CN87103080A

CN87103080A - 钢铁快速钝化处理工艺

Info

Publication number: CN87103080A
Application number: CN 87103080
Authority: CN
Inventors: 李可良; 单正武
Original assignee: TRANSPORTATION ENGINEERING COLLEGE PLA
Current assignee: TRANSPORTATION ENGINEERING COLLEGE PLA
Priority date: 1987-04-24
Filing date: 1987-04-24
Publication date: 1988-11-02

Abstract

本发明的钢铁快速钝化处理工艺，钝化处理操作简单，可用浸泡方法，也可用刷涂方法。钝化液包括硫酸铜或氯化铜中的一种铜盐、***及反应促进剂。钝化处理时不需将钝化液加温，钝化时间为2～4分钟。本工艺适用于低碳钢、中碳钢、高碳钢、合金钢和铸铁等各种钢铁零件，钝化膜为富有装饰性的深黑色。

Description

本发明属于金属材料表面化学处理。

钝化处理是钢铁零件常用的防护处理方法，通常使用含有氢氧化钠和亚硝酸钠（或硝酸钠）的溶液进行钝化处理（见机械工程设计手册，第45篇材料保护（试用本），机械工业出版社出版，1979年4月），采用这种钝化液，钝化处理时需根据钢铁种类的不同而将钝化液加温到135～145℃，处理时间较长，约需20～120分钟，且钝化膜的耐酸性较差。苏联专利SU 859477采用弱酸性钝化液，钝化处理可在常温下进行，但处理时间较长，钝化膜不是黑色的。

本发明的目的是提供能在不加温条件下快速钝化处理，並能得到富有装饰性的黑色钝化膜的钝化处理工艺和钝化液配方。

本发明采用的钝化处理工艺过程为：除油-清洗-除锈-清洗-钝化-清洗-皂化-清洗-风干-上油。其中钝化处理用的钝化液包括：硫酸铜或氯化铜中选一种铜盐、***、並至少从氯化亚铁、盐酸、硝酸、硫酸、草酸、硼酸和氯化钠中选一种化合物作为反应促进剂。钝化处理用浸泡方法，分二次进行。先将经过除油、除锈处理的钢铁零件浸没在0～50℃的钝化液中1～2分钟，取出风干，再浸没在0～50℃的钝化液中1～2分钟，然后再进行皂化和上油。上述工艺中的清洗均为用清水清洗。除油使用一般金属清洗剂的水溶液，浓度为3～5%。除锈用盐酸的水溶液，浓度为15%，浸泡至锈迹脱掉为止，一般为5～10分钟。皂化用肥皂液的水溶液，浓度为30～50克/升，皂化液温度为20～50℃，浸泡时间为3～5分钟。上油用10号机油或其他适用的防锈油，油温为20～50℃，浸泡时间为1～2分钟。

本发明的钝化处理工艺，除可将钢铁零件浸入钝化液中进行钝化处理外，也可刷涂方法，用刷子沾0～50℃的钝化液反复刷涂零件表面，直到达到所需的钝化膜厚度为止。用刷涂方法进行钝化处理的其他步骤，如除油、除锈、皂化、上油、清洗等，与浸泡方法相同，刷涂方法所用钝化液的配方也与浸泡方法相同。

本发明所使用的钝化液有五种配方，可根据钢铁零件的材料选用合适的配方。其中配方1为基本配方，可适用于低碳钢、中碳钢、高碳钢、低合金钢、普通铸铁。配方2～5适用于耐腐蚀性好的合金钢，如高速钢、合金弹簧钢。

配方1包括硫酸铜、***和氯化亚铁，各成分的重量百分比为：

硫酸铜 0.1～1%

*** 0.5～2%

氯化亚铁 0.1～0.2%

其余为水

配方2包括硫酸铜、***、硝酸和盐酸，各成分的重量百分比为：

硫酸铜 0.2～3%

*** 0.8～2%

硝酸 0.1～1%

盐酸 0.1～1%

其余为水

配方3包括硫酸铜、***、硼酸和草酸，各成分的重量百分比为：

硫酸铜 0.1～1%

*** 0.5～2%

硼酸 0.1～0.5%

草酸 0.05～0.1%

其余为水

配方4包括硫酸铜、***、氯化钠和盐酸，各成分的重量百分比为：

硫酸铜 0.5～1%

*** 0.5～2%

氯化钠 0.1～1%

盐酸 0.1～1%

其余为水

配方5包括氯化铜、***、硫酸和盐酸，各成分的重量百分比为：

氯化铜 0.5～2%

*** 0.5～2%

硫酸 0.1～1%

盐酸 0.1～1%

其余为水

钝化液的配制方法为：根据钢铁零件的大小和数量确定欲配制的钝化液量;根据欲配制的钝化液量按比例称取各成分和用水量;如果反应促进剂为固体（如氯化亚铁、草酸、硼酸、氯化钠），则取出用水量的十分之一，溶入反应促进剂待用;向其余的水中加入硫酸铜（或氯化铜）和***，搅拌使之完全溶解;向含有硫酸铜（或氯化铜）和***的溶液中慢慢加入反应促进剂的水溶液，搅拌均匀。如果反应促进剂为液体酸（如硫酸、盐酸、硝酸），可直接慢慢加入含有硫酸铜（或氯化铜）和***的水溶液中，搅拌均匀即可。

