CN112095095A - 一种钢板的绒毛式磷化处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢板的绒毛式磷化处理工艺，属于工程机械技术领域，本发明可以实现在传统磷化工艺的基础上，创新性的引入分区钢网来控制钢板上喷丸处理区域，然后沿喷丸处理区域预埋上兜底连球后进行冷冻，并在冷冻处理后进行磷化处理，引导磷化膜的形成及辐射，而在喷丸处理的凹陷区域内，迫使其内的兜底连球软化后，利用引入的接毛装置将滞留绒毛扦插至兜底连球内，固化后形成高强度的整体，不仅可以提高磷化膜的强度，可以对磷化膜进行覆盖防护，同时在后续树脂粘合剂的结合上，可以明显改善树脂粘合剂与钢板之间的表面粘结特性，大幅提升粘接力来抵抗复杂的外界受力环境。

Description

一种钢板的绒毛式磷化处理工艺
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，更具体地说，涉及一种钢板的绒毛式磷化处理工艺。
背景技术
工程机械是装备工业的重要组成部分。概括地说，凡土石方施工工程、路面建设与养护、流动式起重装卸作业和各种建筑工程所需的综合性机械化施工工程所必需的机械装备，称为工程机械。工程机械的加工制造中必然少不了钢材的使用，现有的加工制造工艺中，多存在着钢材与金属或非金属通过树脂粘合剂粘结的形式，而为了提升此类粘结形式的使用稳定性，需要增强两工件间的粘结力，而提升粘结力的方法有提升树脂粘合剂的特性，改善树脂粘合剂与钢材、金属、非金属等的表面粘结特性等，目前人们多注重于树脂粘合剂的性能改善，而对后者的研究较少。
目前现有技术中大多采用对钢板进行磷化处理的方式，从而提高与树脂粘合剂的结合力，磷化是常用的前处理技术，原理上应属于化学转换膜处理，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。磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。
磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑作用。
但是仅仅依靠磷化处理，工件件的粘接力提升有限，且十分依赖磷化工艺的处理质量，尤其是在受力复杂的工件加工上，工件之间的粘接力不够，容易导致设备损坏。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种钢板的绒毛式磷化处理工艺，可以实现在传统磷化工艺的基础上，创新性的引入分区钢网来控制钢板上喷丸处理区域，然后沿喷丸处理区域预埋上兜底连球后进行冷冻，并在冷冻处理后进行磷化处理，引导磷化膜的形成及辐射，而在喷丸处理的凹陷区域内，迫使其内的兜底连球软化后，利用引入的接毛装置将滞留绒毛扦插至兜底连球内，固化后形成高强度的整体，不仅可以提高磷化膜的强度，可以对磷化膜进行覆盖防护，同时在后续树脂粘合剂的结合上，可以明显改善树脂粘合剂与钢板之间的表面粘结特性，大幅提升粘接力来抵抗复杂的外界受力环境。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种钢板的绒毛式磷化处理工艺，包括以下步骤：
S1、预处理：先对待处理的钢板进行表面化学除油、清水冲洗、沥水干燥处理后；
S2、喷丸处理：在钢板表面固定上分区钢网，再将其放入到喷丸机内，对钢板进行喷丸处理后取出备用；
S3、冷冻处理：取适量的兜底连球均匀平铺在固定有分区钢网的一面，雾化喷洒一层防锈液后再移放入冷库内进行冷冻处理；
S4、磷化处理：将冷冻处理后的钢板浸入到磷化处理液中进行磷化处理，取出备用；
S5、干燥处理：用去离子水对磷化处理后的钢板冲洗一次后，再将其放入到干燥箱内进行干燥处理，完成后取出即可；
