CN105369241B - 一种钢结构无铬钝化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢结构无铬钝化工艺，包括如下步骤：（1）钝化前处理；（2）浸渍钝化处理：在超声波辅助的条件下进行两段钝化处理；（3）钝化后处理。本发明一种钢结构无铬钝化工艺，操作简便，容易实现，成本低廉，所制备的钝化膜不含铬，无毒无害，绿色环保；由其钝化处理后的镀锌钢板，质地均匀，质量稳定，具有优异的耐盐雾和抗黄变性能，有效保障了镀锌钢板长期使用不腐蚀的特性。

Description

一种钢结构无铬钝化工艺
技术领域
本发明涉及金属钝化技术领域，特别是涉及一种钢结构无铬钝化工艺。
背景技术
热镀锌是提高钢结构材料抗腐蚀能力的有效途径之一，目前广泛地应用于建筑、交通、机械、电子、航空等许多领域中。但在潮湿的环境中，尤其在湿热环境中，镀锌层容易发生腐蚀，使镀层表面形成暗灰色或白色疏松的腐蚀产物——白锈；时间长了会出现红锈，从而失去防腐效果。为了提高镀层的耐蚀性，还需要将镀后的钢结构材料浸入钝化液进行钝化处理，以在镀锌层的表面形成致密的钝化膜，从而进一步提高其耐蚀性，延长使用寿命。
传统的钝化液大都为含铬钝化液，其钝化工艺简单，钝化膜的附着性能好，可赋予锌镀层优异的耐腐蚀能力。但由于六价铬致癌、有毒，对人和环境危害严重，政府已严格限制铬酸盐的使用和排放。因此，无铬钝化技术营运而生。无铬钝化效果受到钝化液配方及钝化工艺的直接影响，但现有无铬钝化的研究大都着眼于钝化液配方的研究，对于钝化的工艺条件的研究就少，导致钝化层的耐蚀性能很难达到铬酸盐钝化的效果。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种钢结构无铬钝化工艺，能够解决现有无铬钝化因工艺不符合导致的钝化效果差的难题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种钢结构无铬钝化工艺，包括如下步骤：
（1）钝化前处理：将热镀锌后的钢板用一定温度的惰性压缩气体吹干并冷至室温；
（2）浸渍钝化处理：在钝化槽中加入用蒸馏水稀释的无铬钝化液，并调节钝化液的pH值为4～5.5，然后将步骤（1）中前处理后的热镀锌钢板浸入上述钝化槽的钝化液中，在超声波辅助的条件下进行两段钝化处理；
（3）钝化后处理：将步骤（2）中钝化后的镀锌钢板用清水冲洗干净，先用压缩气体吹干，再置入真空烘箱内熟化成型。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，所述惰性压缩气体为氮气，其温度为60～70℃，压力为0.5～0.8MPa。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（2）中，所述蒸馏水与无铬钝化液的稀释比例为3～5：1。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（2）中，所述步骤（2）中，所述两段钝化工艺中，第一段钝化的工艺条件为：超声波功率100～150KW，钝化时间1～3min，钝化温度30～40℃；第二段钝化的工艺条件为：超声波功率50～80KW，钝化时间30～40s，钝化温度40～45℃。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中，所述压缩气体为空气或氮气，压力为0.1～0.3MPa。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中，所述熟化成型的条件为：真空度0.8～1.0MPa，温度120～150℃，时间30～40s。
本发明的有益效果是：本发明一种钢结构无铬钝化工艺，操作简便，容易实现，成本低廉，所制备的钝化膜不含铬，无毒无害，绿色环保；由其钝化处理后的镀锌钢板，质地均匀，质量稳定，具有优异的耐盐雾和抗黄变性能，有效保障了镀锌钢板长期使用不腐蚀的特性。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明实施例包括：
实施例1
一种钢结构无铬钝化工艺，具体步骤如下：
（1）钝化前处理：将热镀锌后的钢板用温度为60℃，压力为0.5MPa的压缩氮气吹干并冷至室温；
