CN112375989A - 一种耐腐蚀浴室挂件及其表面处理方法 - Google Patents

一种耐腐蚀浴室挂件及其表面处理方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及浴室挂件领域，具体公开了一种耐腐蚀浴室挂件及其表面处理方法。一种耐腐蚀浴室挂件，包括不锈钢材料的浴室挂件本体，其特征在于，不锈钢由包含以下组份，C、Cr、Ni、Mn、Si、P、S、Al、N、Sn、Fe和杂质。耐腐蚀浴室挂件的表面处理方法如下：步骤1，将浴室挂件本体用砂纸打磨后，经醋酸溶液浸泡，得到预处理后的浴室挂件本体；步骤2，电镀处理液的配制；步骤3，浴室挂件本体作为阴极，镀层金属为阳极进行电镀处理。本浴室挂件具有紧密的电镀层，其表面还经过硝酸镝处理，其具有较好的硬度与耐腐蚀性能。

Description

一种耐腐蚀浴室挂件及其表面处理方法
技术领域
本申请涉及浴室挂件领域，更具体地说，它涉及一种耐腐蚀浴室挂件及其表面处理方法。
背景技术
浴室挂件主要用于放置毛巾、浴巾，且其使用场所一般为浴室或洗手池附近，环境较为潮湿。
浴室挂件包括，挂衣服、毛巾的挂件、摆放干净衣服的挂件、放漱口杯、肥皂的挂件、放护肤用品的挂件、放厕纸、马桶刷的挂件等。
许多浴室挂件为合金制品，但浴室挂件所处潮湿环境，使浴室挂件容易被腐蚀。
发明内容
为了改善使浴室挂件容易被腐蚀的问题，本申请提供一种耐腐蚀浴室挂件及其表面处理方法。
第一方面，本申请提供一种耐腐蚀浴室挂件，采用如下的技术方案：
一种耐腐蚀浴室挂件，包括不锈钢材料的浴室挂件本体，不锈钢由包含以下重量百分数的原料制成：
C：0.12%以下；
Cr：17-19%；
Ni：10.5-13.0%；
Mn：2.0%以下；
Si：0.05-1.0%；
P：0.7-4%；
S：0.03%以下；
Al：3.0-5.0%；
N：0.04%以下；
Sn：0.01-0.2%；
剩余部分包括Fe和杂质。
通过上述技术方案，通过添加Cr、Ni等元素，使本浴巾架具有较好的耐腐蚀能力。
第二方面，本申请提供一种耐腐蚀浴室挂件的表面处理方法，采用如下的技术方案：
一种耐腐蚀浴室挂件的表面处理方法，包括以下步骤：
步骤1，预处理，将浴室挂件本体用砂纸打磨后，放入浓度为12-30g/L的醋酸溶液中浸泡5-15min，水洗、干燥，得到预处理后的浴室挂件本体；
步骤2，电镀处理液的配制，以水为溶剂配制三氯化镝浓度为100-1000mg/L、镀层金属盐浓度为0.1-200g/L的电镀处理液；
步骤3，电镀处理，将预处理后的浴室挂件本体放入电镀处理液中通入1-2A/dm2的电流进行电镀，浴室挂件本体作为阴极，镀层金属为阳极，电镀时间为5-10min，得到电镀处理后的浴室挂件本体。
通过采用上述技术方案，得到电镀处理后的浴室挂件本体，电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化，提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性等作用。在浴室挂件本体表面镀一层较纯的锌，使浴室挂件表面的耐腐蚀能力提高。
镝（Dy）为镧系元素，镧系元素中电子排布是相继填入内层4f能级的，由于f能级太过于分散，在空间中其伸展大小又显得比较大，以至于4f电子对原子核的屏蔽不完全，不能像s、p、d能级中电子那样能有效屏蔽原子核，使镝具有较强的内吸附能力；同时镝在空气中较稳定，高温下易被空气和水氧化，但室温下较稳定，室温下能与水反应，生成氧化镝。
浴室挂件被电镀时，镝离子能吸附浴室挂件表面，且优先吸附在浴室挂件的晶体缺陷处（错位和晶界等），改变电镀金属离子浴室挂件表面正常形核，从而使镀层形成的结构更加细致，能更好的隔绝氧气，从而提高浴室挂件的耐腐蚀性能。浴室挂件添加有一定含量的Al，Al在空气中较稳定，且铝最外层电子个数为3，有助于三价镝离子的吸附。
可选的，所述电镀处理液中还包括如下浓度的原料：10-15g/L的六偏磷酸钠，5-10g/L的铝酸钠，2-5g/L的四硼酸钠，2-4g/L的过氧化氢。
