CN103668155A - 一种钝化液及其钝化黑色金属表面的方法 - Google Patents

一种钝化液及其钝化黑色金属表面的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钝化液及其钝化黑色金属表面的方法，所述钝化液中包括：钼酸盐、植酸、硅溶胶、表面活性剂等组分；用该钝化液处理黑色金属的方法是：将黑色金属表面清洁处理后，置于钝化液中钝化处理，即得钝化的黑色金属材料；该方法简单，使用的钝化液廉价、安全无毒、环保；用该钝化液钝化的黑色金属材料可显著提高黑色金属材料的耐腐蚀性。

Description

一种钝化液及其钝化黑色金属表面的方法
技术领域
本发明涉及一种钝化液及其钝化黑色金属表面的方法，属于黑色金属防腐领域。
背景技术
黑色金属是工业上对铁、锰、铬这三种金属的统称，也包括其合金。铸铁、黑色金属钢及钢铁是重要的建筑材料以及工业原料。整块钢材在加工使用前需去除其表面氧化层，之后如果不做任何防锈处理，钢件表面将会很快出现锈点。氧化层的去除与工件加工往往隔有几天时间，现在常用的方法是在工件表面涂刷一层底漆，加工成型后将底漆打磨去除后再表面处理，再重新上漆。
传统的钝化工艺是先使用加入缓蚀剂的酸液对表面进行化学清洗，然后使用亚硝酸钠或磷酸三钠对金属表面进行钝化，处理过程中的亚硝酸盐有毒性，危害员工健康而且多余的磷酸盐排出后将会对环境产生污染。
发明内容
本发明针对现有技术中黑色金属加工过程中，黑色金属表面的防腐主要采用刷漆防锈，或者采用传统的亚硝酸钠或磷酸三钠的钝化工艺，这些工艺存在防腐效果差或者毒性强、环境污染大的缺陷，目的是在于提供一种对黑色金属表面防腐效果好，且安全无毒，不污染环境的钝化液。
本发明的另一个目的是在于提供一种工艺简单、低成本对黑色金属表面进行钝化的方法，该方法安全无毒，环保，可广泛应用。
本发明提供了一种钝化液，每升该钝化液中包括以下组分：钼酸盐2～20g，植酸20～200mL，硅溶胶2～20g，表面活性剂2～20g。
优选的钝化液，每升该钝化液中包括以下组分：钼酸盐3～8g，植酸120～180mL，硅溶胶10～18g，表面活性剂5～15g。
最优选的钝化液，每升该钝化液中包括以下组分：钼酸盐5g，植酸150mL，硅溶胶15g，表面活性剂10g。
所述的表面活性剂为异构醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、C12～14脂肪仲醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。
所述钼酸盐包括钼酸铵、钼酸钠、钼酸镁中的一种或几种。
所述钝化液使用时稀释至原钝化液体积的15～25倍。
所述的钝化液稀释后pH值为6.5～7.5。
本发明还提供了一种所述的钝化液钝化黑色金属表面的方法，该方法是将黑色金属表面清洁处理后，置于工作液中，在40～55℃下钝化处理3～8min。
所述的工作液是通过将钝化液稀释到原体积的15～25倍配制得到。
所述的工作液pH值为6.5～7.5。
所述的清洁处理是将黑色金属表面的污物洗刷干净后抛丸或喷砂处理。
本发明的钝化液钝化黑色金属表面的方法包括以下步骤：
1）将黑色金属表面的污物洗刷干净后，进行抛丸或喷砂处理；
2）将表面清洁后的黑色金属放入稀释至原钝化液体积的15～25倍的钝化液中，将温度控制在40～55℃，钝化处理3～8min，即得表面钝化处理过的黑色金属。
本发明的有益效果：传统的黑色金属加工过程中金属表面易氧化，而现有技术对黑色金属表面的处理，要么防腐效果差，处理工艺麻烦，要么采用的钝化剂毒性大，对环境造成污染，本发明针对现有技术中的这些缺陷，首次提供了一种对黑色金属表面防腐效果好，且使用时安全无毒、环保的钝化液。本发明的钝化液配方选用的都是廉价的无毒的原料成分，使用时安全环保；用本发明的镀液处理黑色金属的工艺简单，只需将金属表面机械清除污渍后，直接采用钝化液钝化，省去了传统工艺中的化学试剂清洗，将工艺简单化，也节省了成本。本发明的钝化液中的有效成分钼酸盐、植酸和硅溶胶在本发明的钝化工艺中，一边与金属表面的铁反应结合，一边起到螯合架桥作用，在黑色金属表面形成了一层均匀致密的三种物质结合的分子复合膜层，这层复合膜在对黑色金属表面的防腐具有意想不到的有益效果：1）该膜层具有很好的附着力，能和黑色金属表面结合牢固，且和油漆的相容性好，油漆在其表面的附着力强，不用其他复杂的表面处理措施就直接涂刷新漆，为油漆喷涂工作打下良好基础；2）成膜效果好，成膜致密且均匀，3）对黑色金属表面防腐效果好，防锈时间最长可达24天之久。
具体实施方式
以具体实例旨在对本发明技术方案的进一步说明，而不是限制本发明的保护范围。
实施例1～8选用的试验材料试样为：Q235普通碳钢，主要化学成分（wt%）为：Fe90～93%，C0.12～0.20%，Mn0.30～0.67，Si≤0.30，S≤0.045，P≤0.045。
材料试样尺寸为：30mm×20mm×20mm。
实施例1
1、油污清洗处理：用毛刷将试样表面的固体污物刷除。
2、金属表面抛丸处理：将试样放入抛丸机进行抛丸处理。
3、配制钝化液：分别称取钼酸钠5g，植酸120mL，硅溶胶15g，异构醇聚氧乙烯醚10g溶于1L水中，配得钝化液。
4、配制工作液：将钝化液稀释20倍配成工作液，测工作液pH值为6.8。
5、钝化：将工作液加热到40℃，放入吹干的实验材料，浸泡8min后取出，吹干。
实施例2
1、油污清洗处理：同实施例1，
2、金属表面抛丸处理：同实施例1。
3、配制钝化液：分别称取钼酸钠3g，植酸150mL，硅溶胶18g，异构醇聚氧乙烯醚10g溶于1L水中，配得钝化液。
4、配制工作液：将钝化液稀释20倍配成工作液，测工作液pH值为7.2。
5、钝化：同实施例1。
实施例3
1、油污清洗处理：同实施例1。
2、金属表面喷砂处理：将试样放入喷砂房进行喷砂处理。
3、配制钝化液：分别称取钼酸镁5g，植酸150mL，硅溶胶15g，月桂醇聚氧乙烯醚10g溶于1L水中，配得钝化液。
4、配制工作液：将钝化液稀释20倍配成工作液，测工作液pH值为7.0。
5、钝化：将工作液加热到45℃，放入吹干的实验材料，浸泡5min后取出，吹干。
实施例4
1、油污清洗处理：同实施例3。
2、金属表面喷砂处理：同实施例3。
3、配制钝化液：分别称取钼酸镁5g，植酸150mL，硅溶胶18g，月桂醇聚氧乙烯醚8g溶于1L水中，配得钝化液。
4、配制工作液：将钝化液稀释20倍配成工作液，测工作液pH值为6.9。
5、钝化：同实施例3。
实施例5
1、油污清洗处理：同实施例1。
2、金属表面抛丸处理：同实施例1。
3、配制钝化液：分别称取钼酸铵5g，植酸180mL，硅溶胶15g，月桂醇聚氧乙烯醚10g溶于1L水中，配得钝化液。
6、配制工作液：将钝化液稀释20倍配成工作液，测工作液pH值为6.7。
7、钝化：将工作液加热到40℃，放入吹干的实验材料，浸泡8min后取出，吹干。
实施例6
1、油污清洗处理：同实施例5。
2、金属表面抛丸处理：同实施例5。
3、配制钝化液：分别称取钼酸铵3g，植酸180mL，硅溶胶15g，C12～14脂肪仲醇聚氧乙烯醚10g溶于1L水中，配得钝化液。
4、配制工作液：将钝化液稀释20倍配成工作液，测工作液pH值为6.5。
5、钝化：同实施例5。
实施例7
1、油污清洗处理：同实施例3。
2、金属表面喷砂：同实施例3。
3、配制钝化液：分别称取钼酸钠8g，植酸150mL，硅溶胶15g，C12～14脂肪仲醇聚氧乙烯醚12g溶于1L水中，配得钝化液。
4、配制工作液：将钝化液稀释20倍配成工作液，测工作液pH值为7.3。
5、钝化：将工作液加热到55℃，放入吹干的实验材料，浸泡3min后取出，吹干。
实施例8
1、油污清洗处理：同实施例7。
2、金属表面喷砂、抛丸处理：同实施例7。
3、分别称取钼酸钠8g，植酸150mL，硅溶胶18g，C12～14脂肪仲醇聚氧乙烯醚10g溶于1L水中，配得钝化液。
4、配制工作液：将钝化液稀释20倍配成工作液，测工作液pH值为7.5。
5、钝化：同实施例7。
对实施例1～8钝化后的试样分别进行膜厚度试验、防锈性能试验、油漆附着力试验。
其中，膜质量试验使用蓝点试验法进行测试，记录出现蓝点的时间。试验方法为：钝化完的试片用净水冲洗、吹干后，将一滴蓝点试剂滴于试片表面，开始计时，30s内滴液点不出现蓝点，即为蓝点试验合格。
防锈性能试验为将钝化完的试片净水冲洗吹干后，自然暴漏在空气中，定期观察，记录其出现锈点的时间。
油漆附着力试验按照GB/T9286～1998漆膜划格试验进行测试，评定等级。等级前三级为通过。
表1实施例1～8中钝化液钝化处理后的Q235普通碳钢的测试评定
Figure BDA0000431750760000051
Figure BDA0000431750760000061
试验证明，本发明可有效钝化黑色金属表面，钝化膜完整均匀，防锈防腐时间长，油漆附着力高。

