专利名称：钢质制件的防锈处理方法
技术领域：
本发明涉及到金属制件的防锈处理方法，尤其涉及到钢质制件的防锈处理方法。
背景技术：
钢管作为钢质制件，其广泛应用于汽车、火车、飞机、轮船及航天发射器等构造部件、机械零部件、石油化工、地质钻探、纺织机械、无线电通讯、医疗卫生、军工等各个领域。 用钢管制造的零件，可以提高材料利用率，简化制造工艺，节约材料和加工工时。我国的钢管经历了从无到有、从少到多、从简单到复杂的发展过程，尤其钢管作为机械部件等重要组成部分，其需求总量随社会经济的飞速发展而不断上升，技术要求不断提高且趋于严格。由于许多钢管使用领域对钢管要求不能发生氧化现象，钢管表面不得有锈迹，因此，需要对钢管采取防锈的表面处理方法，使钢管在后续的生产、加工等环节满足使用要求。传统的钢管防锈处理方法是采用能使钢管表面呈钝态的阳极型缓蚀剂、强氧化剂亚硝酸钠(NaNO2)来钝化钢管，其原理为将阳极型缓蚀剂、强氧化剂亚硝酸钠(NaNO2)直接作用于钢管表面，当金属阳极溶解时，在钢管表面生成一层致密、覆盖良好、固体相态的钝化氧化薄膜层。这层薄膜构成独立的固相膜层，把钢管的表面与空气及其它外在介质隔离开来，使金属的电位移向正方向，活泼的溶解着的金属表面状态发生突变，金属的溶解速度急速下降转入钝态，避免钢管遭到腐蚀。传统钢管防锈处理方法，其步骤包括去油、水洗、酸洗、水洗、二次水洗、磷化、钝化和干燥。这种传统的钢管防锈处理方法存在以下缺陷
首先，钢管在经过表面处理过程中，经酸洗和水冲洗后，钢管表面很清洁，但是非常活化，很容易遭受腐蚀，当采用钝化液产生的钝化薄膜层将钢管表面与外在介质隔离开，那么钝化薄膜层质量的差异对最终表面钝化处理效果起到关键性作用，但是经亚硝酸钠钝化产生的钝化薄膜层具有弹性差、孔隙率大、耐蚀性和耐磨性不佳等特点，因此，经钝化处理后的钢管存放时间短，短期内钢管表面依然会重新发生氧化现象产生锈斑，不仅浪费钝化原材料，而且增加生产成本和能源消耗，以及金属材料损耗，尤其是延误了生产周期，严重的妨碍和制约了生产的正常有序进行。其次，在表面钝化处理工艺过程中，水洗由于受生产不断的循环，硫酸缸内的酸根离子会不断地被带入水洗缸内，水中的PH值降低，酸性提高，附着在钢管表面酸性物质增多，对钢管起到腐蚀作用，即便有循环水不断补充，稀释水中的酸度，但也无法阻止酸根离子的进入，因此，水缸内的酸根离子总是存在。同时，由于钢管表面存在细微孔隙，酸洗时酸液无法得到有效渗透，而不能有效发生化学反应，或即便渗透，但是渗透的酸性物又难以彻底清除。所以使得钢管表面呈现酸性，直接影响了后续表面钝化处理工艺的效果。再之，钢管往往因长时间氧化，存在顽固锈斑，钢管表面在硫酸酸洗时酸液不能对顽固锈斑有效彻底清除，所以后续的表面钝化处理工艺就不能达到预期的效果。最后，由于运输等其他原因造成钢管表面钝化层破坏、或钝化处理后产品距离使用时间较长，当大气湿度高于临界湿度后，钢管表面便出现水膜或水珠，大气中含有的有害
3杂质溶解于这些水膜、水珠，即成电解液，加剧对钢管表面金属锈蚀。又如烟雾、煤灰、氯化物和其他酸、碱、盐颗粒等其它污染杂质的活性离子对钢管表面金属钝态破坏引起的腐蚀
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种防止钢质制件经过钝化后其表面再次产生锈迹的钢质制件的防锈处理方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为钢质制件的防锈处理方法， 包括对钢质制件表面进行常规的除锈除污处理，然后，对钢质制件进行中和处理、磷化处理、热水洗和钝化处理，最后对钢质制件进行干燥处理。所述的中和处理是指将钢质制件浸入由草酸钠和水溶液稀释后得到的浓度为 8 12点、温度为40 50°C的中和溶液中滞留3 5min，使钢质制件表面呈现中性。