CN106756946A - 一种不锈钢表面钝化液 - Google Patents
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Abstract
本发明属于金属的表面处理技术领域，具体涉及一种不锈钢表面钝化液，由以下成分制成：钼酸盐、磷酸、氨基磺酸、甘氨酸、二甲基硅烷、硫酸锌、核苷三磷酸、丙三醇、纳米绢云母、烷基酚聚氧乙烯醚、去离子水。本发明不锈钢表面钝化液组成合理，制备方法简单，在不锈钢表面形成钝化膜后，能够与不锈钢基体紧密的结合，形成的钝化膜具有较强的耐磨损性和润滑性，延长了使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于金属的表面处理技术领域，具体涉及一种不锈钢表面钝化液。
背景技术
不锈钢在加工过程中会造成表面缺陷，腐蚀隐患，出现黑色氧化皮和其它金属化合物、黄色焊缝及冷拔时的油脂等，为了提高不锈钢的外观和耐蚀性，加工后的不锈钢通常进行酸洗钝化处理，使处理后的表面形成一层以铬为主要物质的钝化膜，阻止与其它物质反应，达到钝化目的，使之光亮洁白从而提高不锈钢制品的表面防腐质量，延长设备使用寿命。目前国内的不锈钢表面处理工业进行钝化处理时，一般常采用高浓度或中浓度的铬酸盐溶液进行镀锌层的钝化，来提高镀层的耐蚀性能。但铬酸盐极毒，会产生六价铬污染对环境和人们的身体健康造成严重伤害。因此，铬酸的使用受到限制，现今人们纷纷寻找其替代品，一方面要符合环保要求，更为主要的是，能够达到使用铬酸钝化的性能。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种不锈钢表面钝化液。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种不锈钢表面钝化液，按重量份计由以下成分制成而成：钼酸盐10-15、磷酸10-13、氨基磺酸1-4、甘氨酸1.4-1.6、二甲基硅烷2.2-2.5、硫酸锌3-5、核苷三磷酸2-3、丙三醇8-10、纳米绢云母0.8-1.0、烷基酚聚氧乙烯醚0.2-0.3、去离子水92-100。
进一步的，所述钼酸盐为钼酸钾与钼酸钠按3:2质量比例混合而成。
进一步的，所述钼酸盐、核苷三磷酸、烷基酚聚氧乙烯醚质量比为5:1:0.1。
进一步的，所述二氧化硅粒径为22nm。
进一步的，所述不锈钢表面钝化液的制备方法为：将钼酸盐、磷酸添加到去离子水中，加热至58℃，然后保温12min，然后添加氨基磺酸、甘氨酸、二甲基硅烷、硫酸锌、核苷三磷酸，温度调节至45℃，以280r/min转速搅拌18min，然后添加丙三醇、纳米绢云母、烷基酚聚氧乙烯醚，将温度调节至55℃，以550r/min转速搅拌48min后，保温静置2小时，再将温度调节至5℃，保温12min，自然恢复至室温，即可。
进一步的，所述不锈钢表面钝化液的使用方法为：将不锈钢先采用质量浓度为1.78%的盐酸溶液浸泡22min，然后采用48℃的去离子水清洗干净，再采用酸模叶蓼叶与水蓼叶混合提取液在55℃下浸泡18min，然后采用48℃的去离子水清洗干净，然后采用质量浓度为0.23%的硅烷偶联剂水溶液浸泡18min，然后采用48℃的去离子水清洗干净，再进行表面烘干，将不锈钢在55℃下预热15min，将所述不锈钢表面钝化液加热至46℃，然后将不锈钢放入所述不锈钢表面钝化液中在46℃下，钝化58s，即可；钝化时，不锈钢与不锈钢表面钝化液之间形成9℃的温差，能够极大的加快成膜速度，能够促使钝化膜电位正移。