Claims (10)

1.一种钝化液，其特征在于，每升钝化液中包括以下组分：钼酸盐2～20g，植酸20～200mL，硅溶胶2～20g，表面活性剂2～20g。
2.如权利要求1所述的钝化液，其特征在于，每升钝化液中包括以下组分：钼酸盐3～8g，植酸120～180mL，硅溶胶10～18g，表面活性剂5～15g。
3.如权利要求2所述的钝化液，其特征在于，每升钝化液中包括以下组分：钼酸盐5g，植酸150mL，硅溶胶15g，表面活性剂10g。
4.如权利要求1～3任一项所述的钝化液，其特征在于，所述的表面活性剂为异构醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、C12～14脂肪仲醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。
5.如权利要求1～3任一项所述的钝化液，其特征在于，所述的钝化液使用时稀释至原钝化液体积的15～25倍。
6.如权利要求5所述的钝化液，其特征在于，所述的钝化液稀释后pH值为6.5～7.5。
7.一种如权利要求1～3任一项所述的钝化液钝化黑色金属表面的方法，其特征在于，将黑色金属表面清洁处理后，置于工作液中，在40～55℃下钝化处理3～8min。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的工作液是通过将钝化液稀释到原体积的15～25倍配制得到。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的工作液pH值为6.5～7.5。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的清洁处理是将黑色金属表面的污物洗刷干净后抛丸或喷砂处理。
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