CN109371359A - 一种金属产品表面处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种金属产品表面处理工艺，将待处理金属产品置于加热炉中加热，然后再置于碱汽氛围内后经过酸液中和；以硼砂对待处理金属产品抛砂处理，再将抛砂后的待处理金属产品埋入的改性硼砂及相应的金属粉末中渗透；进行待处理金属产品表面涂层处理。本技术方案通过采用硼砂抛砂替换现有技术的陶瓷抛砂，使得在抛砂过程中，部分的硼砂渗入待处理金属产品表面；然后再通过改性硼砂处理，增加待处理金属产品表面硼砂的渗入量，并经过乙烯醇改性后，通过有机物与涂料层的结合力度大于金属产品表面与涂料层结合力度大的原理，提高待处理金属产品表面耐刮擦的同时，增加待处理金属产品的颜色品种。

Description

一种金属产品表面处理工艺
技术领域
本发明属于金属表面处理技术领域，特别是指一种金属产品表面处理工艺。
背景技术
为了提高金属表面的耐腐蚀性，现有技术中，通常是采用铬酸盐或磷酸盐对金属表面进行处理。但是，铬酸盐存在一定的毒性，其处理工序时，及处理后的废液处理等的费用非常高，并且处理效果较差，不符合现社会对环保的要求。
也有技术提出，为了提高金属表面的耐腐蚀性，通过在金属表面进行掺杂处理，即通过掺杂技术将耐腐蚀金属掺杂入金属表面，以提高金属表面的耐腐蚀性，然后再在金属表面进行镀漆及表面涂料处理。
但是金属的表面镀层或涂料层在受到刮擦等情况时，容易脱落，即与金属表面的结合性不高，为了解决这一问题，现基本上是通过在金属表面进行抛砂处理，使得金属表面形成微坑以提高与镀层或涂料层的结合面积来达到耐刮擦性能。
但是因为抛砂对金属表面造成了不平整现象，虽然能够提高了金属表面与镀层或涂料层的结合力，提高了耐刮擦性能，但是因为表面的不平整，使得金属表面对光线的反射性增强，同时，镀层或涂料层的厚度不均匀，均导致产品的颜色偏深，为了实现浅颜色的产品，对涂料或镀层的配方也需要进行调整，导致产品成本的增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种金属产品表面处理工艺，以解决现技术金属处理技术不能够解决耐刮擦及产品颜色兼顾且生产成本高的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种金属产品表面处理工艺，包括：
1)将待处理金属产品进行前处理工序，以去除待处理金属产品表面的油脂；
2)将待处理金属产品置于加热炉中，加热至40℃-50℃，然后再置于1-3MPa压力的碱汽氛围内10-20秒后经过酸液中和，经过清洗及烘干；
3)将烘干后的待处理金属产品置于抛砂机内，以硼砂对待处理金属产品抛砂处理15-30分钟后，然后将抛砂后的待处理金属产品埋入160℃-180℃的改性硼砂和相应的金属粉末的混合物中3-5MPa压力下渗透1-4小时；
4)将经过抛砂处理后的待处理金属产品经过清洗，烘干后进行待处理金属产品表面涂层处理。
所述前处理工序为水清洗工序和洗涤剂清洗工序交替进行。
所述碱汽为强碱水溶液雾化后形成的雾气，强碱水溶液的质量百分比浓度为5％-8％。
所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
所述改性硼砂与金属粉末的质量比为1：1-2。
所述改性硼砂为由乙烯醇改性硼砂。
所述乙烯醇与所述硼砂的质量比为1-5：50-70。
所述改性硼砂的制备方法，按重量份计，包括：
1)称取0.2份-0.3份的硅烷偶联剂和50份-70份的硼砂混合并搅拌，得到硼砂混合料；
