CN106312491B - 一种高效、环保的钢材除氧化皮方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效、环保的钢材除氧化皮方法，该方法步骤如下：将钢材进行喷砂除锈处理；将钢材的焊接处进行激光除锈处理；将喷砂除锈和激光除锈后的钢材置于含保护剂的溶液中，表面生成保护膜，利用超声波除灰；将除灰后的钢材进行气吹；将气吹后的钢材进行硅烷化处理；将硅烷化处理后的钢材进行气吹；将气吹后的钢材进行烘干；对钢材进行喷漆。本发明方法将喷砂除锈和激光除锈相结合，不仅不会产生化学污染，而且去除氧化皮的质量高，生产效率高。超声波除灰过程在含保护剂的溶液中进，表面生成保护膜，可使得钢材在较长时间放置时不会返锈，超声波除下来的灰呈不溶性的固态，可通过过滤除去，使得含保护剂的滤液实现循环使用。
Description
技术领域
本发明涉及钢材除氧化皮技术，尤其涉及一种高效、环保的钢材除氧化皮方法。
背景技术
钢折椅和钢木折椅需要钢材做结构材料，为了美观和防腐蚀，成品折椅的钢材都是经过喷涂环氧树脂油漆进行保护和装饰。但由于钢材生产及储放过程中，表面有氧化皮，这层氧化皮存在会影响到油漆与钢基体的结合力，如果不去除，时间长久会引起油漆脱落，因此氧化皮的去除对于钢折椅或钢木折椅产品的最终质量更加重要。
而除氧化皮有物理机械除锈法和化学除锈法两类。物理机械除锈法包括喷砂、喷丸、高压水冲洗、以及近年来发展的火陷和激光除锈法。物理机械除锈法虽然不会产生化学污染，但尚存在一些不可克服的局限性，如单独喷砂或喷丸对于氧化皮的清洗不够充分和均匀，尤其难消除残留在钢丝表面凹坑内和裂缝内的氧化皮，而且经喷砂或喷丸处理后的钢材表面会留下一层难于用水直接清洗掉的“灰”，这层“灰”不去除同样会引起油漆脱落；而高压水冲洗需要的压力过高，操作不安全；火陷或激光除锈法因单位时间内工作面积小，使得批量除锈时效率太低。因此线材和钢丝表面氧化铁皮清理仍普遍采用化学法去除。化学法去除氧化铁皮是通过强酸与钢丝表面中的金属铁及其氧化物产生化学作用来剥离或溶解钢丝表面的氧化铁皮，从而净化钢丝表面。由于所采用的酸洗液种类、浓度、酸液温度不同，酸对设备、人体、环境的危害程度也不同，但这种危害愈来愈引起人们的重视，尤其是对环境带来的危害更不容忽视。特别是，实际生产过程中，当酸洗液达到一个平衡点即直接添加再多的酸也不能有效地提高酸洗效率，在此阶段，大多数操作者都会倒掉酸洗液并补充新酸洗液。据报道，世界钢铁酸洗用酸每年已达到1.1亿t，它形成严重的环保问题，这表现在酸雾和强碱中和后的废酸和漂洗水、强碱中和废液排放对环境的污染等。而废酸液处理工艺复杂，投资大，设备维护费用高，也限制了推广应用。另外在实际生产过程中，因为不同工艺之间的周转，经酸除锈洗后的的钢材不会马上进入下一道的喷漆过程，而往往可能放置半天或更长时间，在这放置过程中就会出现返锈现象。
去除氧化皮之后，为了获得油漆与钢基体良好的结合力，现常用方法是增加常规磷化工艺，而常规磷化工艺也会产生严重的化学污染，且排放的漂洗水溶液中含磷化合物，造成水的富营养化。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高效的、且不会产生严重化学污染的去除钢材表面氧化皮的方法，去除氧化皮后的钢材不需要常规磷化工艺也能实现油漆与钢基体之间的良好结合力。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种高效、环保的钢材除氧化皮方法，该方法包括以下步骤：
(1)将钢材进行喷砂除锈处理，去除大部分钢材表面的氧化皮；喷砂时，将要除锈的工件挂入装具中，然后在封闭的喷砂室中进行；喷砂过程中旋转挂具，控制喷砂时间5‐20min。
(2)将钢材的焊接处进行激光除锈处理；激光除锈通过手持式激光除锈枪装备，视除锈效果人为控制激光除锈时间。
