CN106048592A - 一种耐磨蚀水冷槽的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐磨蚀水冷槽的制备方法，包括如下步骤：S1、铸件制备：将钢铁熔炼，精炼，出炉浇铸，风冷，热处理，空冷得到水冷槽铸件；S2、预处理：将S1中得到的水冷槽铸件用金相砂纸打磨，丙酮超声4‑6min，乙醇超声4‑6min，水洗，吹干得到预处理铸件；S3、镀膜：将S2中得到的预处理铸件加入镀膜液中进行镀膜，提拉取出预处理铸件，干燥得到耐磨蚀水冷槽，其中，镀膜液的原料包括：γ‑氨丙基三乙氧基硅烷、氨水、改性碳纳米管、改性纳米碳化硅、乙醇、水。本发明制备得到的水冷槽耐腐蚀性好，耐磨性高。
Description
技术领域
本发明涉及水冷槽技术领域，尤其涉及一种耐磨蚀水冷槽的制备方法。
背景技术
目前，水冷设备已被广泛应用于钢铁制造过程中，水冷设备中含有一定数量的水冷槽，水冷槽内部为具有一定内径的长直径通道，钢铁线材通过水冷设备时，就在这些水冷槽的长直径通道内穿行，高温的钢铁线材与通道直接接触并相互摩擦，容易造成水冷槽表面的划伤，加上喷洒水冷液体，会大大加快水冷槽的腐蚀，从而导致水冷槽不能使用，而只能更换新的水冷槽，从而增加了生产成本。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐磨蚀水冷槽的制备方法，本发明制备得到的水冷槽耐腐蚀性好，耐磨性高。
本发明提出的一种耐磨蚀水冷槽的制备方法，包括如下步骤：
S1、铸件制备：将钢铁熔炼，精炼，出炉浇铸，风冷，热处理，空冷得到水冷槽铸件；
S2、预处理：将S1中得到的水冷槽铸件用金相砂纸打磨，丙酮超声4-6min，乙醇超声4-6min，水洗，吹干得到预处理铸件；
S3、镀膜：将S2中得到的预处理铸件加入镀膜液中进行镀膜，提拉取出预处理铸件，干燥得到耐磨蚀水冷槽，其中，镀膜液的原料包括：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、氨水、改性碳纳米管、改性纳米碳化硅、乙醇、水。
优选地，在S3中，将S2中得到的预处理铸件加入镀膜液中，升温至20-40℃，镀膜6-8min，提拉取出预处理铸件，室温放置50-60min，升温至110-130℃，干燥1-3h得到耐磨蚀水冷槽。
优选地，S3中，镀膜液的制备方法为：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、水和以γ-氨丙基三乙氧基硅烷重量为基准0.5-1.5倍的乙醇混匀，用氨水调节溶液pH＝11-12，室温放置11-13h得到溶液A，将改性碳纳米管和改性纳米碳化硅加入剩余的乙醇中超声分散均匀，然后加入溶液A中混匀得到镀膜液。
优选地，S3中，在镀膜液的制备方法中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇、水、改性碳纳米管、改性纳米碳化硅的重量比为3-6：15-25：70-80：0.3-0.5：0.1-0.2。
优选地，S3中，改性碳纳米管的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液中，升温至30-40℃，超声7-9h，抽滤，水洗3-5次，乙醇洗4-6次，升温至90-110℃，干燥20-25h得到改性碳纳米管。
优选地，S3中，在改性碳纳米管的制备方法中，羧基化碳纳米管和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的重量比为100：2.5-4.5。
优选地，S3中，在改性碳纳米管的制备方法中，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液的质量分数为0.04-0.06wt％。
优选地，S3中，改性纳米碳化硅的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入质量分数为0.03-0.04wt％的十六烷基甲基氯化铵水溶液中，升温至30-50℃，超声3-5h，抽滤，水洗5-7次，升温至100-120℃，干燥20-24h得到中间物料；将中间物料和纳米碳化硅混匀，调节温度为20-40℃，以600-800r/min的速度搅拌20-30min得到改性纳米碳化硅。
优选地，S3中，在改性纳米碳化硅的制备方法中，羧基化碳纳米管和十六烷基甲基氯化铵水溶液的重量比为3：40-90。
优选地，S3中，在改性纳米碳化硅的制备方法中，中间物料和纳米碳化硅的重量比为1-3：70-90。
上述“水”均为去离子水。
本发明选用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷对羧基化碳纳米管改性，增加了碳纳米管的亲水性，使其在镀膜液中均匀分散，避免了羧基化碳纳米管的团聚；纳米碳化硅具有良好的耐磨性，用十六烷基甲基氯化铵改性羧基化碳纳米管后与纳米碳化硅混合得到改性纳米碳化硅，增加了纳米碳化硅在镀膜液中的分散性，碳纳米管的加入进一步增加了纳米碳化硅的耐腐蚀性能；γ-氨丙基三乙氧基硅烷与金属结合形成具有网状结构的保护膜，从而增加水冷槽的耐腐蚀性能，改性碳纳米管和改性纳米碳化硅可以通过化学键合填充在网状结构的保护膜上，增加膜层的致密度，从而进一步增加膜层的耐腐蚀性和耐磨性，从而得到耐磨性好，耐腐性优异的水冷槽。
