CN107829086A - 一种泵用铝合金部件的防腐处理工艺 - Google Patents

一种泵用铝合金部件的防腐处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种泵用铝合金部件的防腐处理工艺，包括如下步骤：（1）除杂处理、（2）酸碱浸泡处理、（3）改性处理、（4）干燥处理。本发明对铝合金部件进行了特殊的加工处理，有效提升了对其硅烷化处理的效果，提高了铝合金部件的硬度、耐磨、耐腐蚀特性，进而很好的延长了泵的整体寿命，极具推广应用价值。

Description

一种泵用铝合金部件的防腐处理工艺
技术领域
本发明属于泵的加工制造技术领域，具体涉及一种泵用铝合金部件的防腐处理工艺。
背景技术
泵是由多个部件组合而成，为了减轻泵体的总重，多数部件（如泵盖）多选择使用质量较轻的铝合金材料进行制造，而铝属于活泼金属，其合金材料零件使用前必须对其表面进行防护性处理。传统方式是在其表面上喷覆防腐涂料，但涂料常存在有害物质含量高、不利于作业人员身体健康的问题。有机硅烷处理技术具有污染程度低、毒性小、耐腐蚀性能好的特点，在金属表面预处理领域逐渐表现出较强的竞争力。随着人们对于产品性能的不断追求，对应的加工处理工艺及效果则需不断的进行改善，现有的有机硅烷处理技术效果仍需进一步提高。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种泵用铝合金部件的防腐处理工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种泵用铝合金部件的防腐处理工艺，包括如下步骤：
（1）除杂处理：
a.先用清水对铝合金部件的表面进行冲洗，完成后备用；
b.将操作a处理后的铝合金部件浸入到除油液中进行浸泡处理，加热保持除油液的温度为35~40℃，35~40min后取出备用；
（2）酸碱浸泡处理：
先将步骤（1）处理后的铝合金部件投入到酸液中浸泡处理6~8min，完成后取出再投入到碱液中浸泡处理10~12min，最后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（3）改性处理：
将步骤（2）处理后的铝合金部件投入到改性液中，加热保持改性液的温度为68~72℃，浸泡处理1~2h后将铝合金部件取出备用；所述改性液由如下重量份的物质制成：2~4份硅烷偶联剂、10~15份去离子水、45~50份乙醇、0.2~0.4份改性牡蛎壳粉；
（4）干燥处理：
用去离子水对步骤（3）处理后的铝合金部件冲洗一遍后，再将其放入到干燥室内进行干燥处理，处理2~3h后取出即可。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的除油液由如下重量份的物质组成：8~11份焦磷酸钠、4~7份十二烷基苯磺酸钠、10~15份丙酮、150~180份水。
进一步的，步骤（2）中所述的酸液是质量分数为6~8%的磷酸溶液，所述的碱液是质量分数为7~9%的氢氧化钠溶液。
进一步的，步骤（3）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的任意一种。
进一步的，步骤（3）中所述的改性牡蛎壳粉的制备方法包括如下步骤：
a.先将牡蛎壳粉粉碎后过300目，然后将其投入到质量分数为8~10%的盐酸溶液中浸泡处理15~20min，最后取出后用去离子水冲洗一遍后备用；盐酸浸泡处理很好的疏松了牡蛎壳组织的分子通道，并置换了其内的钙、镁等离子，提升了牡蛎壳的离子吸附特性；
b.将操作a处理后的牡蛎壳粉放入到煅烧炉内，加热保持煅烧炉内的温度为480~520℃，煅烧处理45~50min后取出备用；煅烧处理很好的去除了牡蛎壳组织内的自由水，提升了比表面积，进而增强了其吸附能力，利用牡蛎壳粉的高吸附特性，对离子进行了有效固定，进而降低了腐蚀铝合金过程中阴极反应的发生，从而减弱了腐蚀的进程；