S6、接毛处理：将钢板放置于接毛装置上，先加热促使钢板上的兜底连球软化，然后将滞留绒毛扦插至兜底连球内，最后冷却固化后取下分区钢网。
进一步的，所述步骤S2中采用S460丸料，所述分区钢网的孔径与S460丸料和兜底连球的粒径比为1:0.4-0.6:0.5-0.8，分区钢网不仅可以控制喷丸处理区域，将凹陷区限制在分区钢网的网孔内，同时也方便后续兜底连球的针对性预埋。
进一步的，所述步骤S3中保持冷冻温度为-5--8℃，冷冻处理3-4h后取出备用。
进一步的，所述步骤S3中的防锈液是防锈剂和水按照质量比1：30-35进行混合而成。
进一步的，所述步骤S4中控制磷化期间磷化处理液的温度为13-15℃，磷化处理时长为20-30min，所述的磷化处理液中各成分及其对应含量为：磷酸二氢钠30-35g/L、磷酸9-12ml/L、硝酸钠3-6g/L、酒石酸1-2g/L、柠檬酸0.5-1g/L、植酸0.5-1.5g/L，余量为水。
进一步的，所述接毛装置包括内置加热设备的机台，所述机台上侧设有顶板，所述机台与顶板之间连接有多根立柱，所述机台与顶板之间还设有安装壳，所述顶板下端与安装壳之间连接有一对液压缸，所述安装壳下端安装有接毛板，且滞留绒毛设置于接毛板的下表面，所述接毛板内安装有电磁铁，接毛装置可以精准的将滞留绒毛扦插至软化后的兜底连球上，然后于固化后形成高强度的整体。
进一步的，所述滞留绒毛包括助合磁头和多根结合绒毛，且结合绒毛镶嵌于助合磁头上，结合绒毛可以充分与树脂粘合剂进行结合，形成高强度的结合，助合磁头则通过增大接触面积来进一步提高结合力，同时以独特的类球性结构特点进行防迁移和脱落，并且可以将多根结合绒毛聚合为一个整体，间接提高抗拉强度。
进一步的，所述滞留绒毛通过带有静电的板吸附上密集分布的结合绒毛靠近表面开设有多个成团孔的接毛板上加工得到，所述成团孔内填充有成团料，且成团孔呈半球状，可以通过静电吸附的效果，迫使结合绒毛以站立的姿态进入到成团孔内从而与成团料进行结合，提高后续扦插效果。
进一步的，所述成团料包括质量比1:2-5的纳米球形四氧化三铁磁粉和环氧树脂胶料混合而成，既赋予助合磁头以磁性，方便接毛板内的电磁铁进行吸附可以保持滞留绒毛的倒立姿态，同时也方便利用磁力作用进行导向，对滞留绒毛进行纠偏。
进一步的，所述兜底连球采用熔点低于钢板的金属材料制成，所述结合绒毛为聚酯或者聚酰胺纤维。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案可以实现在传统磷化工艺的基础上，创新性的引入分区钢网来控制钢板上喷丸处理区域，然后沿喷丸处理区域预埋上兜底连球后进行冷冻，并在冷冻处理后进行磷化处理，引导磷化膜的形成及辐射，而在喷丸处理的凹陷区域内，迫使其内的兜底连球软化后，利用引入的接毛装置将滞留绒毛扦插至兜底连球内，固化后形成高强度的整体，不仅可以提高磷化膜的强度，可以对磷化膜进行覆盖防护，同时在后续树脂粘合剂的结合上，可以明显改善树脂粘合剂与钢板之间的表面粘结特性，大幅提升粘接力来抵抗复杂的外界受力环境。
(2)步骤S2中采用S460丸料，分区钢网的孔径与S460丸料和兜底连球的粒径比为1:0.4-0.6:0.5-0.8，分区钢网不仅可以控制喷丸处理区域，将凹陷区限制在分区钢网的网孔内，同时也方便后续兜底连球的针对性预埋。
(3)接毛装置包括内置加热设备的机台，机台上侧设有顶板，机台与顶板之间连接有多根立柱，机台与顶板之间还设有安装壳，顶板下端与安装壳之间连接有一对液压缸，安装壳下端安装有接毛板，且滞留绒毛设置于接毛板的下表面，接毛板内安装有电磁铁，接毛装置可以精准的将滞留绒毛扦插至软化后的兜底连球上，然后于固化后形成高强度的整体。
