CN108707890A - 一种钻井机钢铁配件表面发黑处理方法 - Google Patents

一种钻井机钢铁配件表面发黑处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种钻井机钢铁配件表面发黑处理方法，包括以下操作步骤：（1）将制备成型的钢铁配件进行除污、除油、除锈、水洗处理后，放入改性液中浸泡处理15‑20min后取出；（2）将硫酸铜、氧化硒、氯化铈、钼酸钠、磷酸、水杨酸、乙二胺基丙磺酸钠、水混合均匀后，制得发黑处理液；（3）将经过步骤（1）处理过的钢铁配件放入发黑处理液中，浸泡处理28‑35min后，取出，水洗表面，然后烘干、油封处理后，制得成品。本发明提供的一种钻井机钢铁配件表面发黑处理方法，操作简单，成本低廉，制得的钢铁配件，其表面发黑膜较厚，耐磨、耐腐蚀性能优异。

Description

一种钻井机钢铁配件表面发黑处理方法
技术领域
本发明属于钻井机生产制造技术领域，具体涉及一种钻井机钢铁配件表面发黑处理方法。
背景技术
利用钻探机，自地表按一定角度，沿一定轨迹,钻一定深度和直径的孔，取出地层的有代表性岩心、矿心或岩屑，以达到探明地下地质和矿产资源以及探索地球奥秘的目的。目前钻探机的钻进深度从2米到15000米，其间分成若干档次。既能用于陆地，也用于江、河、湖、海，以至在月球上取样。它在人类生产和生活活动中，起着重要的作用。发黑是化学表面处理的一种常用手段，原理是使金属表面产生一层氧化膜，以隔绝空气，达到防锈目的。外观要求不高时可以采用发黑处理，钢制件的表面发黑处理，也有被称之为发蓝的。目前钻井机中大多数机械配件均采用发黑处理工艺，但是存在着发黑膜的厚度较薄，膜层易在使用的过程中出现裂纹的现象。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种钻井机钢铁配件表面发黑处理方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种钻井机钢铁配件表面发黑处理方法，包括以下操作步骤：
（1）将制备成型的钢铁配件进行除污、除油、除锈、水洗处理后，放入改性液中浸泡处理15-20min后取出，其中改性液由以下重量份的组分制成：木质素磺酸钠8-12份、氯化锌20-25份、硫酸15-20份、水180-200份；
（2）按重量份计，将26-30份硫酸铜、24-27份氧化硒、2-5份氯化铈、1-3份钼酸钠、37-41份磷酸、0.2-0.6份水杨酸、1-3份乙二胺基丙磺酸钠、水340-400份混合均匀后，制得发黑处理液；
（3）将经过步骤（1）处理过的钢铁配件放入发黑处理液中，浸泡处理28-35min后，取出，水洗表面，然后烘干、油封处理后，制得成品。
具体地，上述步骤（1）中，硫酸的质量分数为35%。
具体地，上述步骤（2）中，磷酸的质量分数为85%。
具体地，上述步骤（3）中，发黑处理液浸泡处理时的温度为35-40℃。
由以上的技术方案可知，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种钻井机钢铁配件表面发黑处理方法，操作简单，成本低廉，制得的钢铁配件，其表面发黑膜较厚，耐磨、耐腐蚀性能优异。其中，步骤（1）提供的改性液，硫酸可以在钢铁配件表面形成微蚀的表面，进而锌离子可在木质素磺酸钠的作用下，沉积在钢铁配件的表面，锌离子可在后续的发黑处理工艺中，最先生成磷酸锌，沉积在发黑膜的最里层，有利于后续发黑膜的生成，提升发黑膜在钢铁配件表面的粘附力；本发明提供的发黑处理液中，设置有氯化铈，稀土铈离子可有效的促进二价硒的形成，进而有效的促进了硒化铜的生成，提升了膜层的厚度，并且有助于硒化铜在钢铁配件表面有规则的分布，极大低提升了发黑处理的效果。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些举例性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。
实施例1
一种钻井机钢铁配件表面发黑处理方法，包括以下操作步骤：
（1）将制备成型的钢铁配件进行除污、除油、除锈、水洗处理后，放入改性液中浸泡处理15min后取出，其中改性液由以下重量份的组分制成：木质素磺酸钠8份、氯化锌20份、硫酸15份、水180份；