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
一种耐磨蚀水冷槽的制备方法，包括如下步骤：
S1、铸件制备：将钢铁熔炼，精炼，出炉浇铸，风冷，热处理，空冷得到水冷槽铸件；
S2、预处理：将S1中得到的水冷槽铸件用金相砂纸打磨，丙酮超声4min，乙醇超声6min，水洗，吹干得到预处理铸件；
S3、镀膜：将S2中得到的预处理铸件加入镀膜液中，升温至20℃，镀膜8min，提拉取出预处理铸件，室温放置50min，升温至130℃，干燥1h得到耐磨蚀水冷槽，其中，镀膜液的制备方法为：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、水和以γ-氨丙基三乙氧基硅烷重量为基准0.5倍的乙醇混匀，用氨水调节溶液pH＝12，室温放置11h得到溶液A，将改性碳纳米管和改性纳米碳化硅加入剩余的乙醇中超声分散均匀，然后加入溶液A中混匀得到镀膜液，其中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇、水、改性碳纳米管、改性纳米碳化硅的重量比为6：15：80：0.3：0.2；
改性碳纳米管的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入质量分数为0.04wt％的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液中，升温至40℃，超声7h，抽滤，水洗5次，乙醇洗4次，升温至110℃，干燥20h得到改性碳纳米管，其中，羧基化碳纳米管和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的重量比为100：4.5；
改性纳米碳化硅的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入质量分数为0.03wt％的十六烷基甲基氯化铵水溶液中，升温至50℃，超声3h，抽滤，水洗7次，升温至100℃，干燥24h得到中间物料；将中间物料和纳米碳化硅混匀，调节温度为20℃，以800r/min的速度搅拌20min得到改性纳米碳化硅，其中，羧基化碳纳米管和十六烷基甲基氯化铵水溶液的重量比为3：90，中间物料和纳米碳化硅的重量比为1：90。
实施例2
一种耐磨蚀水冷槽的制备方法，包括如下步骤：
S1、铸件制备：将钢铁熔炼，精炼，出炉浇铸，风冷，热处理，空冷得到水冷槽铸件；
S2、预处理：将S1中得到的水冷槽铸件用金相砂纸打磨，丙酮超声6min，乙醇超声4min，水洗，吹干得到预处理铸件；
S3、镀膜：将S2中得到的预处理铸件加入镀膜液中，升温至40℃，镀膜6min，提拉取出预处理铸件，室温放置60min，升温至110℃，干燥3h得到耐磨蚀水冷槽，其中，镀膜液的制备方法为：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、水和以γ-氨丙基三乙氧基硅烷重量为基准1.5倍的乙醇混匀，用氨水调节溶液pH＝11，室温放置13h得到溶液A，将改性碳纳米管和改性纳米碳化硅加入剩余的乙醇中超声分散均匀，然后加入溶液A中混匀得到镀膜液，其中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇、水、改性碳纳米管、改性纳米碳化硅的重量比为3：25：70：0.5：0.1；
改性碳纳米管的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入质量分数为0.06wt％的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液中，升温至30℃，超声9h，抽滤，水洗3次，乙醇洗6次，升温至90℃，干燥25h得到改性碳纳米管，其中，羧基化碳纳米管和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的重量比为100：2.5；
改性纳米碳化硅的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入质量分数为0.04wt％的十六烷基甲基氯化铵水溶液中，升温至30℃，超声5h，抽滤，水洗5次，升温至120℃，干燥20h得到中间物料；将中间物料和纳米碳化硅混匀，调节温度为40℃，以600r/min的速度搅拌30min得到改性纳米碳化硅，其中，羧基化碳纳米管和十六烷基甲基氯化铵水溶液的重量比为3：40，中间物料和纳米碳化硅的重量比为3：70。
实施例3
一种耐磨蚀水冷槽的制备方法，包括如下步骤：
S1、铸件制备：将钢铁熔炼，精炼，出炉浇铸，风冷，热处理，空冷得到水冷槽铸件；
S2、预处理：将S1中得到的水冷槽铸件用金相砂纸打磨，丙酮超声4.5min，乙醇超声5.5min，水洗，吹干得到预处理铸件；