(3)将喷砂除锈和激光除锈后的钢材置于含保护剂的溶液中，表面生成保护膜，利用超声波除灰；所述保护剂为含氨化合物，包括烷基胺、芳胺、饱和氮环化合物、不饱和氮环化合物，质量浓度为0.1％‐1.0％；超声波除灰的工作频率随着保护剂溶液体积而定，为10‐20KHz/dm3，超声波除灰时间范围为1min‐10min。
(4)将除灰后的钢材进行气吹，通过空压机压缩空气用气枪吹落工件表面携带的液体。
(5)将步骤4气吹后的钢材进行硅烷化处理；硅烷化处理溶液组成：体积为15:85的乙醇水混合液体中加入质量浓度0.1‐1.5％的硅烷偶联剂；硅烷化处理时间1‐5min。
(6)将硅烷化处理后的钢材进行气吹。
(7)将步骤6气吹后的钢材进行烘干，烘干不仅可使工件表面干燥，可使得步骤5处理的硅烷膜固化，烘干温度为50‐150度。
(8)对钢材进行喷漆。
进一步地，所述步骤3中，所述保护剂为次甲基四胺即乌洛托品，质量浓度为0.5％，超声波除灰的工作频率为15KHz/dm3。
进一步地，所述步骤5中，体积为15:85的乙醇水混合液体中加入质量浓度0.3％的KH550。
进一步地，所述步骤7中的烘干温度为130度。
进一步地，对超声波除下来的呈不溶性的固态的灰，进行过滤除去，使得含保护剂的滤液实现循环使用。
本发明的有益效果如下：
(1)将喷砂除锈和激光除锈相结合，先利用喷砂去除大部分钢材表面的氧化皮，对于焊接处难去除的氧化皮采用激光法有针对性地去除。这种除氧化皮不仅不会产生化学污染，而且去除氧化皮的质量高，生产效率也得到提高。
(2)对于喷砂之后产生的“灰”，利用超声波去除，同样不会产生化学污染，而且除灰的效果好、效率高。
(3)超声波除灰过程是在含保护剂的溶液中进行，保护剂是乌洛托品。这样经过乌洛托品溶液浸渍过的钢材，表面会生成保护膜，可以使得钢材在较长时间放置时也不会返锈。而且超声波除下来的“灰”呈不溶性的固态，经长时间积累后可以通过过滤除去，因含保护剂的滤液实现循环使用。
(4)采用环保型的硅烷化处理以取代常规磷化工艺，可以避免磷化学品的污染，同时实现油漆与钢基体良好的结合力。
(5)钢材经保护剂溶液中浸渍和硅烷化溶液中浸渍后都经过气吹工艺，这样可以将钢材表面携带的溶液最大限度地降低。
具体实施方式
本发明提出的一种高效、环保的钢材除氧化皮方法，包括以下步骤：
(1)将钢材进行喷砂除锈处理，去除大部分钢材表面的氧化皮；喷砂时，将要除锈的工件挂入装具中，然后在封闭的喷砂室中进行。喷砂过程中旋转挂具，控制喷砂时间5‐20min。
(2)将钢材的焊接处进行激光除锈处理；激光除锈通过手持式激光除锈枪装备，视除锈效果人为控制激光除锈时间。这种除氧化皮不仅不会产生化学污染，而且去除氧化皮的质量高，生产效率也得到提高。
(3)将喷砂除锈和激光除锈后的钢材置于含保护剂的溶液中，表面会生成保护膜，可以使得钢材在较长时间放置时也不会返锈，之后利用超声波除灰；所述保护剂为含氨化合物，包括烷基胺、芳胺、饱和的氮环化合物、不饱和的氮环化合物，优先为六次甲基四胺(俗称乌洛托品)，质量浓度为0.1％‐1.0％，优先0.5％。超声波除灰的工作频率随着保护剂溶液体积而定，为10‐20KHz/dm3，优先15KHz/dm3，超声波除灰时间范围为1min‐10min。超声波除下来的“灰”呈不溶性的固态，经长时间积累后可以通过过滤除去，因含保护剂的滤液实现循环使用。
(4)将除灰后的钢材进行气吹，通过空压机压缩空气用常规气枪吹落工件表面携带的液体。
(5)将步骤4气吹后的钢材进行硅烷化处理；硅烷化处理溶液组成：体积为15:85的乙醇水混合液体中加入质量浓度0.1‐1.5％的硅烷偶联剂，优先为质量浓度0.3％的KH550；硅烷化处理时间1‐5min。
(6)将硅烷化处理后的钢材进行气吹；
(7)将步骤6气吹后的钢材进行烘干，烘干不仅可使工件表面干燥，可使得步骤5处理的硅烷膜固化，烘干温度为50‐150度，优先130度。
(8)对钢材进行喷漆。
实施例1