(4)滞留绒毛包括助合磁头和多根结合绒毛，且结合绒毛镶嵌于助合磁头上，结合绒毛可以充分与树脂粘合剂进行结合，形成高强度的结合，助合磁头则通过增大接触面积来进一步提高结合力，同时以独特的类球性结构特点进行防迁移和脱落，并且可以将多根结合绒毛聚合为一个整体，间接提高抗拉强度。
(5)滞留绒毛通过带有静电的板吸附上密集分布的结合绒毛靠近表面开设有多个成团孔的接毛板上加工得到，成团孔内填充有成团料，且成团孔呈半球状，可以通过静电吸附的效果，迫使结合绒毛以站立的姿态进入到成团孔内从而与成团料进行结合，提高后续扦插效果。
(6)成团料包括质量比1:2-5的纳米球形四氧化三铁磁粉和环氧树脂胶料混合而成，既赋予助合磁头以磁性，方便接毛板内的电磁铁进行吸附可以保持滞留绒毛的倒立姿态，同时也方便利用磁力作用进行导向，对滞留绒毛进行纠偏。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明接毛装置的结构示意图；
图3为本发明滞留绒毛成型时的结构示意图；
图4为本发明分区钢网的结构示意图；
图5为本发明钢板部分接毛处理后的结构示意图。
图中标号说明：
1机台、2立柱、3顶板、4安装壳、5液压缸、6接毛板、7兜底连球、8助合磁头、9分区钢网、10电磁铁、11成团孔、12结合绒毛。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1，一种钢板的绒毛式磷化处理工艺，包括以下步骤：
S1、预处理：先对待处理的钢板进行表面化学除油、清水冲洗、沥水干燥处理后；
S2、喷丸处理：在钢板表面固定上分区钢网9，再将其放入到喷丸机内，对钢板进行喷丸处理后取出备用；
S3、冷冻处理：取适量的兜底连球7均匀平铺在固定有分区钢网9的一面，雾化喷洒一层防锈液后再移放入冷库内进行冷冻处理，保持冷冻温度为-5℃，冷冻处理3h后取出备用，防锈液是防锈剂和水按照质量比1：30进行混合而成；
S4、磷化处理：将冷冻处理后的钢板浸入到磷化处理液中进行磷化处理，取出备用，控制磷化期间磷化处理液的温度为13℃，磷化处理时长为20min，的磷化处理液中各成分及其对应含量为：磷酸二氢钠30g/L、磷酸9ml/L、硝酸钠3g/L、酒石酸1g/L、柠檬酸0.5g/L、植酸0.5g/L，余量为水；
S5、干燥处理：用去离子水对磷化处理后的钢板冲洗一次后，再将其放入到干燥箱内进行干燥处理，完成后取出即可；
S6、接毛处理：将钢板放置于接毛装置上，先加热促使钢板上的兜底连球7软化，然后将滞留绒毛扦插至兜底连球7内，最后冷却固化后取下分区钢网9。
请参阅图4，步骤S2中采用S460丸料，分区钢网9的孔径与S460丸料和兜底连球7的粒径比为1:0.4:0.5，分区钢网9不仅可以控制喷丸处理区域，将凹陷区限制在分区钢网9的网孔内，同时也方便后续兜底连球7的针对性预埋。
请参阅图2，接毛装置包括内置加热设备的机台1，机台1上侧设有顶板3，机台1与顶板3之间连接有多根立柱2，机台1与顶板3之间还设有安装壳4，顶板3下端与安装壳4之间连接有一对液压缸5，安装壳4下端安装有接毛板6，且滞留绒毛设置于接毛板6的下表面，接毛板6内安装有电磁铁10，接毛装置可以精准的将滞留绒毛扦插至软化后的兜底连球7上，然后于固化后形成高强度的整体。
请参阅图5，滞留绒毛包括助合磁头8和多根结合绒毛12，且结合绒毛12镶嵌于助合磁头8上，结合绒毛12可以充分与树脂粘合剂进行结合，形成高强度的结合，助合磁头8则通过增大接触面积来进一步提高结合力，同时以独特的类球性结构特点进行防迁移和脱落，并且可以将多根结合绒毛12聚合为一个整体，间接提高抗拉强度。
兜底连球7采用熔点低于钢板的金属材料制成，结合绒毛12为聚酯或者聚酰胺纤维。
请参阅图3，滞留绒毛通过带有静电的板吸附上密集分布的结合绒毛12靠近表面开设有多个成团孔11的接毛板6上加工得到，成团孔11内填充有成团料，且成团孔11呈半球状，可以通过静电吸附的效果，迫使结合绒毛12以站立的姿态进入到成团孔11内从而与成团料进行结合，提高后续扦插效果。
