分脱脂的表面，其水膜应连续完整，无水珠悬挂，在磷化条件正常的情况下，观察磷化膜也可检查脱脂效果，只有在无油污的金属表面才能形成外观完整的均匀磷化膜，任何清洗方面的不足都会立即显示出来；
彻底脱脂后，用清水将金属件清洗干净；
将金属件浸渍在表面调整剂中30-90s，进行表面调整处理，所述表面调整剂的成分以及重量份为：去离子水：200-240份、磷酸氢二钠：80-100份、 三聚磷酸钠：40-50份、氟钛酸钾：5-7份、磷酸钛5-8份、氢氧化钠：2-3份、稳定剂：130-150份和阻垢分散剂：10-14份，所述表面调整剂使需要磷化的金属表面改变微观状态，促使磷化过程中形成结晶细小的、均匀、致密的磷化膜，使得磷化的效果更佳，由于胶粒表面能很高，对物体表面有极强的吸附作用，胶体微粒吸附在零件表面上形成均匀的吸附层，在磷化时，这层极薄的吸附层就是一层分布均匀，数量极多的磷酸盐结晶晶核，因而促进结晶均匀快速形成，限制了大晶体的生长，结果就促使了磷化膜的细化和致密，提高了成膜性，缩短了磷化时间，降低膜厚，同时也能消除钢铁表面状态的差异对磷化质量的影响，表面调整剂的用量约为0.5g/m2；
利用磷化液和促进剂对金属件进行10-15min的磷化处理，形成磷化膜，其中，磷化温度控制在60-80℃，总酸度为：35~55Pt，游离酸度为：5~7Pt，磷化膜的膜层厚度为：8-15μm，这样形成坚固的磷化膜，磷化的公司参数包括：
1.总酸度：总酸度过低、磷化必受影响，因为总酸度是反映磷化液浓度的一项指标，控制总酸度的意义在于使磷化液中成膜离子浓度保持在必要的范围内。
2．游离酸度：游离酸度过高、过低均会产生不良影响；过高不能成膜，易出现黄锈；过低磷化液的稳定性受威胁，生成额外的残渣。游离酸度反映磷化液中游离 H+的含量；控制游离酸度的意义在于控制磷化液中磷酸二氢盐的离解度，把成膜离子浓度控制在一个必须的范围；磷化液在使用过程中，游离酸度会有缓慢的升高，这时要用碱来中和调整，注意缓慢加入，充分搅拌，否则碱液局部过浓会产生不必要的残渣，出现越加碱，游离酸度越高的现象。单看游离酸度和总酸度是没有实际意义的，必须一起考虑；
3．酸比：酸比即指总酸度与游离酸度的比值。一般的说酸比都在 5~30 的范围内，酸比较小的配方，游离酸度高，成膜速度慢，磷化时间长，所需温度高，酸比较大的配方，成膜速度快，磷化时间短，所需温度低，因此必须控制好酸比；
4.温度：磷化处理温度与酸比一样，也是成膜的关键因素，不同的配方都有不同的温度范围，实际上，他在控制着磷化液中的成膜离子的浓度，温度高，磷酸二氢盐的离解度大，成膜离子浓度相应高些，因此可以利用此种关系在降低温度的同时提高酸比，同样可达到成膜，严格控制好温度，温度过高要产生大量沉渣，磷化液失去原有平衡，温度过低，成膜离子浓度总达不到浓度积，不能生成完整磷化膜；
5.时间：时间过短，成膜量不足，不能形成致密的磷化膜层，时间过长，由于结晶在已形成的膜上继续生长，可能产生有疏松表面的粗厚膜；
利用钝化液对金属件表面的磷化膜进行补充处理，钝化的作用有以下俩方面：一是使磷化膜空隙中的暴露的金属进一步氧化，或生成铬化层，填补磷化膜孔隙，使其稳定于大气之中，以便提高磷化膜单层的防锈能力，二是通过含铬的酸性处理液处理，可以去掉磷化膜表层疏松结构及包含在其中的各种水溶性残留物，降低磷化膜在电泳时的溶解量，以提高涂抹的耐蚀性；
磷化液中的促进剂，主要指氧化剂，氧化剂是作为阴极去极化剂而在磷化配方中采用的一种化学反应型的加速剂。他的主要作用是加速氢离子在阴极的放电速度，促使磷化第一阶段的酸蚀速度加快，其包括常用的氧化剂有硝酸盐、亚硝酸盐、双氧水、溴酸盐、碘酸盐、钼酸盐、有机硝基化合物、有机过氧化物等；
2-3min后，将金属件用去离子水洗净，并将其烘干，烘干温度在130-150℃；
二．深度处理：
选择干燥的作业环境，将经过预处理的金属件浸渍在复合防锈油中，或者将复合防锈油喷涂在金属件的表面；
所述复合防锈油的成分以及重量份为：石油磺酸钠10-15份、 羊毛脂镁皂3-5份、机械油20-40份、煤油4-8份、二苯胺1-2份, 工业凡士林50-90份、环烷酸锌13-15份、变压器油50-90份、N-油酰肌氨酸十八胺1-3份, 石油磺酸钡8-10份、司苯-80 2-3份、 邻苯二甲酸二丁酯3-4份、 苯骈三氮唑1-2份、 2.6二叔丁基对甲酚1-2份、苯骈三氮唑1-2份、二甲基硅油10-15ppm、 正丁醇3-4份、油酸1-2份, 三乙醇胺1-2份、 磺化羊毛脂钙盐30-50份、 石蜡油50-70份、磺化蓖麻油2-3份、 戊醇5-7份、5号沥青 20-25份、 松香7-9份、氧化蜡膏钠钡皂10-20份, 磷酸脂三乙醇胺盐1-3份、氧化蜡膏胺皂5-8份、磷酸三丁酯2-3份，在实际使用的过程中，可以分别选取这些成分中的一种或几种即可。
