CN105543671A - 一种环保耐腐蚀钢板的制造方法 - Google Patents

一种环保耐腐蚀钢板的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保耐腐蚀钢板的制造方法，包括如下步骤：S1、制备钢板铸件：将钢铁熔融，脱硫，脱氧，浇铸得到中间铸件；将中间铸件风冷，热处理，空冷得到钢板铸件；S2、镀膜：将S1中得到的钢板铸件打磨，乙醇超声清洗，碱液超声清洗，晾干，加入镀膜液中进行镀膜，提拉出钢板铸件，干燥得到环保耐腐蚀钢板，其中，镀膜液的原料包括：双-1,2-(三甲氧基硅基丙基)胺、正硅酸四乙酯、植酸、乙醇、水、乙酸、纳米SiO2溶胶、水溶性丙烯酸树脂。本发明耐腐蚀性能好，机械性能好，对环境污染小。

Description

一种环保耐腐蚀钢板的制造方法
技术领域
本发明涉及钢板制造技术领域，尤其涉及一种环保耐腐蚀钢板的制造方法。
背景技术
钢板因其良好的性能被广泛应用于机械、建筑等各个领域。但是由于钢板的耐腐蚀性能很差，在制造过程中，常常需要对其进行适当的表面处理来增加其使用寿命，传统的表面处理工艺中，磷化和铬化展现出良好的防腐效果，但是磷化、铬化的致癌性高，对环境有持久危险性。因此，需要提供一种新的耐腐蚀，对环境污染小的钢板制造方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种环保耐腐蚀钢板的制造方法，本发明耐腐蚀性能好，机械性能好，对环境污染小。
本发明提出的一种环保耐腐蚀钢板的制造方法，包括如下步骤：
S1、制备钢板铸件：将钢铁熔融，脱硫，脱氧，浇铸得到中间铸件；将中间铸件风冷，热处理，空冷得到钢板铸件；
S2、镀膜：将S1中得到的钢板铸件打磨，乙醇超声清洗，碱液超声清洗，晾干，加入镀膜液中进行镀膜，提拉出钢板铸件，干燥得到环保耐腐蚀钢板，其中，镀膜液的原料包括：双-1,2-(三甲氧基硅基丙基)胺、正硅酸四乙酯、植酸、乙醇、水、乙酸、纳米SiO2溶胶、水溶性丙烯酸树脂。
优选地，S1中，中间铸件的各组分按重量百分数包括：C：0.05-0.25％；Si：0.8-1.2％；Mn：0.5-0.8％；Cr：13-15％；Ni：1-1.5％；Mo：1-1.5％；B：0.003-0.005％；Cu：0.05-0.08％；Ti：0.04-0.06％；P≤0.03％；S≤0.008％；余料为Fe。
优选地，S1中，中间铸件的各组分按重量百分数包括：C：0.1-0.2％；Si：0.9-1.1％；Mn：0.6-0.7％；Cr：13.5-14.5％；Ni：1.2-1.4％；Mo：1.1-1.3％；B：0.0035-0.0045％；Cu：0.06-0.07％；Ti：0.045-0.055％；P≤0.025％；S≤0.007％；余料为Fe。
优选地，S1中，中间铸件的各组分按重量百分数包括：C：0.15％；Si：1％；Mn：0.65％；Cr：14％；Ni：1.3％；Mo：1.2％；B：0.004％；Cu：0.065％；Ti：0.05％；P：0.01％；S：0.004％；余料为Fe。
优选地，S2中，将S1中得到的钢板铸件打磨，乙醇超声清洗，质量分数为0.5-1wt％的氢氧化钠水溶液超声清洗，晾干，加入镀膜液中，升温至30-36℃，保温静置40-50s，提拉出钢板铸件，升温至120-140℃，保温干燥30-40min得到环保耐腐蚀钢板。
