CN109468580A - 一种金属渗锌表面处理的高效环保处理工艺流程 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属表面处理的技术领域，特别是涉及一种金属渗锌表面处理的高效环保处理工艺流程，其可以满足用户耐腐蚀程度的要求，并且可以解决现有的金属表面处理方法存在的环境污染问题；包括以下步骤：(1)钢铁制件预处理；(2)渗锌预处理：将钢铁制件放入真空渗锌炉内，再将渗锌剂、填充剂和助剂一同放入真空渗锌炉内，密封真空渗锌炉，并抽真空至0.1MPa，再加热至70‑85℃，恒温10‑15min；(3)渗锌处理：继续抽真空至0.15MPa并加热至400‑450℃，恒温150‑170min；(4)冷却降温；(5)钢铁制件冲洗；(6)烘干。
Description
技术领域
本发明涉及金属表面处理的技术领域，特别是涉及一种金属渗锌表面处理的高效环保处理工艺流程。
背景技术
钢铁制件，涉及到电力、铁路、公路汽车及军工设备等多个行业的必用配件，这些行业中用到的钢铁制件不仅要求制件的内在质量好，还要求制件的耐腐蚀效果好。
钢铁制件在经过现有技术中的真空渗锌方法处理后，其耐腐蚀效果仍然有待提高，并且现有技术中的真空渗锌方法在对钢铁制件进行渗锌处理的过程中用到大量的化工原料，操作方法繁琐，且污染环境，是一个急需解决的问题。
盐雾试验是一种主要利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核产品或金属材料耐腐蚀性能的环境试验，申请号为2009100428954的专利公开了一种对金属构件表面进行复合渗锌的方法，根据此方法得到的金属构件，进行盐雾试验第一次出现锈点的时间达到500h以上，但是这种防腐程度仍然不能满足用户的需求，同时，此方法存在着环境污染问题，不满足环保的需求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种可以满足用户耐腐蚀程度的要求，并且可以解决现有的金属表面处理方法存在的环境污染问题的金属表面处理的真空渗锌方法。
本发明的一种金属渗锌表面处理的高效环保处理工艺流程，包括以下步骤：
(1)钢铁制件预处理：对待处理的钢铁制件表面依次进行除油、除锈、水洗和干燥处理；
(2)渗锌预处理：将钢铁制件放入真空渗锌炉内，再将渗锌剂、填充剂和助剂一同放入真空渗锌炉内，密封真空渗锌炉，并抽真空至0.1MPa，再加热至70-85℃，恒温10-15min；
(3)渗锌处理：继续抽真空至0.15MPa并加热至400-450℃，恒温150-170min；
(4)冷却降温：将真空渗锌炉内的钢铁制件、渗锌剂、填充剂和助剂一同冷却至100℃以下并出炉；
(5)钢铁制件冲洗：将出炉后的钢铁制件与渗锌剂、填充剂和助剂分离，并放入水洗池内进行冲洗；
(6)烘干：将冲洗完成后的钢铁制件取出，并放入烘干箱内烘干。
本发明的一种金属渗锌表面处理的高效环保处理工艺流程，所述步骤(1)中的预处理包括以下步骤：
a、将除油剂升温至50℃，将所需要进行处理的钢铁制件放入吊筐中并浸入除油剂中进行浸泡5-10min，浸泡期间上下起吊多次，使钢铁制件表面与除油剂充分接触，观察直至油污除净为止；
b、将除油处理后的钢铁制件捞出并沥净除油剂；
c、对除油后的钢铁制件进行抛丸除锈处理；
d、使用蒸馏水对除锈后的钢铁制件进行反复冲洗；
e、水洗后的钢铁制件放入烘干箱内在110-120℃下进行干燥处理。