成团料包括质量比1:2的纳米球形四氧化三铁磁粉和环氧树脂胶料混合而成，既赋予助合磁头8以磁性，方便接毛板6内的电磁铁10进行吸附可以保持滞留绒毛的倒立姿态，同时也方便利用磁力作用进行导向，对滞留绒毛进行纠偏。
实施例2：
请参阅图1，一种钢板的绒毛式磷化处理工艺，包括以下步骤：
S1、预处理：先对待处理的钢板进行表面化学除油、清水冲洗、沥水干燥处理后；
S2、喷丸处理：在钢板表面固定上分区钢网9，再将其放入到喷丸机内，对钢板进行喷丸处理后取出备用；
S3、冷冻处理：取适量的兜底连球7均匀平铺在固定有分区钢网9的一面，雾化喷洒一层防锈液后再移放入冷库内进行冷冻处理，保持冷冻温度为-6℃，冷冻处理3.5h后取出备用，防锈液是防锈剂和水按照质量比1：32进行混合而成；
S4、磷化处理：将冷冻处理后的钢板浸入到磷化处理液中进行磷化处理，取出备用，控制磷化期间磷化处理液的温度为14℃，磷化处理时长为25min，的磷化处理液中各成分及其对应含量为：磷酸二氢钠32g/L、磷酸10ml/L、硝酸钠4g/L、酒石酸1.5g/L、柠檬酸0.8g/L、植酸1g/L，余量为水；
S5、干燥处理：用去离子水对磷化处理后的钢板冲洗一次后，再将其放入到干燥箱内进行干燥处理，完成后取出即可；
S6、接毛处理：将钢板放置于接毛装置上，先加热促使钢板上的兜底连球7软化，然后将滞留绒毛扦插至兜底连球7内，最后冷却固化后取下分区钢网9。
请参阅图4，步骤S2中采用S460丸料，分区钢网9的孔径与S460丸料和兜底连球7的粒径比为1:0.5:0.6，分区钢网9不仅可以控制喷丸处理区域，将凹陷区限制在分区钢网9的网孔内，同时也方便后续兜底连球7的针对性预埋。
成团料包括质量比1:3的纳米球形四氧化三铁磁粉和环氧树脂胶料混合而成。
其余部分与实施例1保持一致。
实施例3：
请参阅图1，一种钢板的绒毛式磷化处理工艺，包括以下步骤：
S1、预处理：先对待处理的钢板进行表面化学除油、清水冲洗、沥水干燥处理后；
S2、喷丸处理：在钢板表面固定上分区钢网9，再将其放入到喷丸机内，对钢板进行喷丸处理后取出备用；
S3、冷冻处理：取适量的兜底连球7均匀平铺在固定有分区钢网9的一面，雾化喷洒一层防锈液后再移放入冷库内进行冷冻处理，保持冷冻温度为-8℃，冷冻处理4h后取出备用，防锈液是防锈剂和水按照质量比1：35进行混合而成；
S4、磷化处理：将冷冻处理后的钢板浸入到磷化处理液中进行磷化处理，取出备用，控制磷化期间磷化处理液的温度为15℃，磷化处理时长为30min，的磷化处理液中各成分及其对应含量为：磷酸二氢钠35g/L、磷酸12ml/L、硝酸钠3-6g/L、酒石酸2g/L、柠檬酸1g/L、植酸1.5g/L，余量为水；
S5、干燥处理：用去离子水对磷化处理后的钢板冲洗一次后，再将其放入到干燥箱内进行干燥处理，完成后取出即可；
S6、接毛处理：将钢板放置于接毛装置上，先加热促使钢板上的兜底连球7软化，然后将滞留绒毛扦插至兜底连球7内，最后冷却固化后取下分区钢网9。
请参阅图4，步骤S2中采用S460丸料，分区钢网9的孔径与S460丸料和兜底连球7的粒径比为1:0.6:0.8，分区钢网9不仅可以控制喷丸处理区域，将凹陷区限制在分区钢网9的网孔内，同时也方便后续兜底连球7的针对性预埋。
成团料包括质量比1:5的纳米球形四氧化三铁磁粉和环氧树脂胶料混合而成。
其余部分与实施例1保持一致。