2)称取1份-5份的乙烯醇单体，0.1份-0.5份的十二烷基苯磺酸钠和0.2份-0.3份的过硫酸盐配制成水溶液，再与步骤1)中的硼砂混合料混合后水热反应0.5-2小时，过滤洗涤后即得到改性硼砂。
所述改性硼砂的粒径小于100nm。
所述待处理金属表面涂层处理包括镀覆保护漆层。
本发明的有益效果是：
本技术方案通过采用硼砂抛砂替换现有技术的陶瓷抛砂，使得在抛砂过程中，部分的硼砂渗入待处理金属产品表面；然后再通过改性硼砂和金属粉末处理，通过金属粉末的使用，提高金属产品表面的晶体排列与金属粉末的相容和性，有利于引导改性硼砂渗入金属产品表面的空隙，增加待处理金属表面硼砂的渗入量，并经过乙烯醇改性后，通过有机物与涂料层的结合力度大于金属产品表面与涂料层结合力度大的原理，提高待处理金属产品表面耐刮擦的同时，增加待处理金属产品的颜色品种。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅是用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
本申请提供一种金属产品表面处理工艺，包括以下步骤：
1)将待处理金属产品进行前处理工序，以去除待处理金属产品表面的油脂；所述前处理工序为水清洗工序和洗涤剂清洗工序交替进行，在本申请中，前处理工序为现有技术，在现任意的表面处理工序均应当使用到，在前处理工序中，还可以包括碱洗等工序，但是，在本申请的金属产品表面处理工艺中，完全不能使用碱洗这一前序处理工序，因为这样做会影响本申请的整体工艺的技术效果的实现，因此，任何设计有碱洗这一工序的，均与本技术方案有着实质的区别。
2)将待处理金属产品置于加热炉中，加热至40℃-50℃，然后再置于1-3MPa压力的碱汽氛围内10-20秒后经过酸液中和，经过清洗及烘干；待处理金属产品在加热炉中加热的温度也可以提高到85℃以内，但是过高的温度会影响碱汽处理的效果，最优选择为40℃-50℃。本申请的所述碱汽为强碱水溶液雾化后形成的雾气，强碱水溶液的质量百分比浓度为5％-8％，质量百分比浓度最高不应当超过10％，浓度过高，会导致待处理金属产品表面的粗糙度过大，且不平均，影响后期产品的品质效果。所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾，这两种具体的选择没有区别。
3)将烘干后的待处理金属产品置于抛砂机内，以硼砂对待处理金属产品抛砂处理15-30分钟后，然后将抛砂后的待处理金属产品埋入160℃-180℃的改性硼砂和相应的金属粉末的混合物中3-5MPa压力下渗透1-4小时；本申请的关键技术方案就是使用硼砂替代陶瓷抛砂及使用改性硼砂进行表面渗透，其中，在使用硼砂抛砂过程中，会使得上些硼砂渗入到待处理金属产品中，被碱汽腐蚀的部分的表面，然后再通过改性硼砂混有金属粉末的低温渗透，使得改性硼砂渗入待处理金属产品表面，这样改性后的乙烯醇与表面漆层的相容性增加，提高待处理金属产品与表面漆层的接合度。
所述改性硼砂与金属粉末的质量比为1：1-2，其中金属粉末的粒径小于100nm。
所述改性硼砂为由乙烯醇改性硼砂。所述乙烯醇与所述硼砂的质量比为1-5：50-70。
所述改性硼砂的制备方法，按重量份计，包括：
(1)称取0.2份-0.3份的硅烷偶联剂和50份-70份的硼砂混合并搅拌，得到硼砂混合料；
(2)称取1份-5份的乙烯醇单体，0.1份-0.5份的十二烷基苯磺酸钠和0.2份-0.3份的过硫酸盐配制成水溶液，再与步骤(1)中的硼砂混合料混合后水热反应0.5-2小时，过滤洗涤后即得到改性硼砂。所述改性硼砂的粒径小于100nm。
4)将经过抛砂处理后的待处理金属产品经过清洗，烘干后进行待处理金属产品表面涂层处理。
所述待处理金属产品表面涂层处理包括镀覆保护漆层。