本发明的一种金属渗锌表面处理的高效环保处理工艺流程，所述步骤(2)中所使用的渗锌剂是由以下质量配比的组分组成：锌粉80-95，铝粉2-6，金粉0.8-1.7，镍粉0.4-0.8；所述填充剂由以下质量配比的组分组成：粒度为40-80目的石英砂50-60；所述助剂由以下质量配比的组分组成：氯化锌10-15，三氧化二铝50-75，炭黑8-10，稀土2-4。
本发明的一种金属渗锌表面处理的高效环保处理工艺流程，优选的，所述步骤(2)中所使用的渗锌剂是由以下质量配比的组分组成：锌粉87，铝粉4，金粉1.2，镍粉0.7，所述填充剂由以下质量配比的组分组成：粒度为40-80目的石英砂53；所述助剂由以下质量配比的组分组成：氯化锌12，三氧化二铝69，炭黑9，稀土3。
本发明的一种金属渗锌表面处理的高效环保处理工艺流程，所述步骤(5)中所使用的水洗池包括池一和池二，出炉后的钢铁制件放入池一内进行冲洗，冲洗后的液体抽入池二内进行沉淀，接着将池二内上半区域澄清的水抽入池一内对钢铁制件进行冲洗。
本发明的一种金属渗锌表面处理的高效环保处理工艺流程，所述步骤(6)中的烘干箱内的温度为110-120℃。
与现有技术相比本发明的有益效果为：
1、本发明的一种金属渗锌表面处理的高效环保处理工艺流程，将渗锌过程中的抽真空分了两个阶段，并且在第一段抽真空为0.1Mpa时，可以取得较好的耐腐蚀效果，因此，本发明中的真空渗锌方法取得了意料不到的有益效果。经过GB5938-86的检测，盐雾试验得到的耐腐蚀效果可以显著提高，且生产过程操作简便，对环境没有污染，可以为国家环保事业献礼，造福社会。
2、同时，在采用发明中金属表面处理的真空渗锌方法的同时，结合发明人研究得出的渗锌剂、填充剂和助剂对钢铁制件进行渗锌处理，从而可以使本发明制备出的钢铁制件在耐腐蚀效果上得到进一步提升。
3、本发明在对渗锌完成后的钢铁制件进行水洗时，将出炉后的钢铁制件放入池一内进行冲洗，冲洗后的液体抽入池二内进行沉淀，接着将池二内上板区域澄清的水抽入池一内对钢铁制件进行冲洗。通过这样的水洗方法，可以减少水资源的浪费，在保证冲洗效果的同时，减少对水源的消耗，同时，池二内沉淀的淤泥也可以二次利用，符合环保的发展需求。
因此，综上所述，本发明的一种金属渗锌表面处理的高效环保处理工艺流程可以满足用户耐腐蚀程度的要求，并且可以解决现有的金属表面处理方法存在的环境污染问题。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
将除油剂升温至50℃，将所需要进行处理的钢铁制件放入吊筐中并浸入除油剂中进行浸泡5-10min，浸泡期间上下起吊多次，使钢铁制件表面与除油剂充分接触，观察直至油污除净为止，将除油处理后的钢铁制件捞出并沥净除油剂，对除油后的钢铁制件进行抛丸除锈处理，使用蒸馏水对除锈后的钢铁制件进行反复冲洗，水洗后的钢铁制件放入烘干箱内在110-120℃下进行干燥处理。
将干燥后的钢铁制件放入真空渗锌炉内，再将渗锌剂、填充剂和助剂一同放入真空渗锌炉内，密封真空渗锌炉，并抽真空至0.1MPa，再加热至70-85℃，恒温10-15min，继续抽真空至0.15MPa并加热至400-450℃，恒温150-170min，再将真空渗锌炉内的钢铁制件、渗锌剂、填充剂和助剂一同冷却至100℃以下并出炉，将出炉后的钢铁制件与渗锌剂、填充剂和助剂分离，并放入水洗池的池一内进行冲洗，冲洗后的液体抽入池二内进行沉淀，接着将池二内上半区域澄清的水抽入池一内对钢铁制件进行冲洗，冲洗完成后钢铁制件取出，并放入烘干箱内在110-120℃下进行烘干。
本实施例中所使用的渗锌剂是由以下质量配比的组分组成：锌粉80，铝粉2，金粉0.8，镍粉0.4；所述填充剂由以下质量配比的组分组成：粒度为40-80目的石英砂50；所述助剂由以下质量配比的组分组成：氯化锌10，三氧化二铝50，炭黑8，稀土2。
实施例2
