CN107326357A - 一种镀锌钢板的钝化处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镀锌钢板的钝化处理工艺，包括如下步骤：（1）钢板表面预处理、（2）钝化处理、（3）清洗干燥处理。本发明对镀锌钢板的钝化处理工艺进行了改进处理，通过两次钝化以及中间的特殊处理，有效提升了钝化膜的致密性、均匀性和厚度，从而提高了镀锌钢板的耐腐耐锈能力，改善了其综合使用品质，延长了使用寿命，且工艺方法简单，易于推广。

Description

一种镀锌钢板的钝化处理工艺
技术领域
本发明属于钢材加工处理技术领域，具体涉及一种镀锌钢板的钝化处理工艺。
背景技术
钢板是现代人们生活中必不可少的原材料之一，在铸造、建筑、建材、汽车等行业应用广泛。但钢板在自然条件下容易腐蚀变质，每年因腐蚀造成无法利用的钢板不计其数，因此提升钢板的耐腐性能显得尤为必要。锌在干燥的空气当中几乎不发生变化，在含氧和二氧化碳的环境中会生成一层薄膜，使其具有良好的防腐蚀性能。基于此性能，锌镀层被广泛应用于钢材表面的镀覆。由于锌镀层比较活泼，需要在表面进行钝化处理，最常用的钝化处理是用重铬酸盐进行钝化，但因为环境的要求，近年来逐渐被取代。对于锌层的钝化处理，其效果还与处理的工艺有关，合理的钝化处理工艺有助于提升钝化层的强度、耐腐性等性能，有助于进一步提升钢板的使用寿命，而目前人们对于钝化处理工艺的方式较为单一，仍需进一步的改进。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种镀锌钢板的钝化处理工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种镀锌钢板的钝化处理工艺，包括如下步骤：
（1）钢板表面预处理：
a.先用去离子水对待加工的钢板表面进行冲洗一遍后备用；
b.将操作a处理后的钢板放入除油剂中浸泡处理25~30min后取出备用，期间加热保持除油剂的温度为40~43℃；
c.再次用去离子水对操作b处理后的钢板表面进行冲洗一遍后备用；
（2）钝化处理：
a.将步骤（1）处理后的钢板浸入钝化处理液中，加热保持钝化液的温度为42~45℃，钝化处理5~7min后取出；
b.用去离子水对操作a处理后的钢板进行冲洗一遍，沥干表面水分后再进行干燥处理，控制干燥的温度为60~65℃；
c.用砂纸对操作b处理后的钢板进行打磨，完成后用压缩空气将其表面碎屑吹去后备用；
d.向操作c处理后的钢板表面喷洒活性处理液，自然晾干后备用；所述的活性处理液中各成分及其对应重量份为：8~10份硅烷偶联剂、5~7份季戊四醇、1~3份磷酸二酯、2~4份十二烷基苯磺酸钠、0.5~1份硬脂酸镁、130~150份水；
e.将操作d处理后的钢板二次浸入钝化处理液中，加热保持钝化液的温度为48~52℃，钝化处理10~13min后取出备用；
（3）清洗干燥处理：
用去离子水对步骤（2）处理后的钢板表面清洗一次后，再将其放入干燥室内干燥处理1~2h后取出即可。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的除油剂中各成分及其对应重量份为：0.05~0.1份碳酸钠、0.02~0.05份焦磷酸钠、0.05~0.1份氢氧化钠、0.04~0.08份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.01~0.03份蔗糖酯、90~100份水。
进一步的，步骤（2）操作a和操作e中所述的钝化处理液中各成分及其对应的重量份为：9~12份钼酸盐、8~11份钨酸盐、2~4份植酸、3~6份磷酸、0.3~0.6份聚乙二醇辛基苯基醚、0.3~0.5份十二烷基苯磺酸钠、1.5~2.5份次氯酸钠、350~450份水。
进一步的，步骤（2）操作c中所述的打磨处理是用500目的砂纸进行打磨。
进一步的，步骤（3）中所述的干燥处理时的温度控制为78~82℃。
