專利名稱：鋼質制件的防銹處理方法
技術領域：
本發明涉及到金屬制件的防銹處理方法，尤其涉及到鋼質制件的防銹處理方法。
背景技術：
鋼管作為鋼質制件，其廣泛應用于汽車、火車、飛機、輪船及航天發射器等構造部件、機械零部件、石油化工、地質鉆探、紡織機械、無線電通訊、醫療衛生、軍工等各個領域。 用鋼管制造的零件，可以提高材料利用率，簡化制造工藝，節約材料和加工工時。我國的鋼管經歷了從無到有、從少到多、從簡單到復雜的發展過程，尤其鋼管作為機械部件等重要組成部分，其需求總量隨社會經濟的飛速發展而不斷上升，技術要求不斷提高且趨于嚴格。由于許多鋼管使用領域對鋼管要求不能發生氧化現象，鋼管表面不得有銹跡，因此，需要對鋼管采取防銹的表面處理方法，使鋼管在后續的生產、加工等環節滿足使用要求。傳統的鋼管防銹處理方法是采用能使鋼管表面呈鈍態的陽極型緩蝕劑、強氧化劑亞硝酸鈉(NaNO2)來鈍化鋼管，其原理為將陽極型緩蝕劑、強氧化劑亞硝酸鈉(NaNO2)直接作用于鋼管表面，當金屬陽極溶解時，在鋼管表面生成一層致密、覆蓋良好、固體相態的鈍化氧化薄膜層。這層薄膜構成獨立的固相膜層，把鋼管的表面與空氣及其它外在介質隔離開來，使金屬的電位移向正方向，活潑的溶解著的金屬表面狀態發生突變，金屬的溶解速度急速下降轉入鈍態，避免鋼管遭到腐蝕。傳統鋼管防銹處理方法，其步驟包括去油、水洗、酸洗、水洗、二次水洗、磷化、鈍化和干燥。這種傳統的鋼管防銹處理方法存在以下缺陷
首先，鋼管在經過表面處理過程中，經酸洗和水沖洗后，鋼管表面很清潔，但是非?；罨?，很容易遭受腐蝕，當采用鈍化液產生的鈍化薄膜層將鋼管表面與外在介質隔離開，那么鈍化薄膜層質量的差異對最終表面鈍化處理效果起到關鍵性作用，但是經亞硝酸鈉鈍化產生的鈍化薄膜層具有彈性差、孔隙率大、耐蝕性和耐磨性不佳等特點，因此，經鈍化處理后的鋼管存放時間短，短期內鋼管表面依然會重新發生氧化現象產生銹斑，不僅浪費鈍化原材料，而且增加生產成本和能源消耗，以及金屬材料損耗，尤其是延誤了生產周期，嚴重的妨礙和制約了生產的正常有序進行。其次，在表面鈍化處理工藝過程中，水洗由于受生產不斷的循環，硫酸缸內的酸根離子會不斷地被帶入水洗缸內，水中的PH值降低，酸性提高，附著在鋼管表面酸性物質增多，對鋼管起到腐蝕作用，即便有循環水不斷補充，稀釋水中的酸度，但也無法阻止酸根離子的進入，因此，水缸內的酸根離子總是存在。同時，由于鋼管表面存在細微孔隙，酸洗時酸液無法得到有效滲透，而不能有效發生化學反應，或即便滲透，但是滲透的酸性物又難以徹底清除。所以使得鋼管表面呈現酸性，直接影響了后續表面鈍化處理工藝的效果。再之，鋼管往往因長時間氧化，存在頑固銹斑，鋼管表面在硫酸酸洗時酸液不能對頑固銹斑有效徹底清除，所以后續的表面鈍化處理工藝就不能達到預期的效果。最后，由于運輸等其他原因造成鋼管表面鈍化層破壞、或鈍化處理后產品距離使用時間較長，當大氣濕度高于臨界濕度后，鋼管表面便出現水膜或水珠，大氣中含有的有害
3雜質溶解于這些水膜、水珠，即成電解液，加劇對鋼管表面金屬銹蝕。又如煙霧、煤灰、氯化物和其他酸、堿、鹽顆粒等其它污染雜質的活性離子對鋼管表面金屬鈍態破壞引起的腐蝕

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種防止鋼質制件經過鈍化后其表面再次產生銹跡的鋼質制件的防銹處理方法。為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為鋼質制件的防銹處理方法， 包括對鋼質制件表面進行常規的除銹除污處理，然后，對鋼質制件進行中和處理、磷化處理、熱水洗和鈍化處理，最后對鋼質制件進行干燥處理。所述的中和處理是指將鋼質制件浸入由草酸鈉和水溶液稀釋后得到的濃度為 8 12點、溫度為40 50°C的中和溶液中滯留3 5min，使鋼質制件表面呈現中性。