CN109233984A - 一种环保节能型磷化皂化配方及其制备方法和皂化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种环保节能型磷化皂化配方及其制备方法和皂化工艺，磷化皂化配方按重量比由以下原料制成：肥皂12‑18kg；滑石粉22‑30kg；有机脂25‑40kg；石蜡5‑10kg；自来水1000‑3000kg。本发明的目的是一种环保节能型磷化皂化配方及其制备方法和皂化工艺，提供一种环保的皂化液配方以及皂化工艺，环保无污染，皂化液可循环往复使用，皂化工艺简单易行。

Description

一种环保节能型磷化皂化配方及其制备方法和皂化工艺
技术领域
本发明涉及一种皂化液，属于机加工领域的磷化皂化工艺，具体为一种环保节能型磷化皂化配方及其制备方法和皂化工艺。
背景技术
在机加工零件的过程中，金属冷成型的挤压，常常会由于摩擦造成加工模具以及零件的表面损伤，降低加工精度，严重时甚至无法加工甚至报废加工模具。现有零件冷挤成型前为保证加工顺畅，一般会先进行磷化皂化处理，然后再加工。
磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐转化膜的过程，目前磷化是常用的前处理技术，主要应用于钢铁表面磷化，有色金属（如铝、锌）件也可应用磷化，而皂化则使零件表面均匀的附着一次皂化膜。
磷化皂化的用途主要用于金属冷成型的挤压，拉拔润滑处理。但也有用于增加工件的润滑性能作用如：螺帽，降低工件噪音如：蜗型弹簧。
而现阶段在产品的磷皂化生产工艺中，使用的酸碱化学制剂较多，废水较多，工艺复杂，在磷化和皂化过程中，需要使用锅炉持续供热，能耗较高；而且加工浸泡后的液体基本上不能循环利用，导致了生产企业废水处理问题严重，处理不当甚至会给周边生态环境造成较大损害。
因此在实际生产中，考虑发明环保皂化液以及皂化工艺。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题，提供一种环保节能型磷化皂化配方及其制备方法和皂化工艺，提供一种环保的皂化液配方以及皂化工艺，环保无污染，皂化液可循环往复使用，皂化工艺简单易行，能耗低。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种环保节能型磷化皂化配方，其特征在于，按重量比由以下原料制成：肥皂12-18份；滑石粉 22-30份；有机脂 25-40份；石蜡5-10份；自来水 1000-3000 份。
进一步的，所述有机脂为动物油脂或者餐厨回收油脂。
进一步的，优选的按重量比由以下原料制成：肥皂14-16份；滑石粉 24-26份；有机脂 28-35份；石蜡5-8份；自来水1200-2000 份。
进一步的，优选的按重量比由以下原料制成：肥皂15份；滑石粉 25份；有机脂 30份；石蜡6份；自来水1500 份。
上述所述的皂化配方的制备方法，其包括如下步骤：
步骤1、称重：步骤1的自来水加入到配置容器中，并加热至20-40℃；
步骤2、混合：将步骤1的肥皂、滑石粉、有机脂、石蜡 加入到步骤2的配置容器中，继续加热搅拌均匀；
步骤3、溶解：待步骤3的配置容器中完全溶解后，保持60-85℃水温10-20分钟，此时溶液即为皂化配方。
进一步的，步骤3中滑石粉和石蜡先放入热水中搅拌，待搅拌均匀后再放入有机脂和肥皂进行搅拌。
上述所述的皂化配方的一项皂化配方的皂化工艺，其包括以下步骤：
a、清水除尘：将零件放入冷水中漂洗，除去表面粉尘；
b、热水漂洗：先将零件放入85℃热水中清洗，然后再放入冷水中漂洗；
c、环保皂化：将零件放入到皂化配方的混合液中，加热保持60-85℃水温，10-20分钟;
d、自然干燥：将皂化后的零件取出放在空气中2-3小时自然沥干。
进一步的，步骤a中清水除尘采用超声波除尘。
进一步的，步骤c中零件采用零件支撑架固定多个一次放入到环保皂化溶液中；步骤d自然干燥时零件在零件支撑架上自然沥干。