在本申请中，有区别的仅为改性硼砂的制备方法，因此，在以下的实施例中，仅对改性硼砂的制备方法进行举例说明，其它的技术方案均相同。
实施例1：
一种金属产品表面处理工艺，包括：
1)将待处理金属产品进行前处理工序，以去除待处理金属产品表面的油脂；
2)将待处理金属产品置于加热炉中，加热至40℃，然后再置于3MPa压力的质量百分比浓度为5％氢氧化钠雾汽氛围内20秒后经过酸液中和，经过清洗及烘干；
3)将烘干后的待处理金属产品置于抛砂机内，以硼砂对待处理金属产品抛砂处理15分钟后，然后将抛砂后的待处理金属产品埋入180℃的改性硼砂和金属粉末混合物中5MPa压力下渗透4小时；
4)将经过抛砂处理后的待处理金属产品经过清洗，烘干后进行待处理金属产品表面涂层处理；所述待处理金属产品表面涂层处理包括镀覆保护漆层。
所述改性硼砂与金属粉末的质量比为1：1，其中金属粉末的粒径小于100nm。
所述改性硼砂的制备方法，按重量份计，包括：
1)称取0.2份的硅烷偶联剂和50份的硼砂混合并搅拌，得到硼砂混合料；
2)称取1份的乙烯醇单体，0.1份的十二烷基苯磺酸钠和0.2份的过硫酸盐配制成水溶液，再与步骤1)中的硼砂混合料混合后水热反应2小时，过滤洗涤后即得到改性硼砂。
所述改性硼砂的粒径小于100nm。
实施例2
一种金属产品表面处理工艺，包括：
1)将待处理金属产品进行前处理工序，以去除待处理金属产品表面的油脂；
2)将待处理金属产品置于加热炉中，加热至50℃，然后再置于1MPa压力的质量百分比浓度为8％氢氧化钠雾汽氛围内30秒后经过酸液中和，经过清洗及烘干；
3)将烘干后的待处理金属产品置于抛砂机内，以硼砂对待处理金属产品抛砂处理30分钟后，然后将抛砂后的待处理金属产品埋入160℃的改性硼砂和金属粉末混合物中3MPa压力下渗透1小时；
4)将经过抛砂处理后的待处理金属产品经过清洗，烘干后进行待处理金属产品表面涂层处理；所述待处理金属产品表面涂层处理包括镀覆保护漆层。
所述改性硼砂与金属粉末的质量比为1：2，其中金属粉末的粒径小于100nm。
所述改性硼砂的制备方法，按重量份计，包括：
1)称取0.3份的硅烷偶联剂和70份的硼砂混合并搅拌，得到硼砂混合料；
2)称取5份的乙烯醇单体，0.5份的十二烷基苯磺酸钠和0.3份的过硫酸盐配制成水溶液，再与步骤1)中的硼砂混合料混合后水热反应1小时，过滤洗涤后即得到改性硼砂。
所述改性硼砂的粒径小于100nm。
实施例3
一种金属产品表面处理工艺，包括：
1)将待处理金属产品进行前处理工序，以去除待处理金属产品表面的油脂；
2)将待处理金属产品置于加热炉中，加热至45℃，然后再置于2MPa压力的质量百分比浓度为6％氢氧化钠雾汽氛围内25秒后经过酸液中和，经过清洗及烘干；
3)将烘干后的待处理金属产品置于抛砂机内，以硼砂对待处理金属产品抛砂处理20分钟后，然后将抛砂后的待处理金属产品埋入170℃的改性硼砂和金属粉末混合物中4MPa压力下渗透3小时；
4)将经过抛砂处理后的待处理金属产品经过清洗，烘干后进行待处理金属产品表面涂层处理；所述待处理金属产品表面涂层处理包括镀覆保护漆层。
所述改性硼砂与金属粉末的质量比为1：1.5，其中金属粉末的粒径小于100nm。
所述改性硼砂的制备方法，按重量份计，包括：
1)称取0.22份的硅烷偶联剂和60份的硼砂混合并搅拌，得到硼砂混合料；
2)称取3份的乙烯醇单体，0.3份的十二烷基苯磺酸钠和0.25份的过硫酸盐配制成水溶液，再与步骤1)中的硼砂混合料混合后水热反应1.5小时，过滤洗涤后即得到改性硼砂。
所述改性硼砂的粒径小于100nm。
实施例4
一种金属产品表面处理工艺，包括：
1)将待处理金属产品进行前处理工序，以去除待处理金属产品表面的油脂；