将钢材进行喷砂除锈处理，喷砂时间5分钟；将钢材的焊接处进行激光除锈处理；将喷砂除锈和激光除锈后的钢材置于含选用六次甲基四胺的溶液中，利用超声波除灰；六次甲基四胺的质量浓度为0.5％，超声波除灰的工作频率为15KHz/dm3；将除灰后的钢材通过空压机压缩空气用常规气枪吹落工件表面携带的液体；将气吹后的钢材进行硅烷化处理；硅烷化处理溶液组成：体积为15:85的乙醇水混合液体中加入质量浓度0.3％的KH550，硅烷化处理时间1min；将硅烷化处理后的钢材进行气吹；将气吹后的钢材进行烘干，烘干温度为50度；对钢材进行喷漆。
实施例2
将钢材进行喷砂除锈处理，喷砂时间20分钟；将钢材的焊接处进行激光除锈处理；将喷砂除锈和激光除锈后的钢材置于含六次甲基四胺的溶液中，利用超声波除灰；六次甲基四胺的质量浓度为1.0％，超声波除灰的工作频率为20KHz/dm3；将除灰后的钢材通过空压机压缩空气用常规气枪吹落工件表面携带的液体；将气吹后的钢材进行硅烷化处理；硅烷化处理溶液组成：体积为15:85的乙醇水混合液体中加入质量浓度1.5％的KH550，硅烷化处理时间5min；将硅烷化处理后的钢材进行气吹；将气吹后的钢材进行烘干，烘干温度为130度；对钢材进行喷漆。
实施例3
将钢材进行喷砂除锈处理，喷砂时间10分钟；将钢材的焊接处进行激光除锈处理；将喷砂除锈和激光除锈后的钢材置于含六次甲基四胺的溶液中，利用超声波除灰；六次甲基四胺的质量浓度为0.1％，超声波除灰的工作频率为10KHz/dm3；将除灰后的钢材通过空压机压缩空气用常规气枪吹落工件表面携带的液体；将气吹后的钢材进行硅烷化处理；硅烷化处理溶液组成：体积为15:85的乙醇水混合液体中加入质量浓度0.1的硅烷偶联剂，硅烷化处理时间 3min；将硅烷化处理后的钢材进行气吹；将气吹后的钢材进行烘干，烘干温度为150度；对钢材进行喷漆。去除氧化皮后的钢材不需要常规磷化工艺也能实现油漆与钢基体之间的良好结合力。
Claims (5)
1.一种高效、环保的钢材除氧化皮方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将钢材进行喷砂除锈处理，去除大部分钢材表面的氧化皮；喷砂时，将要除锈的工件挂入装具中，然后在封闭的喷砂室中进行；喷砂过程中旋转挂具，控制喷砂时间5‐20min；
(2)将钢材的焊接处进行激光除锈处理；激光除锈通过手持式激光除锈枪装备，视除锈效果人为控制激光除锈时间；
(3)将喷砂除锈和激光除锈后的钢材置于含保护剂的溶液中，表面生成保护膜，利用超声波除灰；所述保护剂为含氨化合物，质量浓度为0.1％‐1.0％，选自烷基胺、芳胺、饱和氮环化合物、不饱和氮环化合物中的一种；超声波除灰的工作频率随着保护剂溶液体积而定，为10‐20KHz/dm3，超声波除灰时间范围为1min‐10min；
(4)将除灰后的钢材进行气吹，通过空压机压缩空气用气枪吹落工件表面携带的液体；
(5)将步骤4气吹后的钢材进行硅烷化处理；硅烷化处理溶液组成：体积为15:85的乙醇水混合液体中加入质量浓度0.1‐1.5％的硅烷偶联剂；硅烷化处理时间1‐5min；
(6)将硅烷化处理后的钢材进行气吹；
(7)将步骤6气吹后的钢材进行烘干，烘干不仅可使工件表面干燥，可使得步骤5处理的硅烷膜固化，烘干温度为50‐150度；
(8)对钢材进行喷漆。
2.根据权利要求1所述的一种高效、环保的钢材除氧化皮方法，其特征在于，所述步骤3中，所述保护剂为六次甲基四胺，质量浓度为0.5％，超声波除灰的工作频率为15KHz/dm3。
3.根据权利要求1所述的一种高效、环保的钢材除氧化皮方法，其特征在于，所述步骤5中，体积为15:85的乙醇水混合液体中加入质量浓度0.3％的KH550。
4.根据权利要求1所述的一种高效、环保的钢材除氧化皮方法，其特征在于，所述步骤7中的烘干温度为130度。
5.根据权利要求1所述的一种高效、环保的钢材除氧化皮方法，其特征在于，对超声波除下来的呈不溶性的固态的灰，进行过滤除去，使得含保护剂的滤液实现循环使用。
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