本发明的有益效果：本发明提供了一种环保节能型磷化皂化配方及其制备方法和皂化工艺，提供一种环保的皂化液配方以及皂化工艺，环保无污染，皂化液可循环往复使用，皂化工艺简单易行。
1、本发明皂化液具有在金属材料机加工过程中起冷却、润滑作用的机加工助剂，对减少车刀，钻头等刀具的磨损、保证工件的加工精度等起着一定的辅助作用。
2、本发明皂化液配方环保，且循环使用，零排放，对周围环境无影响，环保节能。
3、采用被发明皂化液进行加工，生产工艺简单，工艺流程较传统大大减少，节省了时间，节省了人力物力，同时耗能降低，生产效益显著提高。
附图说明
图1为套筒外壳旧加工工艺流程图。
图2为旧皂化工艺流程图。
图3为旧磷化工艺流程图。
图4为本发明套筒外壳新加工工艺流程图。
图5为本发明新皂化工艺流程图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
在传统的机加工过程中，套筒外壳等金属零件冷成型的挤压，常常会由于摩擦造成加工模具以及零件的表面损伤，降低加工精度，严重时甚至无法加工甚至报废加工模具。冷挤成型前为保证加工顺畅，一般会先进行磷化皂化处理，然后再加工。
如图1所示，为套筒外壳旧加工工艺流程图。其加工步骤流程如下：下料-卷圆-校圆-焊接-皂化-冷挤-车加工-磷化-做底漆-出厂；其中皂化工艺流程为：清水除尘-热水漂洗-皂化-自然干燥。清洗过程中，将零件放入冷水中漂洗，去除零件表面的粉尘。在旧的皂化工艺中，皂化采用的配方为硬脂酸2包（25kg/包），氢氧化钠3Kg，混合1000kg清水制成皂化液，加热至90-100℃，将零件放入混合液中浸泡10-20min。如图1、图2，旧的皂化工艺中对硬脂酸、氢氧化钠等工业产品消耗较大，氢氧化钠等属于强碱，废液处理不当容易造成环境污染，如此加重了企业的生产成本，增加了企业环境评估风险。
如图1、图3，在外壳旧的加工工艺中，同时还有磷化加工，其磷化加工工艺流程为：热碱脱脂-热水洗-酸洗除锈-清洗-表调-磷化-清洗-烘干。酸洗除锈采用的配方为，盐酸150-200g/L，水1L，保证盐酸体积浓度为15%-20%，加热温度为30-40℃，零件浸泡5-10min，然后清洗沥干。
在外壳旧的加工工艺中，进行表调步骤时，将清洗好的零件放入浓度为0.4%的表面调整剂溶液中浸泡5-10min，然后沥干。磷化采用的配方为，酸式磷酸锰（xFe(H2PO4)2.yMn(H2PO4)2）0.3-0.4L/L,硝酸锌（Zn(NO3)2.4H2O 0.4-0.5L/L，水 1L，加热至88-95℃，零件浸泡15-20min。
在外壳旧的加工工艺中，为了皂化磷化所采用的配方含有较多的化学物质，对环境污染较大，而且磷化工艺耗时长，工序多，废液多，工厂处理废液难度大，容易造成污染。生产周期长，耗时、耗工、耗能，不环保。
本发明采用新的皂化配方：一种环保节能型磷化皂化配方，按重量比由以下原料制成：肥皂12-18份；滑石粉 22-30份；有机脂 25-40份；石蜡 5-10份；自来水 1000-3000份。
优选的，所述有机脂为动物油脂或者餐厨回收油脂。
优选的，优选的按重量比由以下原料制成：肥皂14-16份；滑石粉 24-26份；有机脂28-35份；石蜡5-8份；自来水1200-2000 份。
优选的，优选的按重量比由以下原料制成：肥皂15份；滑石粉 25份；有机脂 30份；石蜡6份；自来水1500 份。
上述皂化配方的制备方法，其包括如下步骤：
步骤1、称重：步骤1的自来水加入到配置容器中，并加热至20-40℃；
步骤2、混合：将步骤1的肥皂、滑石粉、有机脂、石蜡 加入到步骤2的配置容器中，继续加热搅拌均匀；
步骤3、溶解：待步骤3的配置容器中完全溶解后，保持60-85℃水温10-20分钟，此时溶液即为皂化配方。
优选的，步骤3中滑石粉和石蜡先放入热水中搅拌，待搅拌均匀后再放入有机脂和肥皂进行搅拌。
采用上述皂化配方的一种皂化配方的皂化工艺，其包括以下步骤：
a、清水除尘：将零件放入冷水中漂洗，除去表面粉尘；
b、热水漂洗：先将零件放入85℃热水中清洗，然后再放入冷水中漂洗；
