CN107460472A - 一种钢板的表面钝化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢板的表面钝化处理方法，包括如下步骤：（1）清洗去油处理、（2）碱洗处理、（3）清水冲洗处理、（4）稀土钝化处理、（5）硅烷钝化处理、（6）烘干处理。本发明对钢板的表面钝化处理方法进行了合理的优化改进，利用两次钝化处理工艺有效增强了钝化处理的效果，最终处理后的钢板表现出了很好的耐腐性能，使用寿命可延长25%左右，具有很好的使用价值。
Description
技术领域
本发明属于工程机械技术领域，具体涉及一种钢板的表面钝化处理方法。
背景技术
工程机械是装备工业的重要组成部分。概括地说，凡土石方施工工程、路面建设与养护、流动式起重装卸作业和各种建筑工程所需的综合性机械化施工工程所必需的机械装备，称为工程机械。工程机械的加工制造中必然少不了钢板的使用，但钢板在自然条件下容易锈蚀变质，因此无论是在加工、保存和零件的使用中均需要对钢板的防腐性能进行改善处理。目前对于钢板防腐工艺的研究较多，对应的处理方法有钝化、电镀、涂料涂覆等，其中钝化处理方式简单，处理速度快而被广泛使用。钝化处理的效果与钝化液的使用、钝化处理的工艺等息息相关，现有的钝化液的种类也较为繁多，如铬酸盐钝化液、磷酸盐钝化液、稀土盐钝化液等，其中铬酸盐因对环境有害而被淘汰，稀土盐钝化液虽然综合性能不错，但钝化的效果不如铬酸盐钝化液，因此还需要对现有的稀土盐钝化处理工艺进行改进。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种钢板的表面钝化处理方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种钢板的表面钝化处理方法，包括如下步骤：
（1）清洗去油处理：
将待处理的钢板浸入到丙酮中浸泡清洗处理15~20min，去除表面油脂后取出备用；
（2）碱洗处理：
将步骤（1）处理后的钢板浸入到碱液中碱洗处理25~30s后取出备用；
（3）清水冲洗处理：
用清水对步骤（2）处理后的钢板冲洗一遍后，再进行干燥备用；
（4）稀土钝化处理：
将步骤（3）处理后的钢板浸入到稀土钝化液中进行一次钝化处理，期间加热保持稀土钝化液的温度为46~50℃，钝化处理55~60s后取出备用；
（5）硅烷钝化处理：
将步骤（4）处理后的钢板浸入到硅烷钝化液中进行二次钝化处理，期间加热保持硅烷钝化液的温度为65~70℃，同时向硅烷钝化液中通入电流密度为120~140 mA/dm2的电流，钝化处理15~20s后取出备用；
（6）烘干处理：
将步骤（5）处理后的钢板放入到干燥室内烘干固化处理30~40min后即可。
进一步的，步骤（2）中所述的碱液为质量分数为6~8%的氢氧化钠水溶液。
进一步的，步骤（3）中所述的干燥处理的温度为90~95℃。
进一步的，步骤（4）中所述的稀土钝化液中各成分及其对应含量为：硝酸镧20~25g/L、双氧水15~20ml/L、硼酸3~5g/L，余量为水，稀土钝化液的pH值为3.5~4.0。
进一步的，步骤（5）中所述的硅烷钝化液中各成分及其对应含量为：硅烷偶联剂8~10ml/L、高锰酸钾0.5~1.5g/L、余量为水。
进一步的，步骤（6）中所述的烘干的温度控制为80~85℃。
现有的方法中用稀土盐配制的钝化液对钢板进行钝化处理，其钝化的效果不如铬酸盐钝化液，对常规的钢板钝化试样进行电化学测试发现稀土钝化液对应的试样阻抗值约2000欧姆，而铬酸盐钝化液对应的试样阻抗值约5000欧姆，后者明显高于前者，但稀土钝化液又有多种铬酸盐钝化液无法比拟的优质品质，因此为了稀土钝化液的更好推广使用还需对其使用工艺进行改进处理。本发明合理的改善了钢板的钝化处理工艺，其中先用稀土钝化液进行一次钝化处理，在钢板表面生成了一层稀土镧盐转化膜，而此膜表面不平整，膜质疏松，存在大量的裂痕和针孔，对此又用硅烷钝化液进行了二次钝化处理，此时钝化形成的硅烷膜有效的填充于稀土镧盐转化膜上，起到了对稀土镧盐转化膜的封孔效果，但此硅烷膜主要以物理填充吸附的形式固定在稀土镧盐转化膜上，其效果不持久、品质不稳定，对此本发明又在硅烷钝化液二次钝化处理时进行了电流施加处理，在电流的作用下，稀土镧盐转化膜的表面极性改变，硅烷膜的主链可与稀土镧盐转化膜发生化学交联，增强了两次钝化膜的复合效果。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明对钢板的表面钝化处理方法进行了合理的优化改进，利用两次钝化处理工艺有效增强了钝化处理的效果，最终处理后的钢板表现出了很好的耐腐性能，使用寿命可延长25%左右，具有很好的使用价值。