进一步的，所述酸模叶蓼叶与水蓼叶混合提取液的制备方法为：将酸模叶蓼叶与水蓼叶按4:1质量比例混合，放入质量浓度为1.5%的氯化钠溶液中浸泡1小时，然后粉碎至120目，然后采用70%体积百分比浓度乙醇溶剂，按料液比1:35，在55℃下回流提取3h，离心得上清液，再经过旋转蒸发浓缩，然后冷冻干燥制得固体醇提物，将所得固体醇提物与去离子水按1:80质量比例均匀混合到一起，然后添加固体醇提物质量10%的季戊四醇，搅拌均匀，即得。
本发明有益效果是：本发明相比现有技术具有以下优点：本发明不锈钢表面钝化液组成合理，制备方法简单，在不锈钢表面形成钝化膜后，能够与不锈钢基体紧密的结合，形成的钝化膜具有较强的耐磨损性和润滑性，延长了使用寿命；通过钼酸盐、核苷三磷酸、烷基酚聚氧乙烯醚三者的协同作用，使得本发明钝化液具有较强的成膜性和稳定性，成膜速度快，通过二甲基硅烷与纳米绢云母的协同作用，能够极大的提高钝化层的抗氧化性能，尤其是钝化层的厚度得到明显提高，本发明钝化液协同配合本发明中钝化液的使用方法，使得处理的不锈钢表面形成的钝化膜的电位可达＋1.1V,接近贵金属的电位,提高了抗腐蚀的稳定性，不锈性得到极大的提高。
具体实施方式
实施例1
一种不锈钢表面钝化液，按重量份计由以下成分制成而成：钼酸盐10、磷酸10、氨基磺酸1、甘氨酸1.4、二甲基硅烷2.2、硫酸锌3、核苷三磷酸2、丙三醇8、纳米绢云母0.8、烷基酚聚氧乙烯醚0.2、去离子水92。
实施例2
一种不锈钢表面钝化液，按重量份计由以下成分制成而成：钼酸盐15、磷酸13、氨基磺酸4、甘氨酸1.6、二甲基硅烷2.5、硫酸锌5、核苷三磷酸3、丙三醇10、纳米绢云母1.0、烷基酚聚氧乙烯醚0.3、去离子水100。
实施例3
一种不锈钢表面钝化液，按重量份计由以下成分制成而成：钼酸盐12.5、磷酸11、氨基磺酸2、甘氨酸1.5、二甲基硅烷2.4、硫酸锌4、核苷三磷酸2.5、丙三醇9、纳米绢云母0.9、烷基酚聚氧乙烯醚0.25、去离子水98。
以上实施例中：
所述钼酸盐为钼酸钾与钼酸钠按3:2质量比例混合而成。
所述钼酸盐、核苷三磷酸、烷基酚聚氧乙烯醚质量比为5:1:0.1。
所述二氧化硅粒径为22nm。
所述不锈钢表面钝化液的制备方法为：将钼酸盐、磷酸添加到去离子水中，加热至58℃，然后保温12min，然后添加氨基磺酸、甘氨酸、二甲基硅烷、硫酸锌、核苷三磷酸，温度调节至45℃，以280r/min转速搅拌18min，然后添加丙三醇、纳米绢云母、烷基酚聚氧乙烯醚，将温度调节至55℃，以550r/min转速搅拌48min后，保温静置2小时，再将温度调节至5℃，保温12min，自然恢复至室温，即可。
所述不锈钢表面钝化液的使用方法为：将不锈钢先采用质量浓度为1.78%的盐酸溶液浸泡22min，然后采用48℃的去离子水清洗干净，再采用酸模叶蓼叶与水蓼叶混合提取液在55℃下浸泡18min，然后采用48℃的去离子水清洗干净，然后采用质量浓度为0.23%的硅烷偶联剂水溶液浸泡18min，然后采用48℃的去离子水清洗干净，再进行表面烘干，将不锈钢在55℃下预热15min，将所述不锈钢表面钝化液加热至46℃，然后将不锈钢放入所述不锈钢表面钝化液中在46℃下，钝化58s，即可。
所述酸模叶蓼叶与水蓼叶混合提取液的制备方法为：将酸模叶蓼叶与水蓼叶按4:1质量比例混合，放入质量浓度为1.5%的氯化钠溶液中浸泡1小时，然后粉碎至120目，然后采用70%体积百分比浓度乙醇溶剂，按料液比1:35，在55℃下回流提取3h，离心得上清液，再经过旋转蒸发浓缩，然后冷冻干燥制得固体醇提物，将所得固体醇提物与去离子水按1:80质量比例均匀混合到一起，然后添加固体醇提物质量10%的季戊四醇，搅拌均匀，即得。
对比例1：与实施例1区别仅在于不添加烷基酚聚氧乙烯醚。
对比例2：与实施例1区别仅在于不添加纳米绢云母。
