CN116024559A - 一种皮膜剂及钢材加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢材加工技术领域，具体涉及一种皮膜剂及钢材加工方法。皮膜剂包含氧化锌、氧化镁、钴盐、磷酸和硝酸盐。钢材加工方法包括镀锌步骤，在完成镀锌步骤后执行以下步骤：S1.使用表调剂对钢材进行表面处理，以在钢材表面形成磷化生长点；S2.使用上述皮膜剂对钢材进行磷化处理。在完成镀锌步骤后，使用表调剂及本发明的皮膜剂对钢材进行处理，无需镀镍，就能使加工得到的钢材具有耐磨损性能。加工过程无需镀镍，不会排放出含大量Ni2+的废水，相比传统加工技术对环境无危害。
Description
技术领域
本发明涉及钢材加工技术领域，具体涉及一种皮膜剂及钢材加工方法。
背景技术
传统的钢材加工技术为了提高钢材的耐磨损性能，需要在钢材表面镀镍和锌，以在钢材表面形成镍镀层和锌镀层，但传统的钢材加工技术在镀镍过程中排放出的废水含有大量Ni2+，会对人体健康和生态环境造成严重危害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种皮膜剂及钢材加工方法，对环境无危害，加工得到钢材的耐磨损性能好。
为解决上述问题，本发明提供一种皮膜剂，包含氧化锌、氧化镁、钴盐、磷酸和硝酸盐。
进一步地，皮膜剂中锌离子浓度为1000～1500ppm，镁离子浓度为900～1200ppm，钴离子浓度为14～30ppm，总磷含量为3000～4000mg/L，游离酸度为2.8～3.5PT，总酸度为17～20PT。
进一步地，所述锌离子浓度具体为1200～1300ppm，镁离子浓度具体为1000～1100ppm，钴离子浓度具体为20～25ppm，总磷含量具体为3500～3600游离酸度具体为3.0～3.2PT，总酸度具体为18～19PT。
进一步地，所述锌离子浓度具体为1200ppm，镁离子浓度具体为1100ppm，钴离子浓度具体为25ppm，总磷含量具体为3500mg/L，游离酸度具体为3.0PT，总酸度具体为18PT。
还提供一种钢材加工方法，包括镀锌步骤，在完成镀锌步骤后执行以下步骤：
S1.使用表调剂对钢材进行表面处理，以在钢材表面形成磷化生长点；
S2.使用上述皮膜剂对钢材进行磷化处理。
进一步地，所述步骤S1中，表调剂包含以下组分：钛盐、三聚磷酸钠、焦磷酸钠和EDTA。
进一步地，所述表调剂的配槽比例为2‰～4‰。
进一步地，所述步骤S1的表面处理具体是在常温下进行的，处理时间为2～3秒。
进一步地，所述步骤S2磷化处理的方式采用浸泡、喷涂和刷涂这三种方式中的一种或几种。
进一步地，步骤S2具体采用浸泡的方式对钢材进行磷化处理，磷化处理的温度为65～70℃，时间为2～4秒。
有益效果：在完成镀锌步骤后，使用表调剂及本发明的皮膜剂对钢材进行处理，无需镀镍，就能使加工得到的钢材具有耐磨损性能。加工过程无需镀镍，不会排放出含大量Ni2+的废水，相比传统加工技术对环境无危害。
附图说明
图1为表面出现花斑的钢材示意图；
图2为表面摩擦痕迹较少的钢材示意图；
图3为表面摩擦痕迹中等的钢材示意图；
图4为表面摩擦痕迹较多的钢材示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明创造作进一步详细说明。
实施例1
把氧化锌、氧化镁、醋酸钴、磷酸和硝酸钠混合在一起搅拌均匀得到皮膜剂，该皮膜剂中，锌离子浓度为1000ppm，镁离子浓度为900ppm，钴离子浓度为14ppm，总磷含量为3000mg/L，游离酸度为2.8PT，总酸度为17PT。
把磷酸钛、三聚磷酸钠、焦磷酸钠和EDTA混合在一起，加水溶解配制成配槽比例为2‰的表调剂。
使用上述皮膜剂和表调剂对钢材进行加工，具体在钢材完成镀锌步骤之后执行以下步骤：
S1.使用上述表调剂，在常温下采用喷淋的方式对钢材进行表面处理，处理3秒后，即可在钢材表面形成磷化生长点；
S.使用上述皮膜剂，在65℃下采用浸泡的方式对钢材进行磷化处理，处理4秒后，即可得到表面具有磷化膜的钢材。
实施例2