具体实施方式
实施例1
一种钢板的表面钝化处理方法，包括如下步骤：
（1）清洗去油处理：
将待处理的钢板浸入到丙酮中浸泡清洗处理15min，去除表面油脂后取出备用；
（2）碱洗处理：
将步骤（1）处理后的钢板浸入到碱液中碱洗处理25s后取出备用；
（3）清水冲洗处理：
用清水对步骤（2）处理后的钢板冲洗一遍后，再进行干燥备用；
（4）稀土钝化处理：
将步骤（3）处理后的钢板浸入到稀土钝化液中进行一次钝化处理，期间加热保持稀土钝化液的温度为46℃，钝化处理55s后取出备用；
（5）硅烷钝化处理：
将步骤（4）处理后的钢板浸入到硅烷钝化液中进行二次钝化处理，期间加热保持硅烷钝化液的温度为65℃，同时向硅烷钝化液中通入电流密度为120 mA/dm2的电流，钝化处理15s后取出备用；
（6）烘干处理：
将步骤（5）处理后的钢板放入到干燥室内烘干固化处理30min后即可。
进一步的，步骤（2）中所述的碱液为质量分数为6%的氢氧化钠水溶液。
进一步的，步骤（3）中所述的干燥处理的温度为90℃。
进一步的，步骤（4）中所述的稀土钝化液中各成分及其对应含量为：硝酸镧20g/L、双氧水15ml/L、硼酸3g/L，余量为水，稀土钝化液的pH值为3.5。
进一步的，步骤（5）中所述的硅烷钝化液中各成分及其对应含量为：硅烷偶联剂8ml/L、高锰酸钾0.5g/L、余量为水。
进一步的，步骤（6）中所述的烘干的温度控制为80℃。
实施例2
一种钢板的表面钝化处理方法，包括如下步骤：
（1）清洗去油处理：
将待处理的钢板浸入到丙酮中浸泡清洗处理18min，去除表面油脂后取出备用；
（2）碱洗处理：
将步骤（1）处理后的钢板浸入到碱液中碱洗处理27s后取出备用；
（3）清水冲洗处理：
用清水对步骤（2）处理后的钢板冲洗一遍后，再进行干燥备用；
（4）稀土钝化处理：
将步骤（3）处理后的钢板浸入到稀土钝化液中进行一次钝化处理，期间加热保持稀土钝化液的温度为49℃，钝化处理58s后取出备用；
（5）硅烷钝化处理：
将步骤（4）处理后的钢板浸入到硅烷钝化液中进行二次钝化处理，期间加热保持硅烷钝化液的温度为67℃，同时向硅烷钝化液中通入电流密度为130 mA/dm2的电流，钝化处理18s后取出备用；
（6）烘干处理：
将步骤（5）处理后的钢板放入到干燥室内烘干固化处理35min后即可。
进一步的，步骤（2）中所述的碱液为质量分数为7%的氢氧化钠水溶液。
进一步的，步骤（3）中所述的干燥处理的温度为93℃。
进一步的，步骤（4）中所述的稀土钝化液中各成分及其对应含量为：硝酸镧23g/L、双氧水18ml/L、硼酸4g/L，余量为水，稀土钝化液的pH值为3.8。
进一步的，步骤（5）中所述的硅烷钝化液中各成分及其对应含量为：硅烷偶联剂9ml/L、高锰酸钾1g/L、余量为水。
进一步的，步骤（6）中所述的烘干的温度控制为83℃。
实施例3
一种钢板的表面钝化处理方法，包括如下步骤：
（1）清洗去油处理：
将待处理的钢板浸入到丙酮中浸泡清洗处理20min，去除表面油脂后取出备用；
（2）碱洗处理：
将步骤（1）处理后的钢板浸入到碱液中碱洗处理30s后取出备用；
（3）清水冲洗处理：
用清水对步骤（2）处理后的钢板冲洗一遍后，再进行干燥备用；
（4）稀土钝化处理：
将步骤（3）处理后的钢板浸入到稀土钝化液中进行一次钝化处理，期间加热保持稀土钝化液的温度为50℃，钝化处理60s后取出备用；
（5）硅烷钝化处理：
将步骤（4）处理后的钢板浸入到硅烷钝化液中进行二次钝化处理，期间加热保持硅烷钝化液的温度为70℃，同时向硅烷钝化液中通入电流密度为140 mA/dm2的电流，钝化处理20s后取出备用；
（6）烘干处理：
将步骤（5）处理后的钢板放入到干燥室内烘干固化处理40min后即可。
进一步的，步骤（2）中所述的碱液为质量分数为8%的氢氧化钠水溶液。
进一步的，步骤（3）中所述的干燥处理的温度为95℃。