c.将操作b处理后的牡蛎壳粉放入到处理液A内，加热保持处理液A的温度为55~60℃，不断搅拌处理1~1.5h后取出，期间同时施加功率为800~900W的微波进行处理，所述处理液A由如下重量份的物质组成：7~9份纳米二氧化钛、3~5份硬脂酸锌、4~6份十八烷基三甲基溴化铵、40~45份乙二醇、180~200份水；在微波的处理作用下，粒径不大于10nm的纳米二氧化钛成分有效的插层于牡蛎壳粉组织结构内，进一步提升了牡蛎壳粉体的比表面积，使得牡蛎壳粉分子呈现多枝状的触手结构，从而增强了与硅烷膜间的结合强度，提升了硅烷膜的整体致密性、强度和厚度，进而提高了硅烷处理的效果；
d.将操作c处理后的牡蛎壳粉放入到温度为70~80℃的干燥箱内干燥至恒重后取出即可。
进一步的，步骤（3）中所述的改性液的制备方法包括如下步骤：
a.先将硅烷偶联剂、去离子水和乙醇共同混合放入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为30~35℃，调节整体的pH值为4.0~4.5，不断搅拌水解处理2~4h后备用；
b.将改性牡蛎壳粉投入到操作a处理后的反应釜内，搅拌均匀后取出即得改性液。
进一步的，步骤（4）中所述的干燥处理的温度为80~85℃。
本发明对铝合金部件进行了特殊的处理，增强了对铝合金部件表面的防护处理效果，改善了现有有机硅烷处理技术的弊端。其中先对铝合金部件进行除杂处理，去除了表面的杂质成分，为后续的处理奠定了基础，接着用酸碱溶液进行处理，可进一步的消除顽固污渍，提升铝合金部件的表面活性，便于后续的处理，接着进行了改性处理，其中使用了独特配制的改性液，来取代传统的硅烷偶联剂，在改性液中添加了改性牡蛎壳粉成分，其是由牡蛎壳加工制造而成，我国是生产加工牡蛎的大国，每年会产生大量的牡蛎壳，多采用填埋的方式进行处理，对环境造成了一定的污染，而牡蛎壳主要成分为碳酸钙，具有一定的吸附特性，对此本发明选择添加了牡蛎壳粉来进行废料再利用处理，改性后的牡蛎壳粉成分可有效的抑制腐蚀铝合金过程中阴极反应的发生，并能增强硅烷膜的致密性、厚度和硬度，进一步提升了整体的耐腐蚀特性，增强了硅烷偶联剂的处理效果。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明对铝合金部件进行了特殊的加工处理，有效提升了对其硅烷化处理的效果，提高了铝合金部件的硬度、耐磨、耐腐蚀特性，进而很好的延长了泵的整体寿命，极具推广应用价值。
具体实施方式
实施例1
一种泵用铝合金部件的防腐处理工艺，包括如下步骤：
（1）除杂处理：
a.先用清水对铝合金部件的表面进行冲洗，完成后备用；
b.将操作a处理后的铝合金部件浸入到除油液中进行浸泡处理，加热保持除油液的温度为35℃，35min后取出备用；
（2）酸碱浸泡处理：
先将步骤（1）处理后的铝合金部件投入到酸液中浸泡处理6min，完成后取出再投入到碱液中浸泡处理10min，最后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（3）改性处理：
将步骤（2）处理后的铝合金部件投入到改性液中，加热保持改性液的温度为68℃，浸泡处理1h后将铝合金部件取出备用；所述改性液由如下重量份的物质制成：2份硅烷偶联剂、10份去离子水、45份乙醇、0.2份改性牡蛎壳粉；
（4）干燥处理：
用去离子水对步骤（3）处理后的铝合金部件冲洗一遍后，再将其放入到干燥室内进行干燥处理，处理2h后取出即可。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的除油液由如下重量份的物质组成：8份焦磷酸钠、4份十二烷基苯磺酸钠、10份丙酮、150份水。
进一步的，步骤（2）中所述的酸液是质量分数为6%的磷酸溶液，所述的碱液是质量分数为7%的氢氧化钠溶液。
进一步的，步骤（3）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
进一步的，步骤（3）中所述的改性牡蛎壳粉的制备方法包括如下步骤：
a.先将牡蛎壳粉粉碎后过300目，然后将其投入到质量分数为8%的盐酸溶液中浸泡处理15min，最后取出后用去离子水冲洗一遍后备用；
b.将操作a处理后的牡蛎壳粉放入到煅烧炉内，加热保持煅烧炉内的温度为480℃，煅烧处理45min后取出备用；