S3、镀膜：将S2中得到的预处理铸件加入镀膜液中，升温至25℃，镀膜7.5min，提拉取出预处理铸件，室温放置52min，升温至125℃，干燥1.5h得到耐磨蚀水冷槽，其中，镀膜液的制备方法为：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、水和以γ-氨丙基三乙氧基硅烷重量为基准0.8倍的乙醇混匀，用氨水调节溶液pH＝11.7，室温放置11.5h得到溶液A，将改性碳纳米管和改性纳米碳化硅加入剩余的乙醇中超声分散均匀，然后加入溶液A中混匀得到镀膜液，其中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇、水、改性碳纳米管、改性纳米碳化硅的重量比为5：17：78：0.35：0.17；
改性碳纳米管的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入质量分数为0.045wt％的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液中，升温至38℃，超声7.5h，抽滤，水洗5次，乙醇洗4次，升温至105℃，干燥22h得到改性碳纳米管，其中，羧基化碳纳米管和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的重量比为100：4；
改性纳米碳化硅的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入质量分数为0.032wt％的十六烷基甲基氯化铵水溶液中，升温至45℃，超声3.5h，抽滤，水洗7次，升温至105℃，干燥23h得到中间物料；将中间物料和纳米碳化硅混匀，调节温度为25℃，以750r/min的速度搅拌22min得到改性纳米碳化硅，其中，羧基化碳纳米管和十六烷基甲基氯化铵水溶液的重量比为3：80，中间物料和纳米碳化硅的重量比为1.5：85。
实施例4
一种耐磨蚀水冷槽的制备方法，包括如下步骤：
S1、铸件制备：将钢铁熔炼，精炼，出炉浇铸，风冷，热处理，空冷得到水冷槽铸件；
S2、预处理：将S1中得到的水冷槽铸件用金相砂纸打磨，丙酮超声5.5min，乙醇超声4.5min，水洗，吹干得到预处理铸件；
S3、镀膜：将S2中得到的预处理铸件加入镀膜液中，升温至35℃，镀膜6.5min，提拉取出预处理铸件，室温放置58min，升温至115℃，干燥2.5h得到耐磨蚀水冷槽，其中，镀膜液的制备方法为：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、水和以γ-氨丙基三乙氧基硅烷重量为基准1.2倍的乙醇混匀，用氨水调节溶液pH＝11.3，室温放置12.5h得到溶液A，将改性碳纳米管和改性纳米碳化硅加入剩余的乙醇中超声分散均匀，然后加入溶液A中混匀得到镀膜液，其中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇、水、改性碳纳米管、改性纳米碳化硅的重量比为4：23：72：0.45：0.13；
改性碳纳米管的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入质量分数为0.055wt％的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液中，升温至32℃，超声8.5h，抽滤，水洗3次，乙醇洗6次，升温至95℃，干燥24h得到改性碳纳米管，其中，羧基化碳纳米管和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的重量比为100：3；
改性纳米碳化硅的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入质量分数为0.038wt％的十六烷基甲基氯化铵水溶液中，升温至35℃，超声4.5h，抽滤，水洗5次，升温至115℃，干燥21h得到中间物料；将中间物料和纳米碳化硅混匀，调节温度为35℃，以650r/min的速度搅拌28min得到改性纳米碳化硅，其中，羧基化碳纳米管和十六烷基甲基氯化铵水溶液的重量比为3：60，中间物料和纳米碳化硅的重量比为2.5：75。
实施例5
一种耐磨蚀水冷槽的制备方法，包括如下步骤：
S1、铸件制备：将钢铁熔炼，精炼，出炉浇铸，风冷，热处理，空冷得到水冷槽铸件；
S2、预处理：将S1中得到的水冷槽铸件用金相砂纸打磨，丙酮超声5min，乙醇超声5min，水洗，吹干得到预处理铸件；
S3、镀膜：将S2中得到的预处理铸件加入镀膜液中，升温至30℃，镀膜7min，提拉取出预处理铸件，室温放置55min，升温至120℃，干燥2h得到耐磨蚀水冷槽，其中，镀膜液的制备方法为：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、水和以γ-氨丙基三乙氧基硅烷重量为基准1倍的乙醇混匀，用氨水调节溶液pH＝11.5，室温放置12h得到溶液A，将改性碳纳米管和改性纳米碳化硅加入剩余的乙醇中超声分散均匀，然后加入溶液A中混匀得到镀膜液，其中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇、水、改性碳纳米管、改性纳米碳化硅的重量比为4.5：20：75：0.4：0.15；