把氧化锌、氧化镁、硫酸钴、磷酸和硝酸钾混合在一起搅拌均匀得到皮膜剂，该皮膜剂中，锌离子浓度为1100ppm，镁离子浓度为1000ppm，钴离子浓度为20ppm，总磷含量为3200mg/L，游离酸度为2.9PT，总酸度为18PT。
把硫酸钛、三聚磷酸钠、焦磷酸钠和EDTA混合在一起，加水溶解配制成配槽比例为3‰的表调剂。
使用上述皮膜剂和表调剂对钢材进行加工，具体在钢材完成镀锌步骤之后执行以下步骤：
S1.使用上述表调剂，在常温下采用喷淋的方式对钢材进行表面处理，处理3秒后，即可在钢材表面形成磷化生长点；
S.使用上述皮膜剂，在68℃下采用浸泡的方式对钢材进行磷化处理，处理3秒后，即可即可得到表面具有磷化膜的钢材。
实施例3
把氧化锌、氧化镁、氯化钴、磷酸和硝酸钙混合在一起搅拌均匀得到皮膜剂，该皮膜剂中，锌离子浓度为1200ppm，镁离子浓度为1100ppm，钴离子浓度为25ppm，总磷含量为3500mg/L，游离酸度为3.0PT，总酸度为18PT。
把四氯化钛、三聚磷酸钠、焦磷酸钠和EDTA混合在一起，加水溶解配制成配槽比例为4‰的表调剂。
使用上述皮膜剂和表调剂对钢材进行加工，具体在钢材完成镀锌步骤之后执行以下步骤：
S1.使用上述表调剂，在常温下采用喷淋的方式对钢材进行表面处理，处理2秒后，即可在钢材表面形成磷化生长点；
S.使用上述皮膜剂，在70℃下采用浸泡的方式对钢材进行磷化处理，处理2秒后，即可即可得到表面具有磷化膜的钢材。
实施例4
把氧化锌、氧化镁、氯化钴、磷酸和硝酸铵混合在一起搅拌均匀得到皮膜剂，该皮膜剂中，锌离子浓度为1400ppm，镁离子浓度为1200ppm，钴离子浓度为30ppm，总磷含量为3800mg/L，游离酸度为3.2PT，总酸度为19PT。
把四氯化钛、三聚磷酸钠、焦磷酸钠和EDTA混合在一起，加水溶解配制成配槽比例为4‰的表调剂。
使用上述皮膜剂和表调剂对钢材进行加工，具体在钢材完成镀锌步骤之后执行以下步骤：
S1.使用上述表调剂，在常温下采用喷淋的方式对钢材进行表面处理，处理2秒后，即可在钢材表面形成磷化生长点；
S.使用上述皮膜剂，在70℃下采用喷涂的方式对钢材进行磷化处理，处理5秒后，即可即可得到表面具有磷化膜的钢材。
实施例5
把氧化锌、氧化镁、溴化钴、磷酸和硝酸钾混合在一起搅拌均匀得到皮膜剂，该皮膜剂中，锌离子浓度为1500ppm，镁离子浓度为1200ppm，钴离子浓度为30ppm，总磷含量为4000mg/L，游离酸度为3.5PT，总酸度为20PT。
把四氯化钛、三聚磷酸钠、焦磷酸钠和EDTA混合在一起，加水溶解配制成配槽比例为4‰的表调剂。
使用上述皮膜剂和表调剂对钢材进行加工，具体在钢材完成镀锌步骤之后执行以下步骤：
S1.使用上述表调剂，在常温下采用喷淋的方式对钢材进行表面处理，处理2秒后，即可在钢材表面形成磷化生长点；
S.使用上述皮膜剂，在70℃下采用喷涂的方式对钢材进行磷化处理，处理5秒后，即可即可得到表面具有磷化膜的钢材。
对比例1
本对比例与实施例3基本相同，不同之处在于，皮膜剂中锌离子浓度为900ppm。
对比例2
本对比例与实施例3基本相同，不同之处在于，皮膜剂中锌离子浓度为1600ppm。
对比例3
本对比例与实施例3基本相同，不同之处在于，皮膜剂中镁离子浓度为800ppm。
对比例4
本对比例与实施例3基本相同，不同之处在于，皮膜剂中镁离子浓度为1300ppm。
对比例5
本对比例与实施例3基本相同，不同之处在于，皮膜剂中钴离子浓度为13ppm。
对比例6
本对比例与实施例3基本相同，不同之处在于，皮膜剂中钴离子浓度为31ppm。
对比例7
本对比例与实施例3基本相同，不同之处在于，皮膜剂中总磷含量为4100mg/L，游离酸度为3.6PT，总酸度为21PT。
对比例8
本对比例与实施例3基本相同，不同之处在于，皮膜剂中游离酸度为2.7PT，总酸度为16PT。
对比例9
本对比例与实施例3基本相同，不同之处在于，表调剂的配槽比例为1‰。
对比例10
本对比例与实施例3基本相同，不同之处在于，表调剂的配槽比例为5‰。