优选地，S2中，在镀膜液的制备过程中，将双-1,2-(三甲氧基硅基丙基)胺、植酸、乙醇、水混匀，密闭超声分散30-40min，用乙酸调节pH＝6-7，室温放置25-30h，加入正硅酸四乙酯混匀，室温放置20-30h得到溶液A；将水溶性丙烯酸树脂、水混匀后，加入纳米SiO2溶胶，以200-400r/min的速度搅拌4-6h得到溶液B；将溶液A和溶液B混匀得到镀膜液。
优选地，S2中，纳米SiO2溶胶的质量分数为20-30wt％。
优选地，S2中，溶液A中，双-1,2-(三甲氧基硅基丙基)胺、植酸、乙醇、水、正硅酸四乙酯的重量比为3-4：0.5-0.7：4-6：100-120：4-6。
优选地，S2中，溶液B中，水溶性丙烯酸树脂、水、纳米SiO2溶胶的重量比为10-15：30-40：3-4。
优选地，S2中，溶液A和溶液B的重量比为1-2：2-3。
上述“水”均为去离子水。
本发明选用Cr可以大大增加钢板的耐腐蚀性和抗氧化性；Cr、Cu相互配合可以进一步增加钢板的耐腐蚀性能；各种元素相互配合可以大大增加钢板的机械性能和耐腐蚀性能；植酸是一种多齿螯合剂，可以与金属络合形成稳定的络合物，在金属表面形成一层单分子保护膜，增加本发明的耐腐蚀性；双-1,2-(三甲氧基硅基丙基)胺、正硅酸四乙酯可发生水解和缩合反应，形成硅羟基和交联网络，一部分硅羟基可与经碱液处理后的钢板铸件表面的羟基发生键合反应，从而使双-1,2-(三甲氧基硅基丙基)胺、正硅酸四乙酯连接在钢板铸件上形成更加复杂的交联网络，另一部分硅羟基可与植酸上的羟基发生键合，使得交联网络与单分子保护膜紧密连接并牢牢覆盖在钢板铸件上，从而大大增加了本发明的耐腐蚀性能；一方面，双-1,2-(三甲氧基硅基丙基)胺和正硅酸四乙酯上剩余的硅羟基，植酸上的磷酸基、剩余的羟基，可以和丙烯酸树脂中的羧基发生化学键合，使得丙烯酸树脂牢固粘结在交联网络上，从而大大增加了本发明的耐腐蚀性能；另一方面，纳米SiO2溶胶中的纳米SiO2是一种带负电的球形粒子，具有极强的活性，可以增加水溶性丙烯酸树脂的耐老化、耐腐蚀性能，也可以分散在交联网络中增加交联网络的耐腐蚀性能；镀膜液中的各物质相互作用，并配合钢板中各元素的相互配合，大大增加了本发明的耐腐蚀性；镀膜液中的各物质对环境污染小，保护环境。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种环保耐腐蚀钢板的制造方法，包括如下步骤：
S1、制备钢板铸件：将钢铁熔融，脱硫，脱氧，浇铸得到中间铸件；将中间铸件风冷，热处理，空冷得到钢板铸件，其中，中间铸件的各组分按重量百分数包括：C：0.05％；Si：1.2％；Mn：0.5％；Cr：15％；Ni：1％；Mo：1.5％；B：0.003％；Cu：0.08％；Ti：0.04％；P：0.03％；S：0.008％；余料为Fe；
S2、镀膜：将S1中得到的钢板铸件打磨，乙醇超声清洗，质量分数为1wt％的氢氧化钠水溶液超声清洗，晾干，加入镀膜液中，升温至30℃，保温静置50s，提拉出钢板铸件，升温至120℃，保温干燥40min得到环保耐腐蚀钢板；
其中，在镀膜液的制备过程中，将双-1,2-(三甲氧基硅基丙基)胺、植酸、乙醇、水混匀，密闭超声分散30min，用乙酸调节pH＝7，室温放置25h，加入正硅酸四乙酯混匀，室温放置30h得到溶液A；将水溶性丙烯酸树脂、水混匀后，加入质量分数为20wt％纳米SiO2溶胶，以400r/min的速度搅拌4h得到溶液B；将溶液A和溶液B混匀得到镀膜液，其中，溶液A和溶液B的重量比为1：1，溶液A中，双-1,2-(三甲氧基硅基丙基)胺、植酸、乙醇、水、正硅酸四乙酯的重量比为4：0.5：6：100：6，溶液B中，水溶性丙烯酸树脂、水、纳米SiO2溶胶的重量比为10：40：3。