所述的磷化处理是指将钢质制件浸入酸式磷酸盐为主、总酸度20 30点、游离酸 1 3点、温度为60 70°C的磷化溶液中滞留20 30min，使钢质制件的表面形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜。所述的热水洗是指将钢质制件在温度为60 70°C的热水中浸渍3 5min，清除钢质制件表面的杂质。所述的后处理是指将钢质制件浸入由铬酸酐和水溶液稀释后得到的浓度为18 20%、温度为75 80°C的铬酸酐溶液中浸渍10 15min，在钢质制件的表面生成一层钝化薄膜层，把钢质制件表面与外界隔开。所述的常规的去锈去污处理包括去油、至少一次水洗、酸洗和至少两次水洗。所述的去油是指将钢质制件浸入由脱脂粉和水溶液配比后得到浓度为5 8%、温度为60 75°C的脱脂溶液中，滞留5 15min，清除钢质制件表面的油腻污渍；去油后的水洗是指将钢质制件在清水中浸渍3 5min，清除钢质制件表面残留的油腻污渍；所述的酸洗是指将钢质制件放入(浓度98%)溶液与水稀释后得到的浓度为8% 16%、温度为50 70°C的酸洗溶液中，滞留5 20min，使钢质制件表面的氧化皮和锈迹脱落，并清除其它残留物，得到表面清洁的钢质制件；酸洗后的水洗是指将钢质制件在清水中浸渍3 5min，清除钢质制件表面残留的酸液及其他杂质。本发明的有益效果是本发明可以将钢质制件表面的酸性物及顽固锈斑得到彻底清除，使得钢质制件的表面完全呈现洁净的中性，促进了钝化工艺中钝化氧化膜的形成，提高钝化工艺质量，使得产品钝化膜弹性大、孔隙率小、耐蚀性和耐磨性优良，尤其是对因腐蚀破坏以及其他原因对钝化膜破坏，具有自动修复作用，钝化后的钢质制件的保存时间长， 重复钝化现象大幅下降，有效地降低原材料、能源及人力物力的消耗，并且减小了污染排放，有效地减少了钝化液中重金属离子的大量浪费，使得钝化成本大大降低。
具体实施例方式下面详细描述本发明的具体实施方案。本发明所述的钢质制件的防锈处理方法，其步骤为将钢管之类的钢质制件浸入由脱脂粉和水溶液配比后得到浓度为5、％、温度为60 75°C的脱脂溶液中，滞留5 15分钟(min)，清除钢质制件表面的油腻污渍；然后，将钢质制件在清水中浸渍3 5分钟，清除钢质制件表面残留的油腻污渍；接着，将钢质制件放入(浓度98%)溶液与水稀释后得到的浓度为8% 16%、温度为50 70°C的酸洗溶液中，滞留5 20分钟，使钢质制件表面的氧化皮和锈迹脱落，并清除其它残留物，得到表面清洁的钢质制件，酸洗后的钢质制件通过两次水洗(过两次清水)，清除钢质制件表面残留的酸液及其他杂质，每次水洗时，将钢质制件在清水中浸渍3 5分钟；经过去油、水洗、酸洗和两次水洗之后，将钢质制件浸入由草酸钠和水溶液稀释后得到的浓度为8 12点、温度为40 50°C的中和溶液中滞留3 5分钟，使钢质制件表面呈现中性，接着将钢质制件浸入酸式磷酸盐为主、总酸度20 30 点、游离酸1 3点、温度为60 70°C的磷化溶液中滞留20 30分钟，使钢质制件的表面形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜，然后，将钢质制件在温度为60 70°C的热水中浸渍3 5分钟，清除钢质制件表面的杂质，将钢质制件在温度为60 70°C的热水中浸渍 3 5分钟，清除钢质制件表面的杂质，将钢质制件浸入由铬酸酐和水溶液稀释后得到的浓度为18 20%、温度为75 80°C的铬酸酐溶液中浸渍10 15分钟，在钢质制件的表面生成一层钝化薄膜层，从而将钢质制件表面与外界隔开。 