通过采用上述技术方案，电镀后，六偏磷酸钠、铝酸钠能在浴室挂件表面形成具有耐腐蚀能力的膜，四硼酸钠为缓冲剂，过氧化氢为促进剂，六偏磷酸钠、铝酸钠成膜后具有较好的硬度、耐腐蚀性，有助于改善金属镀层的耐腐蚀性、耐磨性。同时六偏磷酸钠、铝酸钠形成的膜与氯化镝具有较好的亲和性，使膜附着更加均匀、紧密。
可选的，所述电镀处理液的pH值用pH调节剂调为12-13。
通过上述相关技术，由于镝元素的电负性较低，在碱性条件下时，镝容易以正离子的形式存在，起到催化作用，加速了电镀的速度。
可选的，所述pH调节剂为氢氧化钠。
通过上诉技术方案，氢氧化钠为强碱，调节pH效率较高，且价格低廉，且电镀处理液中本身有含有六偏磷酸钠、铝酸钠四硼酸钠带入的钠离子，采用氢氧化钠座pH调节剂不易引入新的榨汁离子。
可选的，所述镀层金属盐为氯化锌，所述镀层金属为锌块。
通过上述技术方案，在浴室挂件表面镀一层锌，锌具有优良的抗大气腐蚀性能，在常温下表面易生成一层保护膜，具有较好的防腐能力。
可选的，所述表面处理还包括步骤4，具体过程如下：将电镀后的浴室挂件本体浸泡100-200mg/L的硝酸镝的水溶液，浸泡时间为30-60min，经干燥得到硝酸镝处理后的浴室挂件本体。
通过上述技术方案，浸泡硝酸镝的水溶液的浴室挂件在其表面覆盖一层转化膜，此膜能阻断氧气和电子的在金属表面与溶液之间的转移，从而降低了腐蚀速率，其具有较好的防腐能力与物理强度，提高浴室挂件的耐腐蚀能力。
可选的，所述硝酸镝的水溶液的pH值为6.5-13。
通过上述技术方案，在中性或碱性条件下，镝离子能与水缓慢反应在浴室挂件表面生成氧化镝、氢氧化镝，氧化镝、氢氧化镝具有较好的耐腐蚀作用，而酸性条件下，对氢氧化镝的生成具有抑制作用。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请在电镀处理液中加入三氯化镝，使电镀层结构更加细致，从而提高浴室挂件的耐腐蚀能力。
2、通过在电镀处理液中加入六偏磷酸钠、铝酸钠、四硼酸钠、过氧化氢，使电镀层的耐腐蚀能力、硬度提高。
4、通过硝酸镝处理，使浴室挂件表面形成转化膜，提高浴室挂件的耐腐蚀能力。
3、通过调节电镀处理液的pH为12-13，提高了电镀效率。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例1：
一种耐腐蚀浴室挂件，包括浴室挂件本体，浴室挂件本体为不锈钢材料，不锈钢由包含以下重量百分数的原料制成：
C：0.04%；
Cr：17%；
Ni：10.5%；
Mn：1.0%；
Si：0.05%；
P：0.7%；
S：0.01%；
Al：3.0%；
N：0.01%；
Sn：0.01%；
剩余部分包括Fe和杂质。
一种耐腐蚀浴室挂件的表面处理方法包括如下步骤：
步骤1，预处理，将浴室挂件本体打磨后，放入浓度为12g/L的醋酸溶液中浸泡5min，取出后水洗、干燥，得到预处理后的浴室挂件本体；
步骤2，电镀处理液的配制，以水为溶剂配置电镀处理液，所述电镀处理液包括如下浓度的原料：100mg/L的三氯化镝，100g/L的氯化锌，将pH调节为7；
步骤3，电镀处理，将预处理后的浴室挂件本体放入电镀处理液中通入1A/dm2的电流进行电镀，浴室挂件本体作为阴极，锌块为阳极，电镀时间为5min，得到电镀处理后的浴室挂件本体。
实施例2：
一种耐腐蚀浴室挂件，包括浴室挂件本体，浴室挂件本体为不锈钢材料，不锈钢由包含以下重量百分数的原料制成：
C：0.12%；
Cr：19%；
Ni：13.0%；
Mn：2.0%；
Si：1.0%；
P：4%；
S：0.03%；
Al：5.0%；
N：0.04%；
Sn：0.2%；
剩余部分包括Fe和杂质。
一种耐腐蚀浴室挂件的表面处理方法包括如下步骤：
步骤1，预处理，将浴室挂件本体打磨后，放入浓度为30g/L的醋酸溶液中浸泡15min，取出后水洗、干燥，得到预处理后的浴室挂件本体；
步骤2，电镀处理液的配制，以水为溶剂配置电镀处理液，所述电镀处理液包括如下浓度的原料：1000mg/L的三氯化镝，200g/L的氯化锌，将pH调节为7；