实施例2
一种环保耐腐蚀钢板的制造方法，包括如下步骤：
S1、制备钢板铸件：将钢铁熔融，脱硫，脱氧，浇铸得到中间铸件；将中间铸件风冷，热处理，空冷得到钢板铸件，其中，中间铸件的各组分按重量百分数包括：C：0.25％；Si：0.8％；Mn：0.8％；Cr：13％；Ni：1.5％；Mo：1％；B：0.005％；Cu：0.05％；Ti：0.06％；P：0.025％；S：0.007％；余料为Fe；
S2、镀膜：将S1中得到的钢板铸件打磨，乙醇超声清洗，质量分数为0.5wt％的氢氧化钠水溶液超声清洗，晾干，加入镀膜液中，升温至36℃，保温静置40s，提拉出钢板铸件，升温至140℃，保温干燥30min得到环保耐腐蚀钢板；
其中，在镀膜液的制备过程中，将双-1,2-(三甲氧基硅基丙基)胺、植酸、乙醇、水混匀，密闭超声分散40min，用乙酸调节pH＝6，室温放置30h，加入正硅酸四乙酯混匀，室温放置20h得到溶液A；将水溶性丙烯酸树脂、水混匀后，加入质量分数为30wt％纳米SiO2溶胶，以200r/min的速度搅拌6h得到溶液B；将溶液A和溶液B混匀得到镀膜液，其中，溶液A和溶液B的重量比为1：3，溶液A中，双-1,2-(三甲氧基硅基丙基)胺、植酸、乙醇、水、正硅酸四乙酯的重量比为3：0.7：4：120：4，溶液B中，水溶性丙烯酸树脂、水、纳米SiO2溶胶的重量比为15：30：4。
实施例3
一种环保耐腐蚀钢板的制造方法，包括如下步骤：
S1、制备钢板铸件：将钢铁熔融，脱硫，脱氧，浇铸得到中间铸件；将中间铸件风冷，热处理，空冷得到钢板铸件，其中，中间铸件的各组分按重量百分数包括：C：0.1％；Si：1.1％；Mn：0.6％；Cr：14.5％；Ni：1.2％；Mo：1.3％；B：0.0035％；Cu：0.07％；Ti：0.045％；P：0.02％；S：0.006％；余料为Fe；
S2、镀膜：将S1中得到的钢板铸件打磨，乙醇超声清洗，质量分数为0.8wt％的氢氧化钠水溶液超声清洗，晾干，加入镀膜液中，升温至32℃，保温静置48s，提拉出钢板铸件，升温至125℃，保温干燥37min得到环保耐腐蚀钢板；
其中，在镀膜液的制备过程中，将双-1,2-(三甲氧基硅基丙基)胺、植酸、乙醇、水混匀，密闭超声分散32min，用乙酸调节pH＝6.7，室温放置27h，加入正硅酸四乙酯混匀，室温放置28h得到溶液A；将水溶性丙烯酸树脂、水混匀后，加入质量分数为22wt％纳米SiO2溶胶，以350r/min的速度搅拌4.5h得到溶液B；将溶液A和溶液B混匀得到镀膜液，其中，溶液A和溶液B的重量比为1.7：2.2，溶液A中，双-1,2-(三甲氧基硅基丙基)胺、植酸、乙醇、水、正硅酸四乙酯的重量比为3.8：0.55：5.5：105：4.5，溶液B中，水溶性丙烯酸树脂、水、纳米SiO2溶胶的重量比为11：37：3.2。
实施例4
一种环保耐腐蚀钢板的制造方法，包括如下步骤：
S1、制备钢板铸件：将钢铁熔融，脱硫，脱氧，浇铸得到中间铸件；将中间铸件风冷，热处理，空冷得到钢板铸件，其中，中间铸件的各组分按重量百分数包括：C：0.2％；Si：0.9％；Mn：0.7％；Cr：13.5％；Ni：1.4％；Mo：1.1％；B：0.0045％；Cu：0.06％；Ti：0.055％；P：0.015％；S：0.005％；余料为Fe；
S2、镀膜：将S1中得到的钢板铸件打磨，乙醇超声清洗，质量分数为0.6wt％的氢氧化钠水溶液超声清洗，晾干，加入镀膜液中，升温至34℃，保温静置42s，提拉出钢板铸件，升温至135℃，保温干燥33min得到环保耐腐蚀钢板；