传统的钝化处理方法是将待处理的工件浸入到钝化液中，一段时间后取出即可，此方式的操作简单，被广泛应用，虽然其较未处理的钢材的耐腐性等有所提升，但在对其微观组织检测观察发现，其生成的部分钝化膜与钢材基体表面的结合力仍不强，尤其是在钢材表面粗糙度较大的地方，在恶劣的使用条件下，此处的钝化膜会被首先破坏，形成了腐蚀成分向内部渗入的通道，进而会影响钢材的使用寿命和品质。对此本发明对镀锌钢板的钝化处理工艺进行了针对性的改进处理，其中先对钢板表面进行预处理，有效去除了表面的油污杂质等成分，为后续的操作奠定了基础，接着在钝化处理时，先对镀锌钢板进行了一次钝化处理，其目的是先在钢板表面上形成一薄薄的钝化膜层，配合后续的砂纸打磨处理，去除了大部分的钝化膜，提升了钢板的表面光滑度，同时此操作的目的还为了将部分钝化膜通过外力的方式填覆在镀锌钢材表面的微观孔隙内，提升了对钢材表面覆盖的全面性、均匀性，接着又对其表面进行了表面喷洒活性处理液处理，所配制的活性处理液能有效的提升钢材表面的活性，提高了表面活性基团的重量和数量，便于后面二次钝化处理效率和效果的提升，最后进行了二次钝化处理，在活性处理液的处理作用下，钝化液的有效成分对钢材表面的钝化结合性得到有效提升，钝化膜的致密性和结合力得到提高，进一步改善了钝化处理的效果。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明对镀锌钢板的钝化处理工艺进行了改进处理，通过两次钝化以及中间的特殊处理，有效提升了钝化膜的致密性、均匀性和厚度，从而提高了镀锌钢板的耐腐耐锈能力，改善了其综合使用品质，延长了使用寿命，且工艺方法简单，易于推广。
具体实施方式
实施例1
一种镀锌钢板的钝化处理工艺，包括如下步骤：
（1）钢板表面预处理：
a.先用去离子水对待加工的钢板表面进行冲洗一遍后备用；
b.将操作a处理后的钢板放入除油剂中浸泡处理25min后取出备用，期间加热保持除油剂的温度为40℃；
c.再次用去离子水对操作b处理后的钢板表面进行冲洗一遍后备用；
（2）钝化处理：
a.将步骤（1）处理后的钢板浸入钝化处理液中，加热保持钝化液的温度为42℃，钝化处理5min后取出；
b.用去离子水对操作a处理后的钢板进行冲洗一遍，沥干表面水分后再进行干燥处理，控制干燥的温度为60℃；
c.用砂纸对操作b处理后的钢板进行打磨，完成后用压缩空气将其表面碎屑吹去后备用；
d.向操作c处理后的钢板表面喷洒活性处理液，自然晾干后备用；所述的活性处理液中各成分及其对应重量份为：8份硅烷偶联剂、5份季戊四醇、1份磷酸二酯、2份十二烷基苯磺酸钠、0.5份硬脂酸镁、130份水；
e.将操作d处理后的钢板二次浸入钝化处理液中，加热保持钝化液的温度为48℃，钝化处理10min后取出备用；
（3）清洗干燥处理：
用去离子水对步骤（2）处理后的钢板表面清洗一次后，再将其放入干燥室内干燥处理1h后取出即可。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的除油剂中各成分及其对应重量份为：0.05份碳酸钠、0.02份焦磷酸钠、0.05份氢氧化钠、0.04份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.01份蔗糖酯、90份水。
进一步的，步骤（2）操作a和操作e中所述的钝化处理液中各成分及其对应的重量份为：9份钼酸盐、8份钨酸盐、2份植酸、3份磷酸、0.3份聚乙二醇辛基苯基醚、0.3份十二烷基苯磺酸钠、1.5份次氯酸钠、350份水。
进一步的，步骤（2）操作c中所述的打磨处理是用500目的砂纸进行打磨。
进一步的，步骤（3）中所述的干燥处理时的温度控制为78℃。
实施例2
一种镀锌钢板的钝化处理工艺，包括如下步骤：
（1）钢板表面预处理：
a.先用去离子水对待加工的钢板表面进行冲洗一遍后备用；
b.将操作a处理后的钢板放入除油剂中浸泡处理28min后取出备用，期间加热保持除油剂的温度为42℃；
c.再次用去离子水对操作b处理后的钢板表面进行冲洗一遍后备用；
（2）钝化处理：
a.将步骤（1）处理后的钢板浸入钝化处理液中，加热保持钝化液的温度为44℃，钝化处理6min后取出；