步骤3，电镀处理，将预处理后的浴室挂件本体放入电镀处理液中通入2A/dm2的电流进行电镀，浴室挂件本体作为阴极，锌块为阳极，电镀时间为10min，得到电镀处理后的浴室挂件本体。
实施例3：
一种耐腐蚀浴室挂件，包括浴室挂件本体，浴室挂件本体为不锈钢材料，不锈钢由包含以下重量百分数的原料制成：
C：0.1%；
Cr：18%；
Ni：12%；
Mn：1.5%；
Si：0.07%；
P：2.5%；
S：0.2%；
Al：4.0%；
N：0.03%；
Sn：0.1%；
剩余部分包括Fe和杂质。
一种耐腐蚀浴室挂件的表面处理方法包括如下步骤：
步骤1，预处理，将浴室挂件本体打磨后，放入浓度为20g/L的醋酸溶液中浸泡10min，取出后水洗、干燥，得到预处理后的浴室挂件本体；
步骤2，电镀处理液的配制，以水为溶剂配置电镀处理液，所述电镀处理液包括如下浓度的原料：500mg/L的三氯化镝，150g/L的氯化锌，将pH调节为7；
步骤3，电镀处理，将预处理后的浴室挂件本体放入电镀处理液中通入2A/dm2的电流进行电镀，浴室挂件本体作为阴极，锌块为阳极，电镀时间为7min，得到电镀处理后的浴室挂件本体。
实施例4：
与实施例3的区别在于，电镀处理液中还包括如下浓度的原料：10g/L的六偏磷酸钠，5g/L的铝酸钠，2g/L的四硼酸钠，2g/L的过氧化氢。
实施例5：
与实施例3的区别在于，电镀处理液中还包括如下浓度的原料：15g/L的六偏磷酸钠，10g/L的铝酸钠，5g/L的四硼酸钠，4g/L的过氧化氢。
实施例6:
与实施例3的区别在于，电镀处理液中还包括如下浓度的原料：12g/L的六偏磷酸钠，8g/L的铝酸钠，4g/L的四硼酸钠，3g/L的过氧化氢。
实施例7：
与实施例3的区别在于，电镀处理液的pH值用氢氧化钠调为12。
实施例8：
与实施例3的区别在于，表面处理还包括步骤4，具体过程如下：将电镀后的浴室挂件本体浸泡100mg/L的硝酸镝的水溶液,硝酸镝的水溶液用磷酸调节pH为6，浸泡时间为30min，经干燥得到硝酸镝后的浴室挂件本体。
实施例9：
与实施例3的区别在于，表面处理还包括步骤4，具体过程如下：将电镀后的浴室挂件本体浸泡200mg/L的硝酸镝的水溶液，浸泡时间为60min，经干燥得到硝酸镝处理后的浴室挂件本体。
实施例10：
与实施例3的区别在于，表面处理还包括步骤4，具体过程如下：将电镀后的浴室挂件本体浸泡150mg/L的硝酸镝的水溶液，浸泡时间为45min，经干燥得到硝酸镝处理后的浴室挂件本体。
实施例11：
与实施例10的区别在于，硝酸镝的水溶液的pH值为6.5。
实施例12：
与实施例10的区别在于，硝酸镝的水溶液的pH值为10。
实施例13：
与实施例10的区别在于，硝酸镝的水溶液的pH值为13。
对比例1：
与实施例3的区别在于，电镀处理液不添加三氯化镝。
对比例2：
与实施例3的区别在于，用三氯化铈等量代替三氯化镝。
对比例3：
与实施例3的区别在于，浴室挂件本体材料不含铝。
性能检测试验
盐雾腐蚀试验：
参照GB/T10125-2012《人造气氛腐蚀实验盐雾试验》对实施例及对比例的耐腐蚀浴室挂件进行中性盐雾试验（NSS试验）。试验1000h后进行测试，实验结果详见表1。
表1盐雾试验单位面积质量损失
1000h（mg/cm<sup>2</sup>）
实施例1 234
实施例2 228
实施例3 225
实施例4 180
实施例5 171
实施例6 168
实施例7 162
实施例8 183
实施例9 186
实施例10 189
实施例11 162
实施例12 150
实施例13 135
对比例1 456
对比例2 324
对比例3 336
结合实施例3和实施例4-6并结合表1可以看出，六偏磷酸钠、铝酸钠形成的膜后具有较好的耐腐蚀性，有助于改善金属镀层的耐腐蚀性、耐磨性。同时六偏磷酸钠、铝酸钠形成的膜与氯化镝具有较好的亲和性，使膜附着在浴室挂件表面时更加均匀、紧密，从而提高了浴室挂件的能力。
结合实施例3和实施例7并结合表1可以看出，将电镀处理液的pH值调为12-13有助于提高浴室挂件的耐腐蚀能力，由于镝元素的电负性较低，在碱性条件下时，镝容易以正离子的形式存在，起到催化作用，加速了电镀的速度，使相同时间内，镀层加厚，使浴室挂件的耐腐蚀能力提高。