其中，在镀膜液的制备过程中，将双-1,2-(三甲氧基硅基丙基)胺、植酸、乙醇、水混匀，密闭超声分散38min，用乙酸调节pH＝6.3，室温放置29h，加入正硅酸四乙酯混匀，室温放置22h得到溶液A；将水溶性丙烯酸树脂、水混匀后，加入质量分数为28wt％纳米SiO2溶胶，以250r/min的速度搅拌5.5h得到溶液B；将溶液A和溶液B混匀得到镀膜液，其中，溶液A和溶液B的重量比为1.3：2.8，溶液A中，双-1,2-(三甲氧基硅基丙基)胺、植酸、乙醇、水、正硅酸四乙酯的重量比为3.2：0.65：4.5：115：5.5，溶液B中，水溶性丙烯酸树脂、水、纳米SiO2溶胶的重量比为13：33：3.8。
实施例5
一种环保耐腐蚀钢板的制造方法，包括如下步骤：
S1、制备钢板铸件：将钢铁熔融，脱硫，脱氧，浇铸得到中间铸件；将中间铸件风冷，热处理，空冷得到钢板铸件，其中，中间铸件的各组分按重量百分数包括：C：0.15％；Si：1％；Mn：0.65％；Cr：14％；Ni：1.3％；Mo：1.2％；B：0.004％；Cu：0.065％；Ti：0.05％；P：0.01％；S：0.004％；余料为Fe；
S2、镀膜：将S1中得到的钢板铸件打磨，乙醇超声清洗，质量分数为0.7wt％的氢氧化钠水溶液超声清洗，晾干，加入镀膜液中，升温至33℃，保温静置45s，提拉出钢板铸件，升温至130℃，保温干燥35min得到环保耐腐蚀钢板；
其中，在镀膜液的制备过程中，将双-1,2-(三甲氧基硅基丙基)胺、植酸、乙醇、水混匀，密闭超声分散35min，用乙酸调节pH＝6.5，室温放置28h，加入正硅酸四乙酯混匀，室温放置25h得到溶液A；将水溶性丙烯酸树脂、水混匀后，加入质量分数为25wt％纳米SiO2溶胶，以300r/min的速度搅拌5h得到溶液B；将溶液A和溶液B混匀得到镀膜液，其中，溶液A和溶液B的重量比为1.5：2.5，溶液A中，双-1,2-(三甲氧基硅基丙基)胺、植酸、乙醇、水、正硅酸四乙酯的重量比为3.5：0.6：5：110：5，溶液B中，水溶性丙烯酸树脂、水、纳米SiO2溶胶的重量比为12：35：3.5。
对实施例1-5的进行镀膜性能测试，结果如下：
项目 表面形貌 附着力 3％CuSO4溶液点蚀试验
标准 平整致密性良好 0-2级 颜色由天蓝色变为土黄色的时间＞30s
实施例1 平整致密性良好 1级 42min后变土黄色
实施例2 平整致密性良好 0级 45min后变土黄色
实施例3 平整致密性良好 1级 43min后变土黄色
实施例4 平整致密性良好 0级 47min后变土黄色
实施例5 平整致密性良好 0级 51min后变土黄色
由上表可以看出，本发明的耐腐蚀性能好。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环保耐腐蚀钢板的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、制备钢板铸件：将钢铁熔融，脱硫，脱氧，浇铸得到中间铸件；将中间铸件风冷，热处理，空冷得到钢板铸件；
S2、镀膜：将S1中得到的钢板铸件打磨，乙醇超声清洗，碱液超声清洗，晾干，加入镀膜液中进行镀膜，提拉出钢板铸件，干燥得到环保耐腐蚀钢板，其中，镀膜液的原料包括：双-1,2-(三甲氧基硅基丙基)胺、正硅酸四乙酯、植酸、乙醇、水、乙酸、纳米SiO2溶胶、水溶性丙烯酸树脂。