本发明与已有技术相比，具有下列优点：

1.钝化速度快，用浸泡方法分二次钝化处理，每次1～2分钟，合计不超过4分钟，比其他钝化方法快得多。

2.钝化操作简便，可用浸泡方法，也可用刷涂方法进行钝化处理。

3.钝化处理时不需将钝化液加温，可在0～50℃温度范围内进行钝化处理，节约能源。

4.钝化膜质量稳定，其耐酸、碱、盐的水溶液的腐蚀的性能比常规发兰、发黑处理的好。

5.适用的钢铁种类广，低碳钢、中碳钢、高碳钢、合金钢、铸铁等均能使用。

6.钝化膜颜色为富有装饰性的深黑色。

实施例：

下面举出15个实施例，用表格列出每个实施例的钢铁零件材料和所用的配方。表格中各成分含量为重量百分数。各成分均为工业纯产品。

各实施例的钝化处理工艺步骤如下：

1.根据钢铁零件的材料，选用合适的钝化液配方。

2.配制钝化液。配制钝化液是在室温条件下进行的，所用各成分化合物的纯度均为工业纯，水为普通自来水。首先根据钢铁零件的大小和数量，确定欲配制的钝化液数量;根据欲配制的钝化液数量按上表中比例称取各成分和用水量;如果反应促进剂为固体（如氯化亚铁、草酸、硼酸、氯化钠），则取出用水量的十分之一，将固体反应促进剂溶化后待用，如果反应促进剂是液体酸（如硝酸、盐酸、硫酸），则不必取水稀释;向其余的水中加入固体硫酸铜（或氯化铜）和固体***，搅拌使之完全溶解;向含有硫酸铜（或氯化铜）和***的溶液中慢慢倒入反应促进剂的水溶液或液体酸，搅拌均匀即可。

3.除油。将钢铁零件置于一般金属清洗剂的水溶液中，浓度为3～5%，温度为室温，时间约5分钟。

4.用清水清洗。

5.除锈。将零件置于盐酸水溶液中，溶液浓度为15%，温度为室温，浸泡5～10分钟，至锈迹脱掉为止。

6.用清水清洗。

7.钝化处理。可用浸泡方法，也可用刷涂方法。用浸泡方法时分二次钝化，第一次浸泡1～2分钟后取出风干，再浸入钝化液中1～2分钟。浸泡时间的长短与温度有关，当室温低于10℃时浸泡2分钟，当室温高于30℃时浸1分钟。室温在10～30℃时浸泡1～2分钟。如用刷涂方法，可用刷子沾钝化液反复刷涂零件表面，直到达到所需的钝化膜厚度为止。

8.用清水清洗。

9.皂化。将零件置于皂化液的水溶液（30～50克/升）中，浸泡3～5分钟，皂化液温度为20～50℃，若皂化液温度低于20℃，应加温。

10.用清水清洗。

11.风干。

12.上油。将零件置于10号机油或其他适用的防锈油中浸泡1～2分钟，油温应为20～50℃，若油温低于20℃，应加温。

用上述工艺步骤处理后的钢铁零件表面呈深黑色。

Claims

1、一种钢铁处理钝化工艺，其工艺过程为除油-清洗-除锈-清洗-钝化-清洗-皂化-清洗-风干-上油，其特征在于所用的钝化液包括：硫酸铜或氯化铜中选一种铜盐、***、至少从氯化亚铁、盐酸、硝酸、草酸、硼酸、硫酸和氯化钠中选一种化合物作为反应促进剂，钝化处理用浸泡方法，分二次进行，将零件置于0～50℃的钝化液中浸泡1～2分钟后，取出风干，再置于0～50℃的钝化液中浸泡1～2分钟。

2、一种钢铁钝化处理工艺，其工艺过程为除油-清洗-除锈-清洗-钝化-清洗-皂化-清洗-风干-上油，其特征在于所用的钝化液包括：硫酸铜或氯化铜中选一种铜盐、***、至少从氯化亚铁、盐酸、硝酸、草酸、硼酸、硫酸和氯化钠中选一种化合物作为反应促进剂，钝化处理采用刷涂方法，用刷子沾0～50℃的钝化液反复刷涂零件表面，直到达到所需的钝化膜厚度为止。

3、按照权利要求1或2的钢铁钝化处理工艺，其特征在于所述的钝化液包括硫酸铜、***和氯化亚铁，各成分的重量百分比为：

硫酸铜 0.1～1%

*** 0.5～2%

氯化亚铁 0.1～0.2%

其余为水

4、按照权利要求1或2的钢铁钝化处理工艺，其特征在于所述的钝化液包括硫酸铜、***、硝酸和盐酸，各成分的重量百分比为：

硫酸铜 0.2～3%

*** 0.8～2%

硝酸 0.1～1%

盐酸 0.1～1%

其余为水

5、按照权利要求1或2的钢铁钝化处理工艺，其特征在于所述的钝化液包括硫酸铜、***、硼酸和草酸，各成分的重量百分比为：

硫酸铜 0.1～1%

*** 0.5～2%

硼酸 0.1～0.5%

草酸 0.05～0.1%

其余为水

6、按照权利要求1或2的钢铁钝化处理工艺，其特征在于所述的钝化液包括硫酸铜、***、氯化钠和盐酸，各成分的重量百分比为：

硫酸铜 0.5～1%

*** 0.5～2%

氯化钠 0.1～1%

盐酸 0.1～1%

其余为水

7、按照权利要求1或2的钢铁钝化处理工艺，其特征在于所述的钝化液包括氯化铜、***、硫酸和盐酸，各成分的重量百分比为：

氯化铜 0.5～2%

*** 0.5～2%

硫酸 0.1～1%

盐酸 0.1～1%

其余为水