结合实施例3和实施例8-10并结合表1可以看出，将浴室挂件放入硝酸镝内进行浸泡，使浴室挂件的表面生成并覆盖氧化镝、氢氧化镝，其具有较好的耐腐蚀能力，使浴室挂件的耐腐蚀能力提高。
结合实施例8和实施例11-13并结合表1可以看出，硝酸镝的pH中性或碱性时，镝离子更容易与水反应，在浴室挂件表面生成氧化镝、氢氧化镝，氧化镝、氢氧化镝具有较好的耐腐蚀作用，而酸性条件下，对氢氧化镝的生成具有一定抑制作用。
结合实施例3和对比例1并结合表1可以看出，在电镀处理液中加入三氯化镝使浴室挂件的耐腐蚀能力明显提高，镝具有较强的内吸附能力，镝离子能吸附待电镀金属表面，且优先吸附在浴室挂件的晶体缺陷处（错位和晶界等），改变电镀金属离子浴室挂件表面正常形核，从而使镀层形成的结构更加细致，进而提高浴室挂件的耐腐蚀性能。
结合实施例3和对比例2并结合表1可以看出，镝与铈同为镧系元素，镧系元素的原子半径随着原子序数的增加而逐渐减小的现象，即镝的原子半径小于铈的原子半径，但镝的中子、质子数目较多，使其比铈具有更强的内吸附能力，镝吸附在浴室挂件表面时，其空间位阻作用小且吸附力大，使电镀层结构更加均匀、紧密，使浴室挂件的内复式能力提高。
结合实施例3和对比例3并结合表1可以看出，铝最外层电子个数为3，有助于三价镝离子的吸附，使浴室挂件的表面镀层结构更加紧密，使耐腐蚀性能提高。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种耐腐蚀浴室挂件，包括不锈钢材料的浴室挂件本体，其特征在于，不锈钢由包含以下重量百分数的原料制成：
C：0.12%以下；
Cr：17-19%；
Ni：10.5-13.0%；
Mn：2.0%以下；
Si：0.05-1.0%；
P：0.7-4%；
S：0.03%以下；
Al：3.0-5.0%；
N：0.04%以下；
Sn：0.01-0.2%；
剩余部分包括Fe和杂质。
2.权利要求1所述的耐腐蚀浴室挂件的表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，预处理，将浴室挂件本体打磨后，放入浓度为12-30g/L的醋酸溶液中浸泡5-15min，取出后水洗、干燥，得到预处理后的浴室挂件本体；
步骤2，电镀处理液的配制，以水为溶剂配置电镀处理液，所述电镀处理液包括如下浓度的原料：100-1000mg/L的三氯化镝，100-200g/L的镀层金属盐；
步骤3，电镀处理，将预处理后的浴室挂件本体放入电镀处理液中通入1-2A/dm2的电流进行电镀，浴室挂件本体作为阴极，镀层金属为阳极，电镀时间为5-10min，得到电镀处理后的浴室挂件本体。
3.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀浴室挂件的表面处理方法，其特征在于：所述电镀处理液中还包括如下浓度的原料：10-15g/L的六偏磷酸钠，5-10g/L的铝酸钠，2-5g/L的四硼酸钠，2-4g/L的过氧化氢。
4.根据权利要求3所述的一种耐腐蚀浴室挂件的表面处理方法，其特征在于：所述电镀处理液的pH值用pH调节剂调为12-13。
5.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀浴室挂件，其特征在于：所述pH调节剂为氢氧化钠。
6.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀浴室挂件的表面处理方法，其特征在于：所述镀层金属盐为氯化锌，所述镀层金属为锌块。
7.根据权利要求2所述的一种耐腐蚀浴室挂件的表面处理方法，其特征在于：所述表面处理还包括步骤4，具体过程如下：将电镀后的浴室挂件本体浸泡100-200mg/L的硝酸镝的水溶液，浸泡时间为30-60min，经干燥得到硝酸镝处理后的浴室挂件本体。
8.根据权利要求7所述的一种耐腐蚀浴室挂件的表面处理方法，其特征在于：所述硝酸镝的水溶液的pH值为6.5-13。
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