CN114836742A - 一种新型陶化表面处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型陶化表面处理工艺，包括如下步骤：步骤S1、两次脱脂，步骤S2、两次水洗，步骤S3、两次酸洗，步骤S4、两次中和，步骤S5、复水洗，步骤S6、陶化，步骤S7、纯水洗，步骤S8、烘烤；本发明的有益效果是，该新型陶化表面处理工艺处理的金属，金属表面会形成锆酸盐沉淀，锆酸盐沉淀与水分子一起形成成膜物质，以Zr为膜晶核不断堆积，晶核基础长达成为晶粒，无数个晶粒堆积形成转化膜陶化处理工艺无需加温槽液更换频率低处理成本少、耐腐蚀性和涂装结合力高、无磷排放适用于环保要求、工艺简单无磷化渣。
Description
技术领域
本发明涉及金属处理技术领域，特别是一种新型陶化表面处理工艺。
背景技术
目前在金属表面处理行业多为锌系磷化，成分含有重金属(磷)现无法满足国家环保要求，锌系磷化产品稳定性不足，现有锌系磷化需要加温处理，易产生磷化渣结晶增加清理工作量及能源费用增加，并且大大提升了磷化渣转移费用，鉴于此，针对上述问题深入研究，遂有本案产生。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种新型陶化表面处理工艺，解决了现有的背景技术问题。
实现上述目的本发明的技术方案为：一种新型陶化表面处理工艺，包括如下步骤：步骤S1、两次脱脂，步骤S2、两次水洗，步骤S3、两次酸洗，步骤S4、两次中和，步骤S5、复水洗，步骤S6、陶化，步骤S7、纯水洗，步骤S8、烘烤；
S1：将金属加入陶化处理设备，采用加入游离碱的脱脂液进行两次脱脂，第一次脱脂和第二次脱脂的时间均设定在5-6min；
S2：对脱脂后的金属进行两次水洗，水洗温度设定在RT常温，第一次水洗以及第二次水洗的时间设定在1-2min；
S3：对水洗后的金属进行两次酸洗，在酸洗液中加入游离酸，第一次酸洗以及第二次水洗的时间设定在5-6min；
S4：对酸洗后的金属进行两次中和，第一次采用弱碱水中和，第二次采用强碱水中和，中和过程中，经过脱脂以及酸洗过程，使属表面H+浓度降低：Fe-2e-Fe,2H++2e-2H，采用纳米硅ZrO2对酸洗后的金属进行中和Zro2+4H＝Zr+2H2o式中Zr为原产物；
S5：对中和后的金属进行复水洗，第三次水洗时间设定在1-2分钟，第四次水洗采用纯水进行1-2分钟的水洗，第三次水洗以及第四次水洗的温度设定在RT常温，H2ZrF6+H+＝ZrF62-+2H+由于表面的H+浓度急剧下滑，导致锆酸根各级离解平衡向右移动，最终为ZrF6-；
S6：对步骤S5中得到的金属进行陶化处理，陶化温度为RT常温，时间为5min，陶化采用纳米锆酸盐沉淀结晶成膜Fe2++ZrF62-+H2O＝FeZr6+2H20当表面离解出的ZrF6-,与溶解中金属离子Fe2+达到溶度积常数Ksp时，就会形成锆酸盐沉淀，锆酸盐沉淀与水分子一起形成成膜物质；
S7：对陶化后的金属进行纯水洗，纯水洗温度为RT常温，时间为1-2min；
S8：对纯水洗后的金属进行25-30分钟的烘烤，温度设定在155-190℃。
所述步骤S7-步骤S8之间增加一道防锈纯水洗工艺，防锈纯水洗温度设定在RT常温，防锈纯水洗时间设定在1-2min。
所述步骤S1中第一次脱脂的温度设定在50-60℃，1立方脱脂液中加入20-30ml的游离碱，第二次脱脂的温度设定在40-50℃，1立方脱脂液中加入15-25ml的游离碱。
所述步骤S2中第一次水洗的电导率小于5000us，第二次水洗的电导率小于1000us。
所述步骤S3中第一次酸洗的温度设定在45-60℃，1立方酸洗液加入游离酸10-14ml，第二次酸洗的温度设定在40-55℃，1立方酸洗液加入游离碱5-8ml。
所述步骤S4中第一次中和采用RT常温的中和液，中和PH大于10，第二次采用温度50-60℃的中和液，中和PH大于12。