所述的磷化處理是指將鋼質制件浸入酸式磷酸鹽為主、總酸度20 30點、游離酸 1 3點、溫度為60 70°C的磷化溶液中滯留20 30min，使鋼質制件的表面形成一層不溶于水的結晶型磷酸鹽轉換膜。所述的熱水洗是指將鋼質制件在溫度為60 70°C的熱水中浸漬3 5min，清除鋼質制件表面的雜質。所述的后處理是指將鋼質制件浸入由鉻酸酐和水溶液稀釋后得到的濃度為18 20%、溫度為75 80°C的鉻酸酐溶液中浸漬10 15min，在鋼質制件的表面生成一層鈍化薄膜層，把鋼質制件表面與外界隔開。所述的常規的去銹去污處理包括去油、至少一次水洗、酸洗和至少兩次水洗。所述的去油是指將鋼質制件浸入由脫脂粉和水溶液配比后得到濃度為5 8%、溫度為60 75°C的脫脂溶液中，滯留5 15min，清除鋼質制件表面的油膩污漬；去油后的水洗是指將鋼質制件在清水中浸漬3 5min，清除鋼質制件表面殘留的油膩污漬；所述的酸洗是指將鋼質制件放入(濃度98%)溶液與水稀釋后得到的濃度為8% 16%、溫度為50 70°C的酸洗溶液中，滯留5 20min，使鋼質制件表面的氧化皮和銹跡脫落，并清除其它殘留物，得到表面清潔的鋼質制件；酸洗后的水洗是指將鋼質制件在清水中浸漬3 5min，清除鋼質制件表面殘留的酸液及其他雜質。本發明的有益效果是本發明可以將鋼質制件表面的酸性物及頑固銹斑得到徹底清除，使得鋼質制件的表面完全呈現潔凈的中性，促進了鈍化工藝中鈍化氧化膜的形成，提高鈍化工藝質量，使得產品鈍化膜彈性大、孔隙率小、耐蝕性和耐磨性優良，尤其是對因腐蝕破壞以及其他原因對鈍化膜破壞，具有自動修復作用，鈍化后的鋼質制件的保存時間長， 重復鈍化現象大幅下降，有效地降低原材料、能源及人力物力的消耗，并且減小了污染排放，有效地減少了鈍化液中重金屬離子的大量浪費，使得鈍化成本大大降低。
具體實施例方式下面詳細描述本發明的具體實施方案。本發明所述的鋼質制件的防銹處理方法，其步驟為將鋼管之類的鋼質制件浸入由脫脂粉和水溶液配比后得到濃度為5、％、溫度為60 75°C的脫脂溶液中，滯留5 15分鐘(min)，清除鋼質制件表面的油膩污漬；然后，將鋼質制件在清水中浸漬3 5分鐘，清除鋼質制件表面殘留的油膩污漬；接著，將鋼質制件放入(濃度98%)溶液與水稀釋后得到的濃度為8% 16%、溫度為50 70°C的酸洗溶液中，滯留5 20分鐘，使鋼質制件表面的氧化皮和銹跡脫落，并清除其它殘留物，得到表面清潔的鋼質制件，酸洗后的鋼質制件通過兩次水洗(過兩次清水)，清除鋼質制件表面殘留的酸液及其他雜質，每次水洗時，將鋼質制件在清水中浸漬3 5分鐘；經過去油、水洗、酸洗和兩次水洗之后，將鋼質制件浸入由草酸鈉和水溶液稀釋后得到的濃度為8 12點、溫度為40 50°C的中和溶液中滯留3 5分鐘，使鋼質制件表面呈現中性，接著將鋼質制件浸入酸式磷酸鹽為主、總酸度20 30 點、游離酸1 3點、溫度為60 70°C的磷化溶液中滯留20 30分鐘，使鋼質制件的表面形成一層不溶于水的結晶型磷酸鹽轉換膜，然后，將鋼質制件在溫度為60 70°C的熱水中浸漬3 5分鐘，清除鋼質制件表面的雜質，將鋼質制件在溫度為60 70°C的熱水中浸漬 3 5分鐘，清除鋼質制件表面的雜質，將鋼質制件浸入由鉻酸酐和水溶液稀釋后得到的濃度為18 20%、溫度為75 80°C的鉻酸酐溶液中浸漬10 15分鐘，在鋼質制件的表面生成一層鈍化薄膜層，從而將鋼質制件表面與外界隔開。 本發明的工作原理為首先，在表面鈍化處理工藝流程中采用草酸鈉(Na2C2O4)進行中和，根據草酸鈉能夠電離出大量得草酸根離子的作用，草酸根離子與鋼管表面殘留的酸性離子結合，生成弱酸性草酸，從而提高水中的PH值降低酸度；和利用草酸鈉具有易揮發性，鋼管在吊離草酸鈉溶液時，草酸鈉自然揮發脫離鋼管表面，使鋼管完全呈現潔凈中性的表面；以及借助草酸鈉極強的還原能力，將鐵銹中的三價鐵還原成二價鐵，二價鐵的溶解度更大，從而進一步促進鐵銹溶解，能夠有效地清除鋼管表面殘余的頑固銹斑；然后， 在表面鈍化處理工藝中選用強氧化劑鉻酸酐(CrO3)作為鈍化劑，在鋼管表面生成一層致密、覆蓋良好同時具有晶體結構的獨立固相鈍化薄膜層，鈍化薄膜層的主要成分是鉻酸鋅 (SiCrO4)和鉻酸鉻(Cr03*Cr203TiH20)。