2.根据权利要求1所述环保耐腐蚀钢板的制造方法，其特征在于，S1中，中间铸件的各组分按重量百分数包括：C：0.05-0.25％；Si：0.8-1.2％；Mn：0.5-0.8％；Cr：13-15％；Ni：1-1.5％；Mo：1-1.5％；B：0.003-0.005％；Cu：0.05-0.08％；Ti：0.04-0.06％；P≤0.03％；S≤0.008％；余料为Fe。
3.根据权利要求1或2所述环保耐腐蚀钢板的制造方法，其特征在于，S1中，中间铸件的各组分按重量百分数包括：C：0.1-0.2％；Si：0.9-1.1％；Mn：0.6-0.7％；Cr：13.5-14.5％；Ni：1.2-1.4％；Mo：1.1-1.3％；B：0.0035-0.0045％；Cu：0.06-0.07％；Ti：0.045-0.055％；P≤0.025％；S≤0.007％；余料为Fe。
4.根据权利要求1-3任一项所述环保耐腐蚀钢板的制造方法，其特征在于，S1中，中间铸件的各组分按重量百分数包括：C：0.15％；Si：1％；Mn：0.65％；Cr：14％；Ni：1.3％；Mo：1.2％；B：0.004％；Cu：0.065％；Ti：0.05％；P：0.01％；S：0.004％；余料为Fe。
5.根据权利要求1-4任一项所述环保耐腐蚀钢板的制造方法，其特征在于，S2中，将S1中得到的钢板铸件打磨，乙醇超声清洗，质量分数为0.5-1wt％的氢氧化钠水溶液超声清洗，晾干，加入镀膜液中，升温至30-36℃，保温静置40-50s，提拉出钢板铸件，升温至120-140℃，保温干燥30-40min得到环保耐腐蚀钢板。
6.根据权利要求1-5任一项所述环保耐腐蚀钢板的制造方法，其特征在于，S2中，在镀膜液的制备过程中，将双-1,2-(三甲氧基硅基丙基)胺、植酸、乙醇、水混匀，密闭超声分散30-40min，用乙酸调节pH＝6-7，室温放置25-30h，加入正硅酸四乙酯混匀，室温放置20-30h得到溶液A；将水溶性丙烯酸树脂、水混匀后，加入纳米SiO2溶胶，以200-400r/min的速度搅拌4-6h得到溶液B；将溶液A和溶液B混匀得到镀膜液。
7.根据权利要求1-6任一项所述环保耐腐蚀钢板的制造方法，其特征在于，S2中，纳米SiO2溶胶的质量分数为20-30wt％。
8.根据权利要求6所述环保耐腐蚀钢板的制造方法，其特征在于，S2中，溶液A中，双-1,2-(三甲氧基硅基丙基)胺、植酸、乙醇、水、正硅酸四乙酯的重量比为3-4：0.5-0.7：4-6：100-120：4-6。
9.根据权利要求6所述环保耐腐蚀钢板的制造方法，其特征在于，S2中，溶液B中，水溶性丙烯酸树脂、水、纳米SiO2溶胶的重量比为10-15：30-40：3-4。
10.根据权利要求6所述环保耐腐蚀钢板的制造方法，其特征在于，S2中，溶液A和溶液B的重量比为1-2：2-3。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106048589A (zh) * 2016-06-27 2016-10-26 滁州帝邦科技有限公司 一种水冷设备用高强防腐水冷槽及其制备方法
CN106191707A (zh) * 2016-08-16 2016-12-07 安徽瑞泰新材料科技有限公司 一种耐腐蚀钢球及其制备方法
CN106191708A (zh) * 2016-08-16 2016-12-07 安徽瑞泰新材料科技有限公司 一种耐磨耐腐蚀钢球及其制备方法

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