所述步骤S5中第三次水洗的PH设定在8.5-11，第四次的水洗PH设定在8.5-9.5。
所述步骤S6中陶化时PH设定在3.8-6.0。
所述步骤S7中纯水洗的PH设定在8.0-9.5，防锈纯水洗的PH设定在8.3-9.5之间。
所述步骤S8中烘烤的温度优选设定在160-185℃之间。
利用本发明的技术方案制作的该新型陶化表面处理工艺处理的金属，金属表面会形成锆酸盐沉淀，锆酸盐沉淀与水分子一起形成成膜物质，以Zr为膜晶核不断堆积，晶核基础长达成为晶粒，无数个晶粒堆积形成转化膜陶化处理工艺无需加温槽液更换频率低处理成本少、耐腐蚀性和涂装结合力高、无磷排放适用于环保要求、工艺简单无磷化渣。
附图说明
图1为本发明所述一种新型陶化表面处理工艺的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1所示。
通过本领域人员，将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不在对电气控制做说明。
实施例：根据说明书附图1可知，本案公开了一种新型陶化表面处理工艺，包括如下步骤：
将金属加入陶化处理设备，采用加入游离碱的脱脂液进行两次脱脂，第一次脱脂和第二次脱脂的时间均设定在5-6min，第一次脱脂的温度设定在50-60℃，1立方脱脂液中加入20-30ml的游离碱，第二次脱脂的温度设定在40-50℃，1立方脱脂液中加入15-25ml的游离碱；
对脱脂后的金属进行两次水洗，水洗温度设定在RT常温，第一次水洗以及第二次水洗的时间设定在1-2min，第一次水洗的电导率小于5000us，第二次水洗的电导率小于1000us；
对水洗后的金属进行两次酸洗，在酸洗液中加入游离酸，第一次酸洗以及第二次水洗的时间设定在5-6min，第一次酸洗的温度设定在45-60℃，1立方酸洗液加入游离酸10-14ml，第二次酸洗的温度设定在40-55℃，1立方酸洗液加入游离碱5-8ml；
对酸洗后的金属进行两次中和，第一次采用弱碱水中和，第二次采用强碱水中和，中和过程中，经过脱脂以及酸洗过程，使属表面H+浓度降低：Fe-2e-Fe,2H++2e-2H，采用纳米硅ZrO2对酸洗后的金属进行中和Zro2+4H＝Zr+2H2o式中Zr为原产物，第一次中和采用RT常温的中和液，中和PH大于10，第二次采用温度50-60℃的中和液，中和PH大于12；
对中和后的金属进行复水洗，第三次水洗时间设定在1-2分钟，第四次水洗采用纯水进行1-2分钟的水洗，第三次水洗以及第四次水洗的温度设定在RT常温，H2ZrF6+H+＝ZrF62-+2H+由于表面的H+浓度急剧下滑，导致锆酸根各级离解平衡向右移动，最终为ZrF6-，第三次水洗的PH设定在8.5-11，第四次的水洗PH设定在8.5-9.5；
对上述步骤中得到的金属进行陶化处理，陶化温度为RT常温，时间为5min，陶化采用纳米锆酸盐沉淀结晶成膜Fe2++ZrF62-+H2O＝FeZr6+2H20当表面离解出的ZrF6-,与溶解中金属离子Fe2+达到溶度积常数Ksp时，就会形成锆酸盐沉淀，锆酸盐沉淀与水分子一起形成成膜物质，陶化时PH设定在3.8-6.0；
对上述步骤陶化后的金属进行纯水洗，纯水洗温度为RT常温，时间为1-2min，纯水洗的PH设定在8.0-9.5；
对上述纯水洗后的金属进行防锈纯水洗工艺，防锈纯水洗温度设定在RT常温，防锈纯水洗时间设定在1-2min，防锈纯水洗的PH设定在8.3-9.5之间；
对上述步骤纯水洗后的金属进行25-30分钟的烘烤，温度设定在155-190℃，烘烤的温度优选设定在160-185℃之间。