鈍化膜中以三價鉻的存在最多，在鈍化膜中起到骨架作用，其次是水，再其次是六價鉻。大量三價鉻化物難溶于水，隔盡了空氣中的氧氣和水分的滲透，封閉了鋼管表面金屬層的孔隙。少量的六價鉻分布于膜內，可對被擦掉的鈍化膜起到自動修復作用，能夠把輕度撕破的鈍化膜重新完整的修復起來使耐蝕性能大大提高。鉻酸酐鈍化具有的膜彈性大、孔隙率小、耐蝕性和耐磨性良好等特性，尤其是對腐蝕破壞以及其他原因對鈍化膜破壞的自動修復性能是當前其它鈍化處理劑所不可比擬的。因此采用鉻酸酐鈍化形成的鈍化膜就能有效的把鋼管表面與外在介質隔離開，使金屬的電位移向正方向，活潑易溶解的鋼管表面金屬狀態發生突變，金屬的溶解速度急速下降轉入鈍態。
權利要求
1.鋼質制件的防銹處理方法，包括對鋼質制件表面進行常規的除銹除污處理，然后， 對鋼質制件進行中和處理、磷化處理、熱水洗和鈍化處理，最后對鋼質制件進行干燥處理。
2.如權利要求1所述的防銹處理方法，其特征在于所述的中和處理是指將鋼質制件浸入由草酸鈉和水溶液稀釋后得到的濃度為8 12點、溫度為40 50°C的中和溶液中滯留3 5min，使鋼質制件表面呈現中性。
3.如權利要求1所述的防銹處理方法，其特征在于所述的磷化處理是指將鋼質制件浸入酸式磷酸鹽為主、總酸度20 30點、游離酸1 3點、溫度為60 70°C的磷化溶液中滯留20 30min，使鋼質制件的表面形成一層不溶于水的結晶型磷酸鹽轉換膜。
4.如權利要求1所述的防銹處理方法，其特征在于所述的熱水洗是指將鋼質制件在溫度為60 70°C的熱水中浸漬3 5min，清除鋼質制件表面的雜質。
5.如權利要求1所述的防銹處理方法，其特征在于所述的后處理是指將鋼質制件浸入由鉻酸酐和水溶液稀釋后得到的濃度為18 20%、溫度為75 80°C的鉻酸酐溶液中浸漬10 15min，在鋼質制件的表面生成一層鈍化薄膜層，把鋼質制件表面與外界隔開。
6.如權利要求1至5中任一項所述的防銹處理方法，其特征在于所述的常規的去銹去污處理包括去油、至少一次水洗、酸洗和至少兩次水洗。
7.如權利要求6所述的防銹處理方法，其特征在于所述的去油是指將鋼質制件浸入由脫脂粉和水溶液配比后得到濃度為5、％、溫度為60 75°C的脫脂溶液中，滯留5 15 min，清除鋼質制件表面的油膩污漬；去油后的水洗是指將鋼質制件在清水中浸漬3 5min，清除鋼質制件表面殘留的油膩污漬；所述的酸洗是指將鋼質制件放入(濃度 98%)溶液與水稀釋后得到的濃度為8% 16%、溫度為50 70°C的酸洗溶液中，滯留5 20min，使鋼質制件表面的氧化皮和銹跡脫落，并清除其它殘留物，得到表面清潔的鋼質制件；酸洗后的水洗是指將鋼質制件在清水中浸漬3 5min，清除鋼質制件表面殘留的酸液及其他雜質。
全文摘要
本發明公開了一種防止鋼質制件經過鈍化后其表面再次產生銹跡的鋼質制件的防銹處理方法，包括對鋼質制件表面進行常規的除銹除污處理，然后對鋼質制件進行中和處理、磷化處理、熱水洗和鈍化處理，最后對鋼質制件進行干燥處理。本發明可以使鋼質制件表面的酸性物及頑固銹斑得到徹底清除，使得鋼質制件的表面完全呈現潔凈的中性，促進了鈍化工藝中鈍化氧化膜的形成，鈍化后的鋼質制件的保存時間長，重復鈍化現象大幅下降，有效地降低原材料、能源及人力物力的消耗，并且減小了污染排放，有效地減少了鈍化液中重金屬離子的大量浪費，使得鈍化成本大大降低。
文檔編號C23C22/82GK102383121SQ201110355000
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月11日 優先權日2011年11月11日
發明者王永長, 許亞明, 韓波 申請人:江蘇華程工業制管股份有限公司