b.用去离子水对操作a处理后的钢板进行冲洗一遍，沥干表面水分后再进行干燥处理，控制干燥的温度为63℃；
c.用砂纸对操作b处理后的钢板进行打磨，完成后用压缩空气将其表面碎屑吹去后备用；
d.向操作c处理后的钢板表面喷洒活性处理液，自然晾干后备用；所述的活性处理液中各成分及其对应重量份为：9份硅烷偶联剂、6份季戊四醇、2份磷酸二酯、3份十二烷基苯磺酸钠、0.8份硬脂酸镁、140份水；
e.将操作d处理后的钢板二次浸入钝化处理液中，加热保持钝化液的温度为50℃，钝化处理12min后取出备用；
（3）清洗干燥处理：
用去离子水对步骤（2）处理后的钢板表面清洗一次后，再将其放入干燥室内干燥处理1.5h后取出即可。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的除油剂中各成分及其对应重量份为：0.08份碳酸钠、0.04份焦磷酸钠、0.08份氢氧化钠、0.06份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.02份蔗糖酯、95份水。
进一步的，步骤（2）操作a和操作e中所述的钝化处理液中各成分及其对应的重量份为：11份钼酸盐、10份钨酸盐、3份植酸、5份磷酸、0.5份聚乙二醇辛基苯基醚、0.4份十二烷基苯磺酸钠、2份次氯酸钠、400份水。
进一步的，步骤（2）操作c中所述的打磨处理是用500目的砂纸进行打磨。
进一步的，步骤（3）中所述的干燥处理时的温度控制为80℃。
实施例3
一种镀锌钢板的钝化处理工艺，包括如下步骤：
（1）钢板表面预处理：
a.先用去离子水对待加工的钢板表面进行冲洗一遍后备用；
b.将操作a处理后的钢板放入除油剂中浸泡处理30min后取出备用，期间加热保持除油剂的温度为43℃；
c.再次用去离子水对操作b处理后的钢板表面进行冲洗一遍后备用；
（2）钝化处理：
a.将步骤（1）处理后的钢板浸入钝化处理液中，加热保持钝化液的温度为45℃，钝化处理7min后取出；
b.用去离子水对操作a处理后的钢板进行冲洗一遍，沥干表面水分后再进行干燥处理，控制干燥的温度为65℃；
c.用砂纸对操作b处理后的钢板进行打磨，完成后用压缩空气将其表面碎屑吹去后备用；
d.向操作c处理后的钢板表面喷洒活性处理液，自然晾干后备用；所述的活性处理液中各成分及其对应重量份为：10份硅烷偶联剂、7份季戊四醇、3份磷酸二酯、4份十二烷基苯磺酸钠、1份硬脂酸镁、150份水；
e.将操作d处理后的钢板二次浸入钝化处理液中，加热保持钝化液的温度为52℃，钝化处理13min后取出备用；
（3）清洗干燥处理：
用去离子水对步骤（2）处理后的钢板表面清洗一次后，再将其放入干燥室内干燥处理2h后取出即可。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的除油剂中各成分及其对应重量份为： 0.1份碳酸钠、0.05份焦磷酸钠、0.1份氢氧化钠、0.08份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.03份蔗糖酯、100份水。
进一步的，步骤（2）操作a和操作e中所述的钝化处理液中各成分及其对应的重量份为：12份钼酸盐、11份钨酸盐、4份植酸、6份磷酸、0.6份聚乙二醇辛基苯基醚、0.5份十二烷基苯磺酸钠、2.5份次氯酸钠、450份水。
进一步的，步骤（2）操作c中所述的打磨处理是用500目的砂纸进行打磨。
进一步的，步骤（3）中所述的干燥处理时的温度控制为82℃。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，省去步骤（2）钝化处理中的操作c处理，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，省去步骤（2）钝化处理中的操作d处理，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比，省去步骤（2）钝化处理中的操作c和操作d处理，除此外的方法步骤均相同。