经过该新型陶化表面处理工艺处理的金属，金属表面会形成锆酸盐沉淀，锆酸盐沉淀与水分子一起形成成膜物质，以Zr为膜晶核不断堆积，晶核基础长达成为晶粒，无数个晶粒堆积形成转化膜陶化处理工艺无需加温槽液更换频率低处理成本少、耐腐蚀性和涂装结合力高、无磷排放适用于环保要求、工艺简单无磷化渣。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新型陶化表面处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、两次脱脂，步骤S2、两次水洗，步骤S3、两次酸洗，步骤S4、两次中和，步骤S5、复水洗，步骤S6、陶化，步骤S7、纯水洗，步骤S8、烘烤；
S1：将金属加入陶化处理设备，采用加入游离碱的脱脂液进行两次脱脂，第一次脱脂和第二次脱脂的时间均设定在5-6min；
S2：对脱脂后的金属进行两次水洗，水洗温度设定在RT常温，第一次水洗以及第二次水洗的时间设定在1-2min；
S3：对水洗后的金属进行两次酸洗，在酸洗液中加入游离酸，第一次酸洗以及第二次水洗的时间设定在5-6min；
S4：对酸洗后的金属进行两次中和，第一次采用弱碱水中和，第二次采用强碱水中和，中和过程中，经过脱脂以及酸洗过程，使属表面H+浓度降低：Fe-2e-Fe,2H++2e-2H，采用纳米硅ZrO2对酸洗后的金属进行中和Zro2+4H＝Zr+2H2o式中Zr为原产物；
S5：对中和后的金属进行复水洗，第三次水洗时间设定在1-2分钟，第四次水洗采用纯水进行1-2分钟的水洗，第三次水洗以及第四次水洗的温度设定在RT常温，H2ZrF6+H+＝ZrF62-+2H+由于表面的H+浓度急剧下滑，导致锆酸根各级离解平衡向右移动，最终为ZrF6-；
S6：对步骤S5中得到的金属进行陶化处理，陶化温度为RT常温，时间为5min，陶化采用纳米锆酸盐沉淀结晶成膜Fe2++ZrF62-+H2O＝FeZr6+2H20当表面离解出的ZrF6-,与溶解中金属离子Fe2+达到溶度积常数Ksp时，就会形成锆酸盐沉淀，锆酸盐沉淀与水分子一起形成成膜物质；
S7：对陶化后的金属进行纯水洗，纯水洗温度为RT常温，时间为1-2min；
S8：对纯水洗后的金属进行25-30分钟的烘烤，温度设定在155-190℃。
2.根据权利要求1所述的一种新型陶化表面处理工艺，其特征在于，所述步骤S7-步骤S8之间增加一道防锈纯水洗工艺，防锈纯水洗温度设定在RT常温，防锈纯水洗时间设定在1-2min。
3.根据权利要求1所述的一种新型陶化表面处理工艺，其特征在于，所述步骤S1中第一次脱脂的温度设定在50-60℃，1立方脱脂液中加入20-30ml的游离碱，第二次脱脂的温度设定在40-50℃，1立方脱脂液中加入15-25ml的游离碱。
4.根据权利要求1所述的一种新型陶化表面处理工艺，其特征在于，所述步骤S2中第一次水洗的电导率小于5000us，第二次水洗的电导率小于1000us。
5.根据权利要求1所述的一种新型陶化表面处理工艺，其特征在于，所述步骤S3中第一次酸洗的温度设定在45-60℃，1立方酸洗液加入游离酸10-14ml，第二次酸洗的温度设定在40-55℃，1立方酸洗液加入游离碱5-8ml。
6.根据权利要求1所述的一种新型陶化表面处理工艺，其特征在于，所述步骤S4中第一次中和采用RT常温的中和液，中和PH大于10，第二次采用温度50-60℃的中和液，中和PH大于12。
7.根据权利要求1所述的一种新型陶化表面处理工艺，其特征在于，所述步骤S5中第三次水洗的PH设定在8.5-11，第四次的水洗PH设定在8.5-9.5。
8.根据权利要求1所述的一种新型陶化表面处理工艺，其特征在于，所述步骤S6中陶化时PH设定在3.8-6.0。
9.根据权利要求1所述的一种新型陶化表面处理工艺，其特征在于，所述步骤S7中纯水洗的PH设定在8.0-9.5，防锈纯水洗的PH设定在8.3-9.5之间。
10.根据权利要求1所述的一种新型陶化表面处理工艺，其特征在于，所述步骤S8中烘烤的温度优选设定在160-185℃之间。
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