改性碳纳米管的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入质量分数为0.05wt％的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液中，升温至35℃，超声8h，抽滤，水洗4次，乙醇洗5次，升温至100℃，干燥23h得到改性碳纳米管，其中，羧基化碳纳米管和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的重量比为100：3.5；
改性纳米碳化硅的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入质量分数为0.035wt％的十六烷基甲基氯化铵水溶液中，升温至40℃，超声4h，抽滤，水洗6次，升温至110℃，干燥22h得到中间物料；将中间物料和纳米碳化硅混匀，调节温度为30℃，以700r/min的速度搅拌25min得到改性纳米碳化硅，其中，羧基化碳纳米管和十六烷基甲基氯化铵水溶液的重量比为3：70，中间物料和纳米碳化硅的重量比为2：80。
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)
1.一种耐磨蚀水冷槽的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、铸件制备：将钢铁熔炼，精炼，出炉浇铸，风冷，热处理，空冷得到水冷槽铸件；
S2、预处理：将S1中得到的水冷槽铸件用金相砂纸打磨，丙酮超声4-6min，乙醇超声4-6min，水洗，吹干得到预处理铸件；
S3、镀膜：将S2中得到的预处理铸件加入镀膜液中进行镀膜，提拉取出预处理铸件，干燥得到耐磨蚀水冷槽，其中，镀膜液的原料包括：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、氨水、改性碳纳米管、改性纳米碳化硅、乙醇、水。
2.根据权利要求1所述耐磨蚀水冷槽的制备方法，其特征在于，在S3中，将S2中得到的预处理铸件加入镀膜液中，升温至20-40℃，镀膜6-8min，提拉取出预处理铸件，室温放置50-60min，升温至110-130℃，干燥1-3h得到耐磨蚀水冷槽。
3.根据权利要求1或2所述耐磨蚀水冷槽的制备方法，其特征在于，S3中，镀膜液的制备方法为：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、水和以γ-氨丙基三乙氧基硅烷重量为基准0.5-1.5倍的乙醇混匀，用氨水调节溶液pH＝11-12，室温放置11-13h得到溶液A，将改性碳纳米管和改性纳米碳化硅加入剩余的乙醇中超声分散均匀，然后加入溶液A中混匀得到镀膜液。
4.根据权利要求1-3任一项所述耐磨蚀水冷槽的制备方法，其特征在于，S3中，在镀膜液的制备方法中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇、水、改性碳纳米管、改性纳米碳化硅的重量比为3-6：15-25：70-80：0.3-0.5：0.1-0.2。
5.根据权利要求1-4任一项所述耐磨蚀水冷槽的制备方法，其特征在于，S3中，改性碳纳米管的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液中，升温至30-40℃，超声7-9h，抽滤，水洗3-5次，乙醇洗4-6次，升温至90-110℃，干燥20-25h得到改性碳纳米管。
6.根据权利要求1-5任一项所述耐磨蚀水冷槽的制备方法，其特征在于，S3中，在改性碳纳米管的制备方法中，羧基化碳纳米管和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的重量比为100：2.5-4.5。
7.根据权利要求1-6任一项所述耐磨蚀水冷槽的制备方法，其特征在于，S3中，在改性碳纳米管的制备方法中，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液的质量分数为0.04-0.06wt％。
8.根据权利要求1-7任一项所述耐磨蚀水冷槽的制备方法，其特征在于，S3中，改性纳米碳化硅的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入质量分数为0.03-0.04wt％的十六烷基甲基氯化铵水溶液中，升温至30-50℃，超声3-5h，抽滤，水洗5-7次，升温至100-120℃，干燥20-24h得到中间物料；将中间物料和纳米碳化硅混匀，调节温度为20-40℃，以600-800r/min的速度搅拌20-30min得到改性纳米碳化硅。
9.根据权利要求1-8任一项所述耐磨蚀水冷槽的制备方法，其特征在于，S3中，在改性纳米碳化硅的制备方法中，羧基化碳纳米管和十六烷基甲基氯化铵水溶液的重量比为3：40-90。
10.根据权利要求1-9任一项所述耐磨蚀水冷槽的制备方法，其特征在于，S3中，在改性纳米碳化硅的制备方法中，中间物料和纳米碳化硅的重量比为1-3：70-90。
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