2)将待处理金属产品置于加热炉中，加热至48℃，然后再置于2.5MPa压力的质量百分比浓度为6.5％氢氧化钠雾汽氛围内30秒后经过酸液中和，经过清洗及烘干；
3)将烘干后的待处理金属产品置于抛砂机内，以硼砂对待处理金属产品抛砂处理20分钟后，然后将抛砂后的待处理金属产品埋入180℃的改性硼砂和金属粉末混合物中4MPa压力下渗透3小时；
4)将经过抛砂处理后的待处理金属产品经过清洗，烘干后进行待处理金属产品表面涂层处理；所述待处理金属产品表面涂层处理包括镀覆保护漆层。
所述改性硼砂与金属粉末的质量比为1：13，其中金属粉末的粒径小于100nm。
所述改性硼砂的制备方法，按重量份计，包括：
1)称取0.3份的硅烷偶联剂和65份的硼砂混合并搅拌，得到硼砂混合料；
2)称取4份的乙烯醇单体，0.4份的十二烷基苯磺酸钠和0.3份的过硫酸盐配制成水溶液，再与步骤1)中的硼砂混合料混合后水热反应2小时，过滤洗涤后即得到改性硼砂。
所述改性硼砂的粒径小于100nm。
尽管已经对本发明的技术方案进行了详细的描述，但是本领域的技术人员均清楚，通过对本技术方案进行的修改、替换及修饰等，均应当在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种金属产品表面处理工艺，其特征在于，包括：
1)将待处理金属产品进行前处理工序，以去除待处理金属产品表面的油脂；
2)将待处理金属产品置于加热炉中，加热至40℃-50℃，然后再置于1-3MPa压力的碱汽氛围内10-20秒后经过酸液中和，经过清洗及烘干；
3)将烘干后的待处理金属产品置于抛砂机内，以硼砂对待处理金属产品抛砂处理15-30分钟后，然后将抛砂后的待处理金属产品埋入160℃-180℃的改性硼砂和相应的金属粉末中3-5MPa压力下渗透1-4小时；
4)将经过抛砂处理后的待处理金属产品经过清洗，烘干后进行待处理金属产品表面涂层处理。
2.根据权利要求1所述的金属产品表面处理工艺，其特征在于，所述前处理工序为水清洗工序和洗涤剂清洗工序交替进行。
3.根据权利要求1所述的金属产品表面处理工艺，其特征在于，所述碱汽为强碱水溶液雾化后形成的雾气，强碱水溶液的质量百分比浓度为5％-8％。
4.根据权利要求3所述的金属产品表面处理工艺，其特征在于，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
5.根据权利要求1所述的金属产品表面处理工艺，其特征在于，所述改性硼砂与金属粉末的质量比为1：1-2，其中金属粉末的粒径小于100nm。
6.根据权利要求1所述的金属产品表面处理工艺，其特征在于，所述改性硼砂为由乙烯醇改性硼砂。
7.根据权利要求6所述的金属产品表面处理工艺，其特征在于，所述乙烯醇与所述硼砂的质量比为1-5：50-70。
8.根据权利要求1或5至7中任一顶所述的金属产品表面处理工艺，其特征在于，所述改性硼砂的制备方法，按重量份计，包括：
1)称取0.2份-0.3份的硅烷偶联剂和50份-70份的硼砂混合并搅拌，得到硼砂混合料；
2)称取1份-5份的乙烯醇单体，0.1份-0.5份的十二烷基苯磺酸钠和0.2份-0.3份的过硫酸盐配制成水溶液，再与步骤1)中的硼砂混合料混合后水热反应0.5-2小时，过滤洗涤后即得到改性硼砂。
9.根据权利要求1所述的金属产品表面处理工艺，其特征在于，所述改性硼砂的粒径小于100nm。
10.根据权利要求1所述的金属产品表面处理工艺，其特征在于，所述待处理金属产品表面涂层处理包括镀覆保护漆层。
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