对比例3：与实施例1区别仅在于对不锈钢表面酸洗后，直接放入本发明钝化液中钝化58s。
对实施例、对比例和对照组（铬酸钝化液）进行盐水浸渍试验（3%氯化钠溶液室温半浸）（钝化时间均为58s）：
表1
| 试验结果 | |
| 实施例1 | 12天接触面开始腐蚀 |
| 实施例2 | 12天接触面开始腐蚀 |
| 实施例3 | 12天接触面开始腐蚀 |
| 对比例1 | 7天接触面开始腐蚀 |
| 对比例2 | 8天接触面开始腐蚀 |
| 对比例3 | 9天接触面开始腐蚀 |
| 对照组 | 11天接触面开始腐蚀 |
由表1可以看出，本发明制备的无铬钝化液钝化效果与铬酸钝化液钝化效果要好。
利用SRV高温磨损试验机进行耐磨试验检测，将本发明钝化液处理的不锈钢与铬酸钝化液处理的不锈钢对其进行性能检测，以实施例1为实验组，得出以下结果：
表2
| 实验项目 | 实施例1 | 铬酸钝化液 |
| 摩擦系数 | 0.12 | 0.18 |
| 磨损面积（mm²） | 1.82 | 3.68 |
通过表2中可以看出本发明钝化液钝化处理的不锈钢表面摩擦系数更小，耐磨性高。
Claims (7)
1.一种不锈钢表面钝化液，其特征在于，按重量份计由以下成分制成而成：钼酸盐10-15、磷酸10-13、氨基磺酸1-4、甘氨酸1.4-1.6、二甲基硅烷2.2-2.5、硫酸锌3-5、核苷三磷酸2-3、丙三醇8-10、纳米绢云母0.8-1.0、烷基酚聚氧乙烯醚0.2-0.3、去离子水92-100。
2.根据权利要求1所述的不锈钢表面钝化液，其特征在于，所述钼酸盐为钼酸钾与钼酸钠按3:2质量比例混合而成。
3.根据权利要求2所述的不锈钢表面钝化液，其特征在于，所述钼酸盐、核苷三磷酸、烷基酚聚氧乙烯醚质量比为5:1:0.1。
4.根据权利要求1所述的不锈钢表面钝化液，其特征在于，所述二氧化硅粒径为22nm。
5.根据权利要求1所述的不锈钢表面钝化液，其特征在于，所述不锈钢表面钝化液的制备方法为：将钼酸盐、磷酸添加到去离子水中，加热至58℃，然后保温12min，然后添加氨基磺酸、甘氨酸、二甲基硅烷、硫酸锌、核苷三磷酸，温度调节至45℃，以280r/min转速搅拌18min，然后添加丙三醇、纳米绢云母、烷基酚聚氧乙烯醚，将温度调节至55℃，以550r/min转速搅拌48min后，保温静置2小时，再将温度调节至5℃，保温12min，自然恢复至室温，即可。
6.根据权利要求1所述的不锈钢表面钝化液，其特征在于，所述不锈钢表面钝化液的使用方法为：将不锈钢先采用质量浓度为1.78%的盐酸溶液浸泡22min，然后采用48℃的去离子水清洗干净，再采用酸模叶蓼叶与水蓼叶混合提取液在55℃下浸泡18min，然后采用48℃的去离子水清洗干净，然后采用质量浓度为0.23%的硅烷偶联剂水溶液浸泡18min，然后采用48℃的去离子水清洗干净，再进行表面烘干，将不锈钢在55℃下预热15min，将所述不锈钢表面钝化液加热至46℃，然后将不锈钢放入所述不锈钢表面钝化液中在46℃下，钝化58s，即可。
7.根据权利要求6所述的不锈钢表面钝化液，其特征在于，所述酸模叶蓼叶与水蓼叶混合提取液的制备方法为：将酸模叶蓼叶与水蓼叶按4:1质量比例混合，放入质量浓度为1.5%的氯化钠溶液中浸泡1小时，然后粉碎至120目，然后采用70%体积百分比浓度乙醇溶剂，按料液比1:35，在55℃下回流提取3h，离心得上清液，再经过旋转蒸发浓缩，然后冷冻干燥制得固体醇提物，将所得固体醇提物与去离子水按1:80质量比例均匀混合到一起，然后添加固体醇提物质量10%的季戊四醇，搅拌均匀，即得。
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