c.将操作b处理后的牡蛎壳粉放入到处理液A内，加热保持处理液A的温度为55℃，不断搅拌处理1h后取出，期间同时施加功率为800W的微波进行处理，所述处理液A由如下重量份的物质组成：7份纳米二氧化钛、3份硬脂酸锌、4份十八烷基三甲基溴化铵、40份乙二醇、180份水；
d.将操作c处理后的牡蛎壳粉放入到温度为70℃的干燥箱内干燥至恒重后取出即可。
进一步的，步骤（3）中所述的改性液的制备方法包括如下步骤：
a.先将硅烷偶联剂、去离子水和乙醇共同混合放入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为30℃，调节整体的pH值为4.0~4.5，不断搅拌水解处理2h后备用；
b.将改性牡蛎壳粉投入到操作a处理后的反应釜内，搅拌均匀后取出即得改性液。
进一步的，步骤（4）中所述的干燥处理的温度为80℃。
实施例2
一种泵用铝合金部件的防腐处理工艺，包括如下步骤：
（1）除杂处理：
a.先用清水对铝合金部件的表面进行冲洗，完成后备用；
b.将操作a处理后的铝合金部件浸入到除油液中进行浸泡处理，加热保持除油液的温度为38℃，37min后取出备用；
（2）酸碱浸泡处理：
先将步骤（1）处理后的铝合金部件投入到酸液中浸泡处理7min，完成后取出再投入到碱液中浸泡处理11min，最后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（3）改性处理：
将步骤（2）处理后的铝合金部件投入到改性液中，加热保持改性液的温度为70℃，浸泡处理1.5h后将铝合金部件取出备用；所述改性液由如下重量份的物质制成：3份硅烷偶联剂、13份去离子水、48份乙醇、0.3份改性牡蛎壳粉；
（4）干燥处理：
用去离子水对步骤（3）处理后的铝合金部件冲洗一遍后，再将其放入到干燥室内进行干燥处理，处理2.5h后取出即可。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的除油液由如下重量份的物质组成：10份焦磷酸钠、6份十二烷基苯磺酸钠、13份丙酮、170份水。
进一步的，步骤（2）中所述的酸液是质量分数为7%的磷酸溶液，所述的碱液是质量分数为8%的氢氧化钠溶液。
进一步的，步骤（3）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560。
进一步的，步骤（3）中所述的改性牡蛎壳粉的制备方法包括如下步骤：
a.先将牡蛎壳粉粉碎后过300目，然后将其投入到质量分数为9%的盐酸溶液中浸泡处理18min，最后取出后用去离子水冲洗一遍后备用；
b.将操作a处理后的牡蛎壳粉放入到煅烧炉内，加热保持煅烧炉内的温度为500℃，煅烧处理48min后取出备用；
c.将操作b处理后的牡蛎壳粉放入到处理液A内，加热保持处理液A的温度为58℃，不断搅拌处理1.2h后取出，期间同时施加功率为850W的微波进行处理，所述处理液A由如下重量份的物质组成：8份纳米二氧化钛、4份硬脂酸锌、5份十八烷基三甲基溴化铵、43份乙二醇、190份水；
d.将操作c处理后的牡蛎壳粉放入到温度为75℃的干燥箱内干燥至恒重后取出即可。
进一步的，步骤（3）中所述的改性液的制备方法包括如下步骤：
a.先将硅烷偶联剂、去离子水和乙醇共同混合放入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为33℃，调节整体的pH值为4.0~4.5，不断搅拌水解处理3h后备用；
b.将改性牡蛎壳粉投入到操作a处理后的反应釜内，搅拌均匀后取出即得改性液。
进一步的，步骤（4）中所述的干燥处理的温度为83℃。
实施例3
一种泵用铝合金部件的防腐处理工艺，包括如下步骤：
（1）除杂处理：
a.先用清水对铝合金部件的表面进行冲洗，完成后备用；
b.将操作a处理后的铝合金部件浸入到除油液中进行浸泡处理，加热保持除油液的温度为40℃，40min后取出备用；
（2）酸碱浸泡处理：
先将步骤（1）处理后的铝合金部件投入到酸液中浸泡处理8min，完成后取出再投入到碱液中浸泡处理12min，最后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（3）改性处理：