c、环保皂化：将零件放入到皂化配方的混合液中，加热保持60-85℃水温，10-20分钟;
d、自然干燥：将皂化后的零件取出放在空气中2-3小时自然沥干。
优选的，步骤a中清水除尘采用超声波除尘。
优选的，步骤c中零件采用零件支撑架固定多个一次放入到环保皂化溶液中；步骤d自然干燥时零件在零件支撑架上自然沥干。
如图5所示，为套筒外壳新加工工艺流程图。其加工步骤流程如下：下料-卷圆-校圆-焊接-新皂化工艺-冷挤-车加工-新去脂工艺-抛丸-做底漆-出厂；其中新皂化工艺流程为：清水除尘-热水漂洗-环保皂化-自然干燥。清洗过程中，将零件放入冷水中漂洗，去除零件表面的粉尘。在新的环保皂化工艺中，皂化采用的配方为按重量比由以下原料制成：肥皂12-18份；滑石粉 22-30份；有机脂 25-40份；石蜡 5-10份；自来水 1000-3000 份，制成皂化液，加热至65-85℃，将零件放入混合液中浸泡10-20min。如图4、图5，新的皂化工艺中无工业碱，而且采用了有机脂，一般为动物油脂，对环境的污染小。
为了研发出适合机加工的环保磷化皂化配方，申请人对配方液进行多次调试，采用环保配方原料，进行了多次尝试实验；按照目标要求，根据材料特性，采用不同的配方进行配置溶液，然后进行拉伸实验记录如下：
实验所采用的钢材为厚度为5.0mm的冷轧钢板，下料后卷圆，然后校圆-焊接，尝试采用如下配方进行皂化，并在设备上进行冷挤成型。每一组测试10件，液压拉伸机采用的压力为2000吨。
实验结果记录如下：
序号 配方成分 质量份数 损伤 损伤率 其它
1 水 1000 10 100% 表面拉伤严重，且损伤模具。
2 肥皂+水 15+1000 8 80% 绝大部分表面拉伤严重。
3 肥皂+滑石粉+水 15+25+1000 7 70% 绝大部分表面拉伤严重。
4 肥皂+有机脂+水 15+35+1000 5 50% 一半左右表面轻度拉伤。
5 肥皂+石蜡+水 15+10+1000 6 60% 大部分表面重度拉伤。
6 肥皂+滑石粉+有机脂+水 15+25+35+1000 4 40% 少部分轻度拉伤。
7 肥皂+滑石粉+有机脂+石蜡+水 15+25+35+10+1000 0 0 表面完好。
以上配方中，有机脂采用的为动物油脂，在室温25°的情形下的质量份数。
从以上实验数据可以看到，在质量分数为1000份的水中，分别添加肥皂、滑石粉、有机脂、石蜡等成分，其套筒零件加工的损伤大小顺序依次为 1>2>3>5>4>6>7。而且，通过观察可以发现，各个成分：肥皂、滑石粉、有机脂、石蜡，均对套筒零件的拉伸有一定的积极效果。
本发明中，直接采用了肥皂，取代了传统的磷化皂化过程，将皂化的化学反应取消，节能环保，避免了污染源。同时，通过实验，增加了肥皂、滑石粉、有机脂、石蜡，避免单一肥皂液的效能不足，通过组合成分，实现物理组合取代化学组合，形成熔融态的组合物，实现套筒零件的磷化皂化过程。
实施例1：一种环保节能型磷化皂化配方，按重量比由以下原料制成：肥皂12kg；滑石粉 30kg；有机脂 25kg；石蜡 5kg；自来水 1000kg。所述有机脂为动物油脂。
上述皂化配方的制备方法，其包括如下步骤：
步骤1、称重：步骤1的自来水加入到配置容器中，并加热至20-40℃；
步骤2、混合：将步骤1的肥皂、滑石粉、有机脂、石蜡 加入到步骤2的配置容器中，继续加热搅拌均匀；
步骤3、溶解：待步骤3的配置容器中完全溶解后，保持60-85℃水温10-20分钟，此时溶液即为皂化配方。
优选的，步骤3中滑石粉和石蜡先放入热水中搅拌，待搅拌均匀后再放入有机脂和肥皂进行搅拌。
采用上述皂化配方的一种皂化配方的皂化工艺，其包括以下步骤：
a、清水除尘：将零件放入冷水中漂洗，除去表面粉尘；
b、热水漂洗：先将零件放入85℃热水中清洗，然后再放入冷水中漂洗；
c、环保皂化：将零件放入到皂化配方的混合液中，加热保持60-85℃水温，10-20分钟;
d、自然干燥：将皂化后的零件取出放在空气中2-3小时自然沥干。