（2）浸渍钝化处理：用蒸馏水将无铬钝化液按3：1的比例稀释并加入钝化槽中，用磷酸盐缓释剂调节钝化液的pH值为4，然后将步骤（1）中前处理后的热镀锌钢板浸入上述钝化槽的钝化液中；
利用换热器调节钝化槽内钝化液的温度，同时在钝化液中插入多个温度传感器，并将温度传感器与换热器连接，用于随时感应钝化液的温度并反馈给换热器，以作为换热器进行保温、加热或冷却的依据；
在超声波辅助的条件下进行两段钝化处理； 其中，
所述步骤（2）中，所述两段钝化工艺中，第一段钝化的工艺条件为：超声波功率150KW，钝化时间3min，钝化温度30℃；第二段钝化的工艺条件为：超声波功率80KW，钝化时间40s，钝化温度40℃。
（3）钝化后处理：将步骤（2）中钝化后的镀锌钢板用清水冲洗干净，先用0.1MPa的压缩氮气吹干，再置入真空度为0.8MPa，温度为150℃的真空烘箱内熟化30s至钝化膜成型，完成钝化工艺。
实施例2
一种钢结构无铬钝化工艺，具体步骤如下：
（1）钝化前处理：将热镀锌后的钢板用温度为70℃，压力为0.8MPa的压缩氮气吹干并冷至室温；
（2）浸渍钝化处理：用蒸馏水将无铬钝化液按5：1的比例稀释并加入钝化槽中，用磷酸盐缓释剂调节钝化液的pH值为5.5，然后将步骤（1）中前处理后的热镀锌钢板浸入上述钝化槽的钝化液中；
利用换热器调节钝化槽内钝化液的温度，同时在钝化液中插入多个温度传感器，并将温度传感器与换热器连接，用于随时感应钝化液的温度并反馈给换热器，以作为换热器进行保温、加热或冷却的依据；
在超声波辅助的条件下进行两段钝化处理； 其中，
所述步骤（2）中，所述两段钝化工艺中，第一段钝化的工艺条件为：超声波功率100KW，钝化时间1min，钝化温度40℃；第二段钝化的工艺条件为：超声波功率50KW，钝化时间30s，钝化温度45℃。
（3）钝化后处理：将步骤（2）中钝化后的镀锌钢板用清水冲洗干净，先用0.3MPa的压缩空气吹干，再置入真空度为1.0MPa，温度为120℃的真空烘箱内熟化40s至钝化膜成型，完成钝化工艺。
上述方法制得的钝化镀锌层，经检测，钝化膜厚为8.3～8.6mg/m2。根据国标GB/T10125-1997 中性盐雾试验标准要求，用pH 值为6.5～7.2、含有5%氯化钠的溶液进行喷雾，一定时间后观测表面腐蚀情况，盐雾箱的沉降量为1.2～ 1.6mL/(h·cm2)，喷嘴压力为76～128kPa，湿度大于90%。热镀锌钢板耐盐雾试验达到92h以上。
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他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种钢结构无铬钝化工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）钝化前处理：将热镀锌后的钢板用一定温度的惰性压缩气体吹干并冷至室温；
（2）浸渍钝化处理：在钝化槽中加入用蒸馏水稀释的无铬钝化液，并调节钝化液的pH值为4 ～ 5.5，然后将步骤（1）中前处理后的热镀锌钢板浸入上述钝化槽的钝化液中，在超声波辅助的条件下进行两段钝化处理；
（3）钝化后处理：将步骤（2）中钝化后的镀锌钢板用清水冲洗干净，先用压缩气体吹干，再置入真空烘箱内熟化成型；
所述步骤（2）中，所述两段钝化工艺中，第一段钝化的工艺条件为：超声波功率100 ～150kW，钝化时间1 ～ 3min，钝化温度30 ～ 40℃；第二段钝化的工艺条件为：超声波功率50 ～ 80kW ，钝化时间30 ～ 40s，钝化温度40 ～ 45℃。
2.根据权利要求1 所述的钢结构无铬钝化工艺，其特征在于，所述步骤（1）中，所述惰性压缩气体为氮气，其温度为60 ～ 70℃，压力为0.5 ～ 0.8MPa。
3.根据权利要求1 所述的钢结构无铬钝化工艺，其特征在于，所述步骤（2）中，所述蒸馏水与无铬钝化液的稀释比例为3 ～ 5 ：1。
4.根据权利要求1 所述的钢结构无铬钝化工艺，其特征在于，所述步骤（3）中，所述压缩气体为空气或氮气，压力为0.1 ～ 0.3MPa。
5.根据权利要求1 所述的钢结构无铬钝化工艺，其特征在于，所述步骤（3）中，所述熟化成型的条件为：真空度0.8 ～ 1.0MPa，温度120 ～ 150℃，时间30 ～ 40s。
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