将步骤（2）处理后的铝合金部件投入到改性液中，加热保持改性液的温度为72℃，浸泡处理2h后将铝合金部件取出备用；所述改性液由如下重量份的物质制成：4份硅烷偶联剂、15份去离子水、50份乙醇、0.4份改性牡蛎壳粉；
（4）干燥处理：
用去离子水对步骤（3）处理后的铝合金部件冲洗一遍后，再将其放入到干燥室内进行干燥处理，处理3h后取出即可。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的除油液由如下重量份的物质组成：11份焦磷酸钠、7份十二烷基苯磺酸钠、15份丙酮、180份水。
进一步的，步骤（2）中所述的酸液是质量分数为8%的磷酸溶液，所述的碱液是质量分数为9%的氢氧化钠溶液。
进一步的，步骤（3）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh570。
进一步的，步骤（3）中所述的改性牡蛎壳粉的制备方法包括如下步骤：
a.先将牡蛎壳粉粉碎后过300目，然后将其投入到质量分数为10%的盐酸溶液中浸泡处理20min，最后取出后用去离子水冲洗一遍后备用；
b.将操作a处理后的牡蛎壳粉放入到煅烧炉内，加热保持煅烧炉内的温度为520℃，煅烧处理50min后取出备用；
c.将操作b处理后的牡蛎壳粉放入到处理液A内，加热保持处理液A的温度为60℃，不断搅拌处理1.5h后取出，期间同时施加功率为900W的微波进行处理，所述处理液A由如下重量份的物质组成：9份纳米二氧化钛、5份硬脂酸锌、6份十八烷基三甲基溴化铵、45份乙二醇、200份水；
d.将操作c处理后的牡蛎壳粉放入到温度为80℃的干燥箱内干燥至恒重后取出即可。
进一步的，步骤（3）中所述的改性液的制备方法包括如下步骤：
a.先将硅烷偶联剂、去离子水和乙醇共同混合放入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为35℃，调节整体的pH值为4.0~4.5，不断搅拌水解处理4h后备用；
b.将改性牡蛎壳粉投入到操作a处理后的反应釜内，搅拌均匀后取出即得改性液。
进一步的，步骤（4）中所述的干燥处理的温度为85℃。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，在步骤（3）改性处理中，用等质量份的普通牡蛎壳粉取代改性牡蛎壳粉成分，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，在步骤（3）改性处理中，省去改性牡蛎壳粉成分，除此外的方法步骤均相同。
对照组
现有的铝合金部件的硅烷化防腐处理工艺。
为了对比本发明效果，选用同一材质的铝合金作为实验对象，其中所选铝合金中各化学元素组分百分比含量为：Mg 0.05~0.15%，Cu 0.1~0.4%，Mn 0.18%，Fe 0.8%，Si 0.4~0.7%，Zn 0.28%，余量为Al；将所选的铝合金材料随机分为四组，分别对应使用上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对照组的方法进行处理，然后对处理后的铝合金材料进行性能测试，具体对比数据如下表1所示：
表1
自腐蚀电位Ecorr（V） 自腐蚀电流密度icorr（A/cm2）
实施例2 -1.123 0.027
对比实施例1 -1.318 0.309
对比实施例2 -1.410 0.488
对照组 -1.509 0.585
注：上表1中所述的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度是通过电化学测试而得，具体方式是将对应处理后的铝合金作为工作电极，以铂电极作为辅助电极，以氧化汞电极和饱和甘汞电极作为参比电极，电解溶液为质量分数3.5%的 NaCl溶液，测量不同铝合金电极试样的塔菲尔曲线，控制测试电位的扫面范围是开路电位±1.5V，扫描频率设置为 0.5mV/s，由此得出自腐蚀电位和自腐蚀电流密度。