对照组
现有的镀锌钢板的表面钝化处理工艺。
为了对比本发明效果，选择同一批制成的Q235镀锌钢板作为实验对象，然后分别用上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对照组所述的方法进行钝化处理，完成后对处理后的钢板进行性能测试，具体对比数据如下表1所示：
表1
硫酸铜点滴变黑时间（s） 模拟海水浸泡出现腐蚀点的时间（h） 模拟海水浸泡560h后的腐蚀面积（%） 平均抗白锈时长（h）
实施例2 63~66 230~234 7~9 615
对比实施例1 45~47 183~186 22~25 524
对比实施例2 48~50 190~194 17~20 546
对比实施例3 38~41 174~176 38~42 487
对照组 36~39 166~170 39~42 476
注：上表1中所述的模拟海水中各成分及含量为：氯化钠28.7g/L，氯化钾0.7 g/L，氯化钙1.2 g/L，碳酸氢钠0.2 g/L，氯化镁2.3 g/L，硫酸镁3.2 g/L，余量为水，且模拟海水的pH值为6.5~7.2，温度为常温；所述的平均抗白锈时长是对钝化处理后的镀锌钢板材进行中性盐雾试验，具体参照GB/T 10125-1997的方法进行。
由上表1可以看出，本发明处理方法能有效的改善镀锌钢板的表面钝化处理效果，有效提升了钝化的质量，明显提升了其耐腐特性，推广使用价值高。

Claims (5)

1.一种镀锌钢板的钝化处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）钢板表面预处理：
a.先用去离子水对待加工的钢板表面进行冲洗一遍后备用；
b.将操作a处理后的钢板放入除油剂中浸泡处理25~30min后取出备用，期间加热保持除油剂的温度为40~43℃；
c.再次用去离子水对操作b处理后的钢板表面进行冲洗一遍后备用；
（2）钝化处理：
a.将步骤（1）处理后的钢板浸入钝化处理液中，加热保持钝化液的温度为42~45℃，钝化处理5~7min后取出；
b.用去离子水对操作a处理后的钢板进行冲洗一遍，沥干表面水分后再进行干燥处理，控制干燥的温度为60~65℃；
c.用砂纸对操作b处理后的钢板进行打磨，完成后用压缩空气将其表面碎屑吹去后备用；
d.向操作c处理后的钢板表面喷洒活性处理液，自然晾干后备用；所述的活性处理液中各成分及其对应重量份为：8~10份硅烷偶联剂、5~7份季戊四醇、1~3份磷酸二酯、2~4份十二烷基苯磺酸钠、0.5~1份硬脂酸镁、130~150份水；
e.将操作d处理后的钢板二次浸入钝化处理液中，加热保持钝化液的温度为48~52℃，钝化处理10~13min后取出备用；
（3）清洗干燥处理：
用去离子水对步骤（2）处理后的钢板表面清洗一次后，再将其放入干燥室内干燥处理1~2h后取出即可。
2.根据权利要求1所述的一种镀锌钢板的钝化处理工艺，其特征在于，步骤（1）操作b中所述的除油剂中各成分及其对应重量份为：0.05~0.1份碳酸钠、0.02~0.05份焦磷酸钠、0.05~0.1份氢氧化钠、0.04~0.08份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.01~0.03份蔗糖酯、90~100份水。
3.根据权利要求1所述的一种镀锌钢板的钝化处理工艺，其特征在于，步骤（2）操作a和操作e中所述的钝化处理液中各成分及其对应的重量份为：9~12份钼酸盐、8~11份钨酸盐、2~4份植酸、3~6份磷酸、0.3~0.6份聚乙二醇辛基苯基醚、0.3~0.5份十二烷基苯磺酸钠、1.5~2.5份次氯酸钠、350~450份水。
4.根据权利要求1所述的一种镀锌钢板的钝化处理工艺，其特征在于，步骤（2）操作c中所述的打磨处理是用500目的砂纸进行打磨。
5.根据权利要求1所述的一种镀锌钢板的钝化处理工艺，其特征在于，步骤（3）中所述的干燥处理时的温度控制为78~82℃。
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