本发明可以实现在传统磷化工艺的基础上，创新性的引入分区钢网9来控制钢板上喷丸处理区域，然后沿喷丸处理区域预埋上兜底连球7后进行冷冻，并在冷冻处理后进行磷化处理，引导磷化膜的形成及辐射，而在喷丸处理的凹陷区域内，迫使其内的兜底连球7软化后，利用引入的接毛装置将滞留绒毛扦插至兜底连球7内，固化后形成高强度的整体，不仅可以提高磷化膜的强度，可以对磷化膜进行覆盖防护，同时在后续树脂粘合剂的结合上，可以明显改善树脂粘合剂与钢板之间的表面粘结特性，大幅提升粘接力来抵抗复杂的外界受力环境。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种钢板的绒毛式磷化处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、预处理：先对待处理的钢板进行表面化学除油、清水冲洗、沥水干燥处理后；
S2、喷丸处理：在钢板表面固定上分区钢网(9)，再将其放入到喷丸机内，对钢板进行喷丸处理后取出备用；
S3、冷冻处理：取适量的兜底连球(7)均匀平铺在固定有分区钢网(9)的一面，雾化喷洒一层防锈液后再移放入冷库内进行冷冻处理；
S4、磷化处理：将冷冻处理后的钢板浸入到磷化处理液中进行磷化处理，取出备用；
S5、干燥处理：用去离子水对磷化处理后的钢板冲洗一次后，再将其放入到干燥箱内进行干燥处理，完成后取出即可；
S6、接毛处理：将钢板放置于接毛装置上，先加热促使钢板上的兜底连球(7)软化，然后将滞留绒毛扦插至兜底连球(7)内，最后冷却固化后取下分区钢网(9)。
2.根据权利要求1所述的一种钢板的绒毛式磷化处理工艺，其特征在于：所述步骤S2中采用S460丸料，所述分区钢网(9)的孔径与S460丸料和兜底连球(7)的粒径比为1:0.4-0.6:0.5-0.8。
3.根据权利要求1所述的一种钢板的绒毛式磷化处理工艺，其特征在于：所述步骤S3中保持冷冻温度为-5--8℃，冷冻处理3-4h后取出备用。
4.根据权利要求1所述的一种钢板的绒毛式磷化处理工艺，其特征在于：所述步骤S3中的防锈液是防锈剂和水按照质量比1：30-35进行混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种钢板的绒毛式磷化处理工艺，其特征在于：所述步骤S4中控制磷化期间磷化处理液的温度为13-15℃，磷化处理时长为20-30min，所述的磷化处理液中各成分及其对应含量为：磷酸二氢钠30-35g/L、磷酸9-12ml/L、硝酸钠3-6g/L、酒石酸1-2g/L、柠檬酸0.5-1g/L、植酸0.5-1.5g/L，余量为水。
6.根据权利要求1所述的一种钢板的绒毛式磷化处理工艺，其特征在于：所述接毛装置包括内置加热设备的机台(1)，所述机台(1)上侧设有顶板(3)，所述机台(1)与顶板(3)之间连接有多根立柱(2)，所述机台(1)与顶板(3)之间还设有安装壳(4)，所述顶板(3)下端与安装壳(4)之间连接有一对液压缸(5)，所述安装壳(4)下端安装有接毛板(6)，且滞留绒毛设置于接毛板(6)的下表面，所述接毛板(6)内安装有电磁铁(10)。
7.根据权利要求6所述的一种钢板的绒毛式磷化处理工艺，其特征在于：所述滞留绒毛包括助合磁头(8)和多根结合绒毛(12)，且结合绒毛(12)镶嵌于助合磁头(8)上。
8.根据权利要求7所述的一种钢板的绒毛式磷化处理工艺，其特征在于：所述滞留绒毛通过带有静电的板吸附上密集分布的结合绒毛(12)靠近表面开设有多个成团孔(11)的接毛板(6)上加工得到，所述成团孔(11)内填充有成团料，且成团孔(11)呈半球状。
9.根据权利要求8所述的一种钢板的绒毛式磷化处理工艺，其特征在于：所述成团料包括质量比1:2-5的纳米球形四氧化三铁磁粉和环氧树脂胶料混合而成。
10.根据权利要求1所述的一种钢板的绒毛式磷化处理工艺，其特征在于：所述兜底连球(7)采用熔点低于钢板的金属材料制成，所述结合绒毛(12)为聚酯或者聚酰胺纤维。
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