CN110983311B - 乳化蜡作为成膜剂在工件余热发黑方面以及在制备余热发黑液方面的应用 - Google Patents

乳化蜡作为成膜剂在工件余热发黑方面以及在制备余热发黑液方面的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了乳化蜡作为成膜剂在工件余热发黑方面的应用,本发明还公开了乳化蜡作为成膜剂在制备余热发黑液方面的应用,同时本发明还公开了含乳化蜡的余热发黑液配方。使用本发明发黑液处理工件时,当发黑工件接触含有乳化蜡的发黑工作液时,利用发黑工件的余热,乳化蜡发生破乳,部分蜡裹挟着色浆沉积在发黑工件表面,形成发黑膜层,未能在工件表面沉积的蜡,逐渐累积上浮于工作液表面,通过过滤循环装置,将上浮的蜡进行清除,从而解决传统余热发黑技术中有机高分子树脂沉积在槽底的问题;同时,乳化蜡发黑膜具有优异的耐腐蚀性(耐盐雾时间不低于48小时)和光亮度(使工件外观黑亮美观),满足市场上对发黑工件外观黑亮和高耐蚀性的要求。

Description

乳化蜡作为成膜剂在工件余热发黑方面以及在制备余热发黑 液方面的应用
技术领域
本发明涉及乳化蜡作为成膜剂在工件余热发黑方面的应用,还涉及乳化蜡作为成膜剂在制备余热发黑液方面的应用,属于工件发黑技术领域。
背景技术
发黑工艺是指通过物理或化学的方法,在金属工件表面形成致密的黑色保护膜层,从而增强工件的防锈能力,同时美化工件的外观。根据成膜原理的不同,发黑工艺可以分为氧化发黑、常温发黑、磷化发黑和余热发黑。
随着国家和区域对环保要求的提高,余热发黑技术逐渐成为近一段时期以来工业发黑的主流技术。余热发黑通常是在热处理后或利用其他加工过程中残余的热量,使钢铁工件在与发黑工作液接触的瞬间,在钢铁工件表面形成一层结合牢固,不易脱落的发黑膜。
现行的余热发黑技术,采用的均为有机高分子树脂发黑成膜工艺,通过选择不同的成膜高分子树脂,达到调控发黑膜层厚度和发黑膜层耐蚀性的目的。通常情况下,余热发黑树脂膜外观颜色暗淡,不黑亮,且耐蚀性较差,中性盐雾试验一般不超过12小时。为使工件外观黑亮美观和提高在大气中的耐腐蚀性,通常情况,在发黑后需要进行涂防锈油处理。经防锈油处理的发黑工件,外观黑亮,耐盐雾时间较长,一般不超过48小时。但是这样的处理成本高,操作繁琐。另外,为保证有机高分子发黑树脂处于良好的成膜状态,发黑工作液的温度一般维持在30℃~50℃,但有时局部槽液温度可达到100℃,较高的局部温度不利于有机树脂乳液的稳定性,容易发生破乳沉淀的现象,导致发黑失效,从而使发黑槽底部沉积有大量的失效高分子树脂,容易诱发槽液腐败发臭,造成停产,影响生产效率。此外,经过高温工件的反复冲击,发黑工作液中的发黑树脂部分沉积在工件表面成膜,工件周边大部分的高分子树脂经过高温工件的冲击,同样也会发生破乳、热聚、交联等反应,加剧了发黑树脂在发黑槽底部沉积的问题。
发明内容
发明目的:为解决现有技术中的问题,本发明提供一种采用乳化蜡作为成膜物质的余热发黑液,当发黑液在高温下破乳后,未能在工件表面沉积的蜡(分离出的蜡)会浮于工作液表面,然后通过过滤循环装置,将上浮的蜡清除掉,从而不会使发黑槽底部有高分子树脂沉积物。
本发明所采用的技术方案为:
乳化蜡作为成膜剂在工件余热发黑方面的应用。
乳化蜡作为成膜剂在制备余热发黑液方面的应用。
其中,所述发黑液由如下质量份数的组分组成:20~40份乳化蜡、1.5~3.5份水性色浆、0.5~1份有机醇胺、1~3份消泡剂、0~1份成膜助剂以及余量为水。
其中,所述乳化蜡为以石蜡、微晶蜡、皂蜡、蜡膏、改性石蜡、氧化石蜡、各类合成蜡、虫蜡或棕榈蜡为原料制成的阳离子、阴离子或非离子蜡乳液中的一种。
其中,各类合成蜡为费托蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、乙烯乙酸共聚蜡或氧化乙烯蜡。
其中,所述有机醇胺为单乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺或二甘醇胺中的一种。
其中,所述水性色浆所用颜料为炭黑、氧化铁黑、铬黑、苯胺黑、酞菁蓝、酞菁绿或钛白粉中的一种或任意两种以上按任意比例的混合。
其中,所述消泡剂为有机硅类消泡剂或聚醚类消泡剂。
其中,所述成膜助剂为润湿剂、增稠剂、消泡剂、流平剂、pH调节剂或缓蚀剂中的一种或任意两种以上按任意比例的混合。