将除油剂升温至50℃，将所需要进行处理的钢铁制件放入吊筐中并浸入除油剂中进行浸泡5-10min，浸泡期间上下起吊多次，使钢铁制件表面与除油剂充分接触，观察直至油污除净为止，将除油处理后的钢铁制件捞出并沥净除油剂，对除油后的钢铁制件进行抛丸除锈处理，使用蒸馏水对除锈后的钢铁制件进行反复冲洗，水洗后的钢铁制件放入烘干箱内在110-120℃下进行干燥处理。
将干燥后的钢铁制件放入真空渗锌炉内，再将渗锌剂、填充剂和助剂一同放入真空渗锌炉内，密封真空渗锌炉，并抽真空至0.1MPa，再加热至70-85℃，恒温10-15min，继续抽真空至0.15MPa并加热至400-450℃，恒温150-170min，再将真空渗锌炉内的钢铁制件、渗锌剂、填充剂和助剂一同冷却至100℃以下并出炉，将出炉后的钢铁制件与渗锌剂、填充剂和助剂分离，并放入水洗池的池一内进行冲洗，冲洗后的液体抽入池二内进行沉淀，接着将池二内上半区域澄清的水抽入池一内对钢铁制件进行冲洗，冲洗完成后钢铁制件取出，并放入烘干箱内在110-120℃下进行烘干。
本实施例中所使用的渗锌剂是由以下质量配比的组分组成：锌粉95，铝粉6，金粉1.7，镍粉0.8；所述填充剂由以下质量配比的组分组成：粒度为40-80目的石英砂60；所述助剂由以下质量配比的组分组成：氯化锌15，三氧化二铝75，炭黑10，稀土4。
实施例3
将除油剂升温至50℃，将所需要进行处理的钢铁制件放入吊筐中并浸入除油剂中进行浸泡5-10min，浸泡期间上下起吊多次，使钢铁制件表面与除油剂充分接触，观察直至油污除净为止，将除油处理后的钢铁制件捞出并沥净除油剂，对除油后的钢铁制件进行抛丸除锈处理，使用蒸馏水对除锈后的钢铁制件进行反复冲洗，水洗后的钢铁制件放入烘干箱内在110-120℃下进行干燥处理。
将干燥后的钢铁制件放入真空渗锌炉内，再将渗锌剂、填充剂和助剂一同放入真空渗锌炉内，密封真空渗锌炉，并抽真空至0.1MPa，再加热至70-85℃，恒温10-15min，继续抽真空至0.15MPa并加热至400-450℃，恒温150-170min，再将真空渗锌炉内的钢铁制件、渗锌剂、填充剂和助剂一同冷却至100℃以下并出炉，将出炉后的钢铁制件与渗锌剂、填充剂和助剂分离，并放入水洗池的池一内进行冲洗，冲洗后的液体抽入池二内进行沉淀，接着将池二内上半区域澄清的水抽入池一内对钢铁制件进行冲洗，冲洗完成后钢铁制件取出，并放入烘干箱内在110-120℃下进行烘干。
本实施例中所使用的渗锌剂是由以下质量配比的组分组成：锌粉87，铝粉4，金粉1.2，镍粉0.7，所述填充剂由以下质量配比的组分组成：粒度为40-80目的石英砂53；所述助剂由以下质量配比的组分组成：氯化锌12，三氧化二铝69，炭黑9，稀土3。
实施例4
将除油剂升温至50℃，将所需要进行处理的钢铁制件放入吊筐中并浸入除油剂中进行浸泡5-10min，浸泡期间上下起吊多次，使钢铁制件表面与除油剂充分接触，观察直至油污除净为止，将除油处理后的钢铁制件捞出并沥净除油剂，对除油后的钢铁制件进行抛丸除锈处理，使用蒸馏水对除锈后的钢铁制件进行反复冲洗，水洗后的钢铁制件放入烘干箱内在110-120℃下进行干燥处理。
将干燥后的钢铁制件放入真空渗锌炉内，再将渗锌剂、填充剂和助剂一同放入真空渗锌炉内，密封真空渗锌炉，并抽真空至0.1MPa，再加热至70-85℃，恒温10-15min，继续抽真空至0.15MPa并加热至400-450℃，恒温150-170min，再将真空渗锌炉内的钢铁制件、渗锌剂、填充剂和助剂一同冷却至100℃以下并出炉，将出炉后的钢铁制件与渗锌剂、填充剂和助剂分离，并放入水洗池的池一内进行冲洗，冲洗后的液体抽入池二内进行沉淀，接着将池二内上半区域澄清的水抽入池一内对钢铁制件进行冲洗，冲洗完成后钢铁制件取出，并放入烘干箱内在110-120℃下进行烘干。