进一步的，步骤（4）中所述的稀土钝化液中各成分及其对应含量为：硝酸镧25g/L、双氧水20ml/L、硼酸5g/L，余量为水，稀土钝化液的pH值为4.0。
进一步的，步骤（5）中所述的硅烷钝化液中各成分及其对应含量为：硅烷偶联剂10ml/L、高锰酸钾1.5g/L、余量为水。
进一步的，步骤（6）中所述的烘干的温度控制为85℃。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，省去步骤（5）硅烷钝化处理中的电流施加操作，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（5）硅烷钝化处理的整个操作，除此外的方法步骤均相同。
对照组
现有的铬酸盐钝化处理工艺，所用的铬酸盐钝化处理液中各成分及其对应含量为：三氧化铬15g/L、磷酸15ml/L、四氟化硅5g/L，余量为水，所述铬酸盐钝化处理液的pH值为4.5，钝化时长为25s，钝化温度为80℃。
为了对比本发明效果，选用同一批制成的316号不锈钢钢板作为实验对象，然后分别用上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对照组所述的方法进行表面处理，完成后对各组处理后的不锈钢进行性能测试，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） | GB/T6461-2002进行的评价等级 | |
| 实施例2 | 60~63 | 192~196 | 9 |
| 对比实施例1 | 33~37 | 158~162 | 7 |
| 对比实施例2 | 23~27 | 122~125 | 6 |
| 对照组 | 36~40 | 150~154 | 7 |
注：上表1中所述的模拟海水中各成分及含量为：氯化钠26.7g/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。
由上表1可以看出，本发明处理方法能有效的改善对钢板表面的钝化处理效果，明显提升了其耐腐能力，改善了现有稀土钝化处理方法的缺点，具有很好的进步意义和推广使用价值。
Claims (6)
1.一种钢板的表面钝化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）清洗去油处理：
将待处理的钢板浸入到丙酮中浸泡清洗处理15~20min，去除表面油脂后取出备用；
（2）碱洗处理：
将步骤（1）处理后的钢板浸入到碱液中碱洗处理25~30s后取出备用；
（3）清水冲洗处理：
用清水对步骤（2）处理后的钢板冲洗一遍后，再进行干燥备用；
（4）稀土钝化处理：
将步骤（3）处理后的钢板浸入到稀土钝化液中进行一次钝化处理，期间加热保持稀土钝化液的温度为46~50℃，钝化处理55~60s后取出备用；
（5）硅烷钝化处理：
将步骤（4）处理后的钢板浸入到硅烷钝化液中进行二次钝化处理，期间加热保持硅烷钝化液的温度为65~70℃，同时向硅烷钝化液中通入电流密度为120~140 mA/dm2的电流，钝化处理15~20s后取出备用；
（6）烘干处理：
将步骤（5）处理后的钢板放入到干燥室内烘干固化处理30~40min后即可。
2.根据权利要求1所述的一种钢板的表面钝化处理方法，其特征在于，步骤（2）中所述的碱液为质量分数为6~8%的氢氧化钠水溶液。
3.根据权利要求1所述的一种钢板的表面钝化处理方法，其特征在于，步骤（3）中所述的干燥处理的温度为90~95℃。
4.根据权利要求1所述的一种钢板的表面钝化处理方法，其特征在于，步骤（4）中所述的稀土钝化液中各成分及其对应含量为：硝酸镧20~25g/L、双氧水15~20ml/L、硼酸3~5g/L，余量为水，稀土钝化液的pH值为3.5~4.0。
5.根据权利要求1所述的一种钢板的表面钝化处理方法，其特征在于，步骤（5）中所述的硅烷钝化液中各成分及其对应含量为：硅烷偶联剂8~10ml/L、高锰酸钾0.5~1.5g/L、余量为水。
6.根据权利要求1所述的一种钢板的表面钝化处理方法，其特征在于，步骤（6）中所述的烘干的温度控制为80~85℃。
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