为验证比较实施例1～5和对比例1～10得到的钢材磷化膜性能，分别对实施例1～5和对比例1～10所得的钢材进行外观检验，附着性检验和耐磨性检验。
其中，外观检验具体用肉眼观察钢材表面的磷化膜是否平整均匀，表面是否出现未磷化或未充分磷化的花斑(出现花斑的钢材如图1所示)；附着性检验具体是对钢材进行埃里克森杯突试验，把钢材置于杯突试验机上夹紧在垫模和压模之间，压模的冲头端部为球形，球形冲头端部设有粘度为80～100的纤维胶布，纤维胶布的粘贴面朝向钢材，启动压模使球形冲头对钢材进行12次冲压，观察冲压后钢材表面的磷化膜是否被球形冲头端部的纤维胶布粘贴下来剥离钢材表面；耐磨性检验具体是把钢材固定在摩擦试验机上，用2公斤力往返摩擦10次，摩擦速度为26.7/min，摩擦结束后观察表面摩擦痕迹是否明显(摩擦痕迹见图2～4)。
检验结果如下表：
结果表明，本发明实施例1～5所得的钢材表面磷化膜平整均匀，而对比例1～10的钢材都出现了花斑、或表面不平整的情况，表面采用本发明的方法得到的钢材外观优于对比例1～10所得的钢材外观。实施例1～5所得的钢材在进行附着性试验后，表面磷化膜仍保持完整，对比例1～10所得的钢材表面磷化膜都出现了被纤维胶布粘贴脱离钢材表面的情况，表明采用本发明的方法得到的钢材表面磷化膜附着性优于对比例1～10所得的钢材，不易脱膜。实施例1～5所得的钢材经耐磨性检验后表面摩擦痕迹较少，对比例1～6、对比例10所得的钢材表面摩擦痕迹中等，对比例7～9所得的钢材表面摩擦痕迹较多，表明采用本发明的方法得到的钢材耐磨性优于对比例1～10所得的钢材。
如上所述仅为本发明创造的实施方式，不以此限定专利保护范围。本领域技术人员在本发明创造的基础上作出非实质性的变化或替换，仍落入专利保护范围。
Claims (10)
1.一种皮膜剂，其特征在于，包含氧化锌、氧化镁、钴盐、磷酸和硝酸盐。
2.根据权利要求1所述的皮膜剂，其特征在于，其中，锌离子浓度为1000～1500ppm，镁离子浓度为900～1200ppm，钴离子浓度为14～30ppm，总磷含量为3000～4000mg/L，游离酸度为2.8～3.5PT，总酸度为17～20PT。
3.根据权利要求2所述的皮膜剂，其特征在于，所述锌离子浓度具体为1200～1300ppm，镁离子浓度具体为1000～1100ppm，钴离子浓度具体为20～25ppm，总磷含量具体为3500～3600游离酸度具体为3.0～3.2PT，总酸度具体为18～19PT。
4.根据权利要求2所述的皮膜剂，其特征在于，所述锌离子浓度具体为1200ppm，镁离子浓度具体为1100ppm，钴离子浓度具体为25ppm，总磷含量具体为3500mg/L，游离酸度具体为3.0PT，总酸度具体为18PT。
5.一种钢材加工方法，包括镀锌步骤，其特征在于，在完成镀锌步骤后执行以下步骤：
S1.使用表调剂对钢材进行表面处理，以在钢材表面形成磷化生长点；
S2.使用权利要求1～4任一项所述的皮膜剂对钢材进行磷化处理。
6.根据权利要求5所述的钢材加工方法，其特征在于，所述步骤S1中，表调剂包含以下组分：钛盐、三聚磷酸钠、焦磷酸钠和EDTA。
7.根据权利要求6所述的钢材加工方法，其特征在于，所述表调剂的配槽比例为2‰～4‰。
8.根据权利要求7所述的钢材加工方法，其特征在于，所述步骤S1的表面处理具体是在常温下进行的，处理时间为2～3秒。
9.根据权利要求8所述的钢材加工方法，其特征在于，所述步骤S2磷化处理的方式采用浸泡、喷涂和刷涂这三种方式中的一种或几种。
10.根据权利要求9所述的钢材加工方法，其特征在于，所述步骤S2具体使用权利要求2～4任一项所述的皮膜剂，采用浸泡的方式对钢材进行磷化处理，磷化处理的温度为65～70℃，时间为2～4秒。
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2022
- 2022-12-31 CN CN202211736700.8A patent/CN116024559B/zh active Active
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