（2）按重量份计，将26份硫酸铜、24份氧化硒、2份氯化铈、1份钼酸钠、37份磷酸、0.2份水杨酸、1份乙二胺基丙磺酸钠、水340份混合均匀后，制得发黑处理液；
（3）将经过步骤（1）处理过的钢铁配件放入发黑处理液中，浸泡处理28min后，取出，水洗表面，然后烘干、油封处理后，制得成品。
具体地，上述步骤（1）中，硫酸的质量分数为35%。
具体地，上述步骤（2）中，磷酸的质量分数为85%。
具体地，上述步骤（3）中，发黑处理液浸泡处理时的温度为35℃。
实施例2
一种钻井机钢铁配件表面发黑处理方法，包括以下操作步骤：
（1）将制备成型的钢铁配件进行除污、除油、除锈、水洗处理后，放入改性液中浸泡处理18min后取出，其中改性液由以下重量份的组分制成：木质素磺酸钠10份、氯化锌23份、硫酸18份、水190份；
（2）按重量份计，将28份硫酸铜、26份氧化硒、3份氯化铈、2份钼酸钠、39份磷酸、0.4份水杨酸、2份乙二胺基丙磺酸钠、水360份混合均匀后，制得发黑处理液；
（3）将经过步骤（1）处理过的钢铁配件放入发黑处理液中，浸泡处理33min后，取出，水洗表面，然后烘干、油封处理后，制得成品。
具体地，上述步骤（1）中，硫酸的质量分数为35%。
具体地，上述步骤（2）中，磷酸的质量分数为85%。
具体地，上述步骤（3）中，发黑处理液浸泡处理时的温度为38℃。
实施例3
一种钻井机钢铁配件表面发黑处理方法，包括以下操作步骤：
（1）将制备成型的钢铁配件进行除污、除油、除锈、水洗处理后，放入改性液中浸泡处理20min后取出，其中改性液由以下重量份的组分制成：木质素磺酸钠12份、氯化锌25份、硫酸20份、水200份；
（2）按重量份计，将30份硫酸铜、27份氧化硒、5份氯化铈、3份钼酸钠、41份磷酸、0.6份水杨酸、3份乙二胺基丙磺酸钠、水400份混合均匀后，制得发黑处理液；
（3）将经过步骤（1）处理过的钢铁配件放入发黑处理液中，浸泡处理35min后，取出，水洗表面，然后烘干、油封处理后，制得成品。
具体地，上述步骤（1）中，硫酸的质量分数为35%。
具体地，上述步骤（2）中，磷酸的质量分数为85%。
具体地，上述步骤（3）中，发黑处理液浸泡处理时的温度为40℃。
对比例1
步骤（2）中不添加氯化铈，其余操作步骤与实施例1完全相同。
分别用各实施例和对比例的方法对相同型号和材质的钢铁件进行发黑处理，然后测试各组膜层的厚度，试验结果如表1所示：
表1 发黑膜层的厚度
项目 发黑膜层的厚度，μm
实施例1 8.7
对比例1 4.2
实施例2 8.9
实施例3 9.0
由表1可知，本发明制得的发黑膜层，较厚，耐磨、耐腐蚀性能优异，极大地延长了钢铁件的使用寿命。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种钻井机钢铁配件表面发黑处理方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
（1）将制备成型的钢铁配件进行除污、除油、除锈、水洗处理后，放入改性液中浸泡处理15-20min后取出，其中改性液由以下重量份的组分制成：木质素磺酸钠8-12份、氯化锌20-25份、硫酸15-20份、水180-200份；
（2）按重量份计，将26-30份硫酸铜、24-27份氧化硒、2-5份氯化铈、1-3份钼酸钠、37-41份磷酸、0.2-0.6份水杨酸、1-3份乙二胺基丙磺酸钠、水340-400份混合均匀后，制得发黑处理液；
（3）将经过步骤（1）处理过的钢铁配件放入发黑处理液中，浸泡处理28-35min后，取出，水洗表面，然后烘干、油封处理后，制得成品。
2.根据权利要求1所述的一种钻井机钢铁配件表面发黑处理方法，其特征在于，上述步骤（1）中，硫酸的质量分数为35%。
3.根据权利要求1所述的一种钻井机钢铁配件表面发黑处理方法，其特征在于，上述步骤（2）中，磷酸的质量分数为85%。
4.根据权利要求1所述的一种钻井机钢铁配件表面发黑处理方法，其特征在于，上述步骤（3）中，发黑处理液浸泡处理时的温度为35-40℃。
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