在常温下自然干燥，或者低温烘干1-2h；
当防锈油干透后，清除金属件表面的脏污，然后将气相防锈塑料薄膜附着在金属件的表面, 气相防锈塑料薄膜是由VCI母粒后吹制生产出来的LDPE或HDPE塑料膜，VCI会在适当的空间内持续缓慢地从膜体中释放出来，在相对密闭的空间中形成饱和气体层，从而对该环境中的金属材料形成防锈保护，干净清洁、无害无毒、环保安全、省工省时、提高工效和节约成本。
本发明金属表面防腐防锈的处理方法的有益效果是：不仅通过化学反应的方式，在金属的表面形成一个保护层，而且还通过物理的方式来增强金属表面防腐防锈的能力，双管齐下，有效的提高了金属的使用寿命，方便使用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种金属表面防腐防锈的处理方法，其特征在于，步骤包括：
一．表面预处理：
按照每升投放3g-7g的比例，将合成缓蚀剂放入有机酸池或者碱池中；
将金属件放在有机酸池或者碱池中，进行酸洗；
酸洗3-5h后，将金属件捞出来，然后用冷水冲洗30-60min；
冲洗完成后，用温度在90-100℃的热水冲洗金属件30-60min；
按照重铬酸钾溶液2-4份、磷酸1-2份和温度在80-90℃的热水4-8份的比例配置钝化液；
将金属件浸渍在钝化液中2-3min；
取出后,先用冷水冲洗再用热水冲洗，冲洗后，将金属件烘干；
利用喷丸或者喷砂的方式对金属件进行磨砂处理，然后涂上保护油待用；
根据金属件的材质选择合适PH 值的脱脂剂；
对金属件进行加热，当温度超过70℃时，将脱脂剂喷射在金属件上，进行喷射脱脂；
1-3min后，将金属件浸渍在脱脂剂中；
用循环泵搅动脱脂剂，每小时的循环量为脱脂剂体积的 5-8倍；
每隔4-8min，捞起金属件，检查是否彻底脱脂；
彻底脱脂后，用清水将金属件清洗干净；
将金属件浸渍在表面调整剂中30-90s，进行表面调整处理；
利用磷化液和促进剂对金属件进行10-15min的磷化处理，形成磷化膜，其中，磷化温度控制在60-80℃，总酸度为：35~55Pt，游离酸度为：5~7Pt，磷化膜的膜层厚度为：8~15μm；
利用钝化液对金属件表面的磷化膜进行补充处理；
2-3min后，将金属件用去离子水洗净，并将其烘干，烘干温度在130-150℃；
二．深度处理：
选择干燥的作业环境，将经过预处理的金属件浸渍在复合防锈油中，或者将复合防锈油喷涂在金属件的表面；
在常温下自然干燥，或者低温烘干1-2h；
当防锈油干透后，清除金属件表面的脏污，然后将气相防锈塑料薄膜附着在金属件的表面。
2.根据权利要求1所述的金属表面防腐防锈的处理方法，其特征在于，所述表面调整剂的成分以及重量份为：去离子水：200-240份、磷酸氢二钠：80-100份、 三聚磷酸钠：40-50份、氟钛酸钾：5-7份、磷酸钛5-8份、氢氧化钠：2-3份、稳定剂：130-150份和阻垢分散剂：10-14份。
3.根据权利要求1所述的金属表面防腐防锈的处理方法，其特征在于，所述合成缓蚀剂包括琉基苯并噻唑、苯并三唑、磺化木质素、聚乙烯、聚丙烯酸、POCA、聚天冬氨酸、巯基苯并噻唑、十六烷胺、吡啶盐、硫醇胺、乌洛托品、氨基三叉二瞵酸(ATMP)、羟基乙叉二膦酸(HEDP)、乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP)、二亚乙基三胺五甲基膦酸(DTPMP)、多元醇膦酸酯、2一膦酸基丁烷一l，2，4一三羧酸(PBTCA)、2-羟基膦基乙酸(HPAH)、甘氨酸二甲叉膦酸(GDMP)、N，N一二甲叉膦酸一N一甲叉膦酸一N一羧甲基乙二胺(DPSC)、硫脲和若丁中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的金属表面防腐防锈的处理方法，其特征在于，所述复合防锈油的成分以及重量份为：石油磺酸钠10-15份、 羊毛脂镁皂3-5份、机械油20-40份、煤油4-8份、二苯胺1-2份, 工业凡士林50-90份、环烷酸锌13-15份、变压器油50-90份、N-油酰肌氨酸十八胺1-3份, 石油磺酸钡8-10份、司苯-80 2-3份、 邻苯二甲酸二丁酯3-4份、 苯骈三氮唑1-2份、 2.6二叔丁基对甲酚1-2份、苯骈三氮唑1-2份、二甲基硅油10-15ppm、 正丁醇3-4份、油酸1-2份, 三乙醇胺1-2份、 磺化羊毛脂钙盐30-50份、 石蜡油50-70份、磺化蓖麻油2-3份、 戊醇5-7份、5号沥青 20-25份、 松香7-9份、氧化蜡膏钠钡皂10-20份, 磷酸脂三乙醇胺盐1-3份、氧化蜡膏胺皂5-8份、磷酸三丁酯2-3份。
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