乳化蜡在工件表面成膜后膜层致密光滑,具有优异的隔绝空气和水分的作用,对能与钢材发生锈蚀的氧气、水分等腐蚀介质具有优良的隔绝能力,从而工件的耐蚀性得到提高。不同材质的成膜物质在工件表面形成的膜层具有不同的光泽度,当自然光在膜层表面发生反射以镜面反射为主时,其膜层具有较高的光泽度,此时工件呈黑亮外观;当自然光在膜层表面发生的反射以漫反射为主时,此时工件的外观呈亚光灰暗外观;乳化蜡作为成膜物质在工件表面成膜时相对于传统的树脂乳液膜层,表面更加的致密光滑,光线在膜层表面以镜面反射为主,因此工件外观呈黑亮外观。
将本发明采用乳化蜡作为成膜物质的余热发黑液用水稀释成质量分数为10-20%的溶液(发黑工作液),将温度为300℃-500℃的钢铁工件浸入溶液中,浸泡80-120秒后取出工件用热风烘干,在工件表面形成耐蚀性高、外观黑亮的发黑膜膜层,发黑工作液在正常使用周期(3~6个月)内发黑槽内无沉积物。
有益效果:使用本发明发黑液处理工件时,当发黑工件接触含有乳化蜡的发黑工作液时,利用发黑工件的余热,乳化蜡发生破乳,部分蜡裹挟着色浆沉积在发黑工件表面,形成发黑膜层,未能在工件表面沉积的蜡,逐渐累积上浮于工作液表面,通过过滤循环装置,将上浮的蜡进行清除,从而解决传统余热发黑技术中有机高分子树脂沉积在槽底的问题;同时,乳化蜡发黑膜具有优异的耐腐蚀性(耐盐雾时间不低于48小时)和光亮度(使工件外观黑亮美观),满足市场上对发黑工件外观黑亮和高耐蚀性的要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。
本发明实施例发黑液的配方中所有组分均为市售产品。
实施例1
将20份水性高密度聚乙烯蜡乳液、1份三乙醇胺、3份有机硅类消泡剂、1.5份水性黑色色浆以及74.5份RO水混合,将混合物料搅拌均匀后制得蜡乳液型发黑液。
将型号为M10*70的内六角半牙螺栓在网带式回火炉中加热到450℃,保温1小时,随网带浸入到质量分数为20%的发黑工作液中,在发黑工作液中浸泡90秒后随网带提升出液,将工件用100℃热风烘干,得到外观均匀覆盖完全的发黑工件,且工件外观黑亮美观。将该工件按照GB/T 10125进行5%中性盐雾试验,52小时无锈蚀。
实施例1制得的发黑液连续使用三个月发黑效果稳定,发黑槽底部未见高分子树脂沉积物。
实施例2
将40份巴西棕榈蜡乳液、0.5份单乙醇胺、2份聚醚类消泡剂、2份水性黑色色浆、0.5份酞菁蓝、1.0份酞菁绿以及54份自来水混合,将混合物料搅拌均匀后得到蜡乳液型发黑液。
通过质量分数为15%的发黑液处理的余热发黑工件,工件外观黑亮美观,按照GB/T 10125进行5%中性盐雾试验,其耐盐雾试验时间为72小时。
实施例2制得的发黑液连续使用三个月发黑效果稳定,发黑槽底部未见高分子树脂沉积物。
实施例3
将35份石蜡乳液、1份单乙醇胺、1份聚醚类消泡剂、1.5份水性黑色色浆以及61.5份自来水混合,将混合物料搅拌均匀后得到蜡乳液型发黑液。
通过质量分数为10%的发黑液处理的余热发黑工件,工件外观黑亮美观按照GB/T10125进行5%中性盐雾试验,其耐盐雾试验时间为68小时。
实施例3制得的发黑液连续使用三个月发黑效果稳定,发黑槽底部未见高分子树脂沉积物。
本发明采用乳化蜡作为成膜物质的余热发黑液在使用过程中,由于发黑槽底部不产生高分子树脂沉淀,从而在一定程度上减少停产清槽的时间,达到提高生产效率的目的。本发明发黑液可广泛应用于各种规格的紧固件、链片、弹簧、预应力锚具以及各类机械和汽车零部件的发黑处理。特别适用于连续化生产工艺中对发黑工件外观有黑亮要求,生产节奏快的工况。通过使用本发明发黑液处理的工件,具有发黑膜层均匀,外观黑亮,膜层致密,耐蚀性高的特点,符合GB/T15519规定的草酸点滴实验和硫酸铜点滴实验的要求,按照GB/T10125规定,进行5%中性盐雾试验,发黑工件可达到72小时内无锈蚀。

Claims (1)

1.乳化蜡作为成膜剂在工件余热发黑方面的应用,其特征在于:所述余热发黑采用的余热发黑液由如下质量份数的组分组成:40份巴西棕榈蜡乳液、0.5份单乙醇胺、2份聚醚类消泡剂、2份水性黑色浆、0.5份酞菁蓝、1.0份酞菁绿以及54份自来水;上述余热发黑液采用如下方法制备而成:将40份巴西棕榈蜡乳液、0.5份单乙醇胺、2份聚醚类消泡剂、2份水性黑色浆、0.5份酞菁蓝、1.0份酞菁绿以及54份自来水混合,将混合物料搅拌均匀后得到蜡乳液型发黑液。
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