实施例2：一种环保节能型磷化皂化配方，按重量比由以下原料制成：肥皂14kg；滑石粉 24kg；有机脂 35kg；石蜡8kg；自来水1200kg。所述有机脂为餐厨回收油脂。
上述皂化配方的制备方法，其包括如下步骤：
步骤1、称重：步骤1的自来水加入到配置容器中，并加热至20-40℃；
步骤2、混合：将步骤1的肥皂、滑石粉、有机脂、石蜡 加入到步骤2的配置容器中，继续加热搅拌均匀；
步骤3、溶解：待步骤3的配置容器中完全溶解后，保持60-85℃水温10-20分钟，此时溶液即为皂化配方。
优选的，步骤3中滑石粉和石蜡先放入热水中搅拌，待搅拌均匀后再放入有机脂和肥皂进行搅拌。
采用上述皂化配方的一种皂化配方的皂化工艺，其包括以下步骤：
a、清水除尘：将零件放入冷水中漂洗，除去表面粉尘；
b、热水漂洗：先将零件放入85℃热水中清洗，然后再放入冷水中漂洗；
c、环保皂化：将零件放入到皂化配方的混合液中，加热保持60-85℃水温，10-20分钟;
d、自然干燥：将皂化后的零件取出放在空气中2-3小时自然沥干。
步骤a中清水除尘采用超声波除尘。步骤c中零件采用零件支撑架固定多个一次放入到环保皂化溶液中；步骤d自然干燥时零件在零件支撑架上自然沥干。
实施例3：一种环保节能型磷化皂化配方，按重量比由以下原料制成：肥皂15kg；滑石粉 25kg；有机脂 35kg；石蜡10kg；自来水1000 kg。所述有机脂为动物油脂。
其它皂化配方的制备方法，以及采用上述皂化配方的一种皂化配方的皂化工艺，与实施例1相同。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种环保节能型磷化皂化配方，其特征在于，按重量比由以下原料制成：肥皂12-18份；滑石粉 22-30份；有机脂 25-40份；石蜡 5-10份；自来水 1000-3000 份。
2.根据权利要求1所述的一种环保节能型磷化皂化配方，其特征在于，所述有机脂为动物油脂或者餐厨回收油脂。
3.根据权利要求1所述的一种环保节能型磷化皂化配方，其特征在于，优选的按重量比由以下原料制成：肥皂14-16份；滑石粉 24-26份；有机脂 28-35份；石蜡5-8份；自来水1200-2000 份。
4.根据权利要求1所述的一种环保节能型磷化皂化配方，其特征在于，优选的按重量比由以下原料制成：肥皂15份；滑石粉 25份；有机脂 30份；石蜡6份；自来水1500 份。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的皂化配方的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、称重：步骤1的自来水加入到配置容器中，并加热至20-40℃；
步骤2、混合：将步骤1的肥皂、滑石粉、有机脂、石蜡 加入到步骤2的配置容器中，继续加热搅拌均匀；
步骤3、溶解：待步骤3的配置容器中完全溶解后，保持60-85℃水温10-20分钟，此时溶液即为皂化配方。
6.根据权利要求5所述的皂化配方的制备方法，其特征在于，步骤3中滑石粉和石蜡先放入热水中搅拌，待搅拌均匀后再放入有机脂和肥皂进行搅拌。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的皂化配方的皂化工艺，其特征在于，包括以下步骤：
a、清水除尘：将零件放入冷水中漂洗，除去表面粉尘；
b、热水漂洗：先将零件放入85℃热水中清洗，然后再放入冷水中漂洗；
c、环保皂化：将零件放入到皂化配方的混合液中，加热保持60-85℃水温，10-20分钟；
d、自然干燥：将皂化后的零件取出放在空气中2-3小时自然沥干。
8.根据权利要求7所述的皂化配方的皂化工艺，其特征在于，步骤a中清水除尘采用超声波除尘。
9.根据权利要求7所述的皂化配方的皂化工艺，其特征在于，步骤c中零件采用零件支撑架固定多个一次放入到环保皂化溶液中；步骤d自然干燥时零件在零件支撑架上自然沥干。
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