本实施例中所使用的渗锌剂是由以下质量配比的组分组成：锌粉87，铝粉4，镍粉0.7，所述填充剂由以下质量配比的组分组成：粒度为40-80目的石英砂53；所述助剂由以下质量配比的组分组成：氯化锌12，三氧化二铝69，炭黑9，稀土3。
对比例1
将除油剂升温至50℃，将所需要进行处理的钢铁制件放入吊筐中并浸入除油剂中进行浸泡5-10min，浸泡期间上下起吊多次，使钢铁制件表面与除油剂充分接触，观察直至油污除净为止，将除油处理后的钢铁制件捞出并沥净除油剂，对除油后的钢铁制件进行抛丸除锈处理，使用蒸馏水对除锈后的钢铁制件进行反复冲洗，水洗后的钢铁制件放入烘干箱内在110-120℃下进行干燥处理。
将干燥后的钢铁制件放入真空渗锌炉内，再将渗锌剂、填充剂和助剂一同放入真空渗锌炉内，密封真空渗锌炉，并抽真空至0.1MPa，加热至400-450℃，恒温150-170min，再将真空渗锌炉内的钢铁制件、渗锌剂、填充剂和助剂一同冷却至100℃以下并出炉，将出炉后的钢铁制件与渗锌剂、填充剂和助剂分离，并放入水洗池的池一内进行冲洗，冲洗后的液体抽入池二内进行沉淀，接着将池二内上半区域澄清的水抽入池一内对钢铁制件进行冲洗，冲洗完成后钢铁制件取出，并放入烘干箱内在110-120℃下进行烘干。
本实施例中所使用的渗锌剂是由以下质量配比的组分组成：锌粉87，铝粉4，金粉1.2，镍粉0.7，所述填充剂由以下质量配比的组分组成：粒度为40-80目的石英砂53；所述助剂由以下质量配比的组分组成：氯化锌12，三氧化二铝69，炭黑9，稀土3。
对比例2
将除油剂升温至50℃，将所需要进行处理的钢铁制件放入吊筐中并浸入除油剂中进行浸泡5-10min，浸泡期间上下起吊多次，使钢铁制件表面与除油剂充分接触，观察直至油污除净为止，将除油处理后的钢铁制件捞出并沥净除油剂，对除油后的钢铁制件进行抛丸除锈处理，使用蒸馏水对除锈后的钢铁制件进行反复冲洗，水洗后的钢铁制件放入烘干箱内在110-120℃下进行干燥处理。
将干燥后的钢铁制件放入真空渗锌炉内，再将渗锌剂、填充剂和助剂一同放入真空渗锌炉内，密封真空渗锌炉，并抽真空至0.1MPa，加热至400-450℃，恒温150-170min，再将真空渗锌炉内的钢铁制件、渗锌剂、填充剂和助剂一同冷却至100℃以下并出炉，将出炉后的钢铁制件与渗锌剂、填充剂和助剂分离，并放入水洗池的池一内进行冲洗，冲洗后的液体抽入池二内进行沉淀，接着将池二内上半区域澄清的水抽入池一内对钢铁制件进行冲洗，冲洗完成后钢铁制件取出，并放入烘干箱内在110-120℃下进行烘干。
本实施例中所使用的渗锌剂是由以下质量配比的组分组成：锌粉87，铝粉4，镍粉0.7，所述填充剂由以下质量配比的组分组成：粒度为40-80目的石英砂53；所述助剂由以下质量配比的组分组成：氯化锌12，三氧化二铝69，炭黑9，稀土3。
将上述实施例和对比例中经过渗锌处理制得的钢铁制件进行盐雾试验，得到结果如下：
盐雾试验是考核渗锌效果的一个重要指标，由于渗锌需要控制的参数很多，现有技术已经发展的很健全，想在现有技术中渗锌方法的基础上继续寻求耐腐蚀效果的突破是很困难的。
在不断进行试验的过程中，发现将抽真空过程分为两个阶段，取得耐腐蚀效果反而更好，接着对抽真空阶段的时间节点进行了试验，发现只有第一次抽真空在0.1MPa时才能取得较好的耐腐蚀效果，其他真空度均不能取得增加耐腐蚀效果的作用。因此，本发明中的真空渗锌方法取得了意料不到的有益效果。
经过GB5938-86的检测，盐雾试验得到的耐腐蚀效果可以显著提高。且生产过程操作简便，对环境没有污染，希望得到大力推广，为国家环保事业献礼，造福社会。