由上表1可以看出，本发明处理后的铝合金的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度均有较大程度的下降，而自腐蚀电位和自腐蚀电流密度的降低表现出其抗腐蚀性的提升，可见本发明处理后的铝合金的防腐性能得到明显增强，使用寿命和性能得到有效提升，极具推广应用价值。

Claims (7)

1.一种泵用铝合金部件的防腐处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）除杂处理：
a.先用清水对铝合金部件的表面进行冲洗，完成后备用；
b.将操作a处理后的铝合金部件浸入到除油液中进行浸泡处理，加热保持除油液的温度为35~40℃，35~40min后取出备用；
（2）酸碱浸泡处理：
先将步骤（1）处理后的铝合金部件投入到酸液中浸泡处理6~8min，完成后取出再投入到碱液中浸泡处理10~12min，最后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（3）改性处理：
将步骤（2）处理后的铝合金部件投入到改性液中，加热保持改性液的温度为68~72℃，浸泡处理1~2h后将铝合金部件取出备用；所述改性液由如下重量份的物质制成：2~4份硅烷偶联剂、10~15份去离子水、45~50份乙醇、0.2~0.4份改性牡蛎壳粉；
（4）干燥处理：
用去离子水对步骤（3）处理后的铝合金部件冲洗一遍后，再将其放入到干燥室内进行干燥处理，处理2~3h后取出即可。
2.根据权利要求1所述的一种泵用铝合金部件的防腐处理工艺，其特征在于，步骤（1）操作b中所述的除油液由如下重量份的物质组成：8~11份焦磷酸钠、4~7份十二烷基苯磺酸钠、10~15份丙酮、150~180份水。
3.根据权利要求1所述的一种泵用铝合金部件的防腐处理工艺，其特征在于，步骤（2）中所述的酸液是质量分数为6~8%的磷酸溶液，所述的碱液是质量分数为7~9%的氢氧化钠溶液。
4.根据权利要求1所述的一种泵用铝合金部件的防腐处理工艺，其特征在于，步骤（3）中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种泵用铝合金部件的防腐处理工艺，其特征在于，步骤（3）中所述的改性牡蛎壳粉的制备方法包括如下步骤：
a.先将牡蛎壳粉粉碎后过300目，然后将其投入到质量分数为8~10%的盐酸溶液中浸泡处理15~20min，最后取出后用去离子水冲洗一遍后备用；
b.将操作a处理后的牡蛎壳粉放入到煅烧炉内，加热保持煅烧炉内的温度为480~520℃，煅烧处理45~50min后取出备用；
c.将操作b处理后的牡蛎壳粉放入到处理液A内，加热保持处理液A的温度为55~60℃，不断搅拌处理1~1.5h后取出，期间同时施加功率为800~900W的微波进行处理，所述处理液A由如下重量份的物质组成：7~9份纳米二氧化钛、3~5份硬脂酸锌、4~6份十八烷基三甲基溴化铵、40~45份乙二醇、180~200份水；
d.将操作c处理后的牡蛎壳粉放入到温度为70~80℃的干燥箱内干燥至恒重后取出即可。
6.根据权利要求1所述的一种泵用铝合金部件的防腐处理工艺，其特征在于，步骤（3）中所述的改性液的制备方法包括如下步骤：
a.先将硅烷偶联剂、去离子水和乙醇共同混合放入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为30~35℃，调节整体的pH值为4.0~4.5，不断搅拌水解处理2~4h后备用；
b.将改性牡蛎壳粉投入到操作a处理后的反应釜内，搅拌均匀后取出即得改性液。
7.根据权利要求1所述的一种泵用铝合金部件的防腐处理工艺，其特征在于，步骤（4）中所述的干燥处理的温度为80~85℃。
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Pledgee: Huishang Bank Co.,Ltd. Jingxian Branch

Pledgor: ANHUI TENGLONG PUMP AND VALVE MANUFACTURING CO.,LTD.

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