同时，采用发明中金属表面处理的真空渗锌方法外，结合本发明中的渗锌剂、填充剂和助剂，使本发明生产出的钢铁制件可以在耐腐蚀效果上得到进一步提升。
本发明在对渗锌处理后的钢铁制件进行水洗时，将出炉后的钢铁制件放入池一内进行冲洗，冲洗后的液体抽入池二内进行沉淀，接着将池二内上半区域澄清的水抽入池一内对钢铁制件进行冲洗。通过这样的水洗方法，可以减少水资源的浪费，在保证冲洗效果的同时，减少对水源的消耗，同时，池二内沉淀的淤泥也可以二次利用，符合环保的发展需求。
因此，综上所述，本发明的一种金属渗锌表面处理的高效环保处理工艺流程可以满足用户耐腐蚀程度的要求，并且可以解决现有的金属表面处理方法存在的环境污染问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种金属渗锌表面处理的高效环保处理工艺流程，其特征在于，包括以下步骤：
(1)钢铁制件预处理：对待处理的钢铁制件表面依次进行除油、除锈、水洗和干燥处理；
(2)渗锌预处理：将钢铁制件放入真空渗锌炉内，再将渗锌剂、填充剂和助剂一同放入真空渗锌炉内，密封真空渗锌炉，并抽真空至0.1MPa，再加热至70-85℃，恒温10-15min；
(3)渗锌处理：继续抽真空至0.15MPa并加热至400-450℃，恒温150-170min；
(4)冷却降温：将真空渗锌炉内的钢铁制件、渗锌剂、填充剂和助剂一同冷却至100℃以下并出炉；
(5)钢铁制件冲洗：将出炉后的钢铁制件与渗锌剂、填充剂和助剂分离，并放入水洗池内进行冲洗；
(6)烘干：将冲洗完成后的钢铁制件取出，并放入烘干箱内烘干。
2.如权利要求1所述的一种金属渗锌表面处理的高效环保处理工艺流程，其特征在于，所述步骤(1)中的预处理包括以下步骤：
a、将除油剂升温至50℃，将所需要进行处理的钢铁制件放入吊筐中并浸入除油剂中进行浸泡5-10min，浸泡期间上下起吊多次，使钢铁制件表面与除油剂充分接触，观察直至油污除净为止；
b、将除油处理后的钢铁制件捞出并沥净除油剂；
c、对除油后的钢铁制件进行抛丸除锈处理；
d、使用蒸馏水对除锈后的钢铁制件进行反复冲洗；
e、水洗后的钢铁制件放入烘干箱内在110-120℃下进行干燥处理。
3.如权利要求1所述的一种金属渗锌表面处理的高效环保处理工艺流程，其特征在于，所述步骤(2)中所使用的渗锌剂是由以下质量配比的组分组成：锌粉80-95，铝粉2-6，金粉0.8-1.7，镍粉0.4-0.8；所述填充剂由以下质量配比的组分组成：粒度为40-80目的石英砂50-60；所述助剂由以下质量配比的组分组成：氯化锌10-15，三氧化二铝50-75，炭黑8-10，稀土2-4。
4.如权利要求3所述的一种金属渗锌表面处理的高效环保处理工艺流程，其特征在于，优选的，所述步骤(2)中所使用的渗锌剂是由以下质量配比的组分组成：锌粉87，铝粉4，金粉1.2，镍粉0.7，所述填充剂由以下质量配比的组分组成：粒度为40-80目的石英砂53；所述助剂由以下质量配比的组分组成：氯化锌12，三氧化二铝69，炭黑9，稀土3。
5.如权利要求1所述的一种金属渗锌表面处理的高效环保处理工艺流程，其特征在于，所述步骤(5)中所使用的水洗池包括池一和池二，出炉后的钢铁制件放入池一内进行冲洗，冲洗后的液体抽入池二内进行沉淀，接着将池二内上半区域澄清的水抽入池一内对钢铁制件进行冲洗。
6.如权利要求1所述的一种金属渗锌表面处理的高效环保处理工艺流程，其特征在于，所述步骤(6)中的烘干箱内的温度为110-120℃。
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