本发明的工作原理为首先，在表面钝化处理工艺流程中采用草酸钠(Na2C2O4)进行中和，根据草酸钠能够电离出大量得草酸根离子的作用，草酸根离子与钢管表面残留的酸性离子结合，生成弱酸性草酸，从而提高水中的PH值降低酸度；和利用草酸钠具有易挥发性，钢管在吊离草酸钠溶液时，草酸钠自然挥发脱离钢管表面，使钢管完全呈现洁净中性的表面；以及借助草酸钠极强的还原能力，将铁锈中的三价铁还原成二价铁，二价铁的溶解度更大，从而进一步促进铁锈溶解，能够有效地清除钢管表面残余的顽固锈斑；然后， 在表面钝化处理工艺中选用强氧化剂铬酸酐(CrO3)作为钝化剂，在钢管表面生成一层致密、覆盖良好同时具有晶体结构的独立固相钝化薄膜层，钝化薄膜层的主要成分是铬酸锌 (SiCrO4)和铬酸铬(Cr03*Cr203TiH20)。钝化膜中以三价铬的存在最多，在钝化膜中起到骨架作用，其次是水，再其次是六价铬。大量三价铬化物难溶于水，隔尽了空气中的氧气和水分的渗透，封闭了钢管表面金属层的孔隙。少量的六价铬分布于膜内，可对被擦掉的钝化膜起到自动修复作用，能够把轻度撕破的钝化膜重新完整的修复起来使耐蚀性能大大提高。铬酸酐钝化具有的膜弹性大、孔隙率小、耐蚀性和耐磨性良好等特性，尤其是对腐蚀破坏以及其他原因对钝化膜破坏的自动修复性能是当前其它钝化处理剂所不可比拟的。因此采用铬酸酐钝化形成的钝化膜就能有效的把钢管表面与外在介质隔离开，使金属的电位移向正方向，活泼易溶解的钢管表面金属状态发生突变，金属的溶解速度急速下降转入钝态。
权利要求
1.钢质制件的防锈处理方法，包括对钢质制件表面进行常规的除锈除污处理，然后， 对钢质制件进行中和处理、磷化处理、热水洗和钝化处理，最后对钢质制件进行干燥处理。
2.如权利要求1所述的防锈处理方法，其特征在于所述的中和处理是指将钢质制件浸入由草酸钠和水溶液稀释后得到的浓度为8 12点、温度为40 50°C的中和溶液中滞留3 5min，使钢质制件表面呈现中性。
3.如权利要求1所述的防锈处理方法，其特征在于所述的磷化处理是指将钢质制件浸入酸式磷酸盐为主、总酸度20 30点、游离酸1 3点、温度为60 70°C的磷化溶液中滞留20 30min，使钢质制件的表面形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜。
4.如权利要求1所述的防锈处理方法，其特征在于所述的热水洗是指将钢质制件在温度为60 70°C的热水中浸渍3 5min，清除钢质制件表面的杂质。
5.如权利要求1所述的防锈处理方法，其特征在于所述的后处理是指将钢质制件浸入由铬酸酐和水溶液稀释后得到的浓度为18 20%、温度为75 80°C的铬酸酐溶液中浸渍10 15min，在钢质制件的表面生成一层钝化薄膜层，把钢质制件表面与外界隔开。
6.如权利要求1至5中任一项所述的防锈处理方法，其特征在于所述的常规的去锈去污处理包括去油、至少一次水洗、酸洗和至少两次水洗。
7.如权利要求6所述的防锈处理方法，其特征在于所述的去油是指将钢质制件浸入由脱脂粉和水溶液配比后得到浓度为5、％、温度为60 75°C的脱脂溶液中，滞留5 15 min，清除钢质制件表面的油腻污渍；去油后的水洗是指将钢质制件在清水中浸渍3 5min，清除钢质制件表面残留的油腻污渍；所述的酸洗是指将钢质制件放入(浓度 98%)溶液与水稀释后得到的浓度为8% 16%、温度为50 70°C的酸洗溶液中，滞留5 20min，使钢质制件表面的氧化皮和锈迹脱落，并清除其它残留物，得到表面清洁的钢质制件；酸洗后的水洗是指将钢质制件在清水中浸渍3 5min，清除钢质制件表面残留的酸液及其他杂质。
全文摘要
本发明公开了一种防止钢质制件经过钝化后其表面再次产生锈迹的钢质制件的防锈处理方法，包括对钢质制件表面进行常规的除锈除污处理，然后对钢质制件进行中和处理、磷化处理、热水洗和钝化处理，最后对钢质制件进行干燥处理。本发明可以使钢质制件表面的酸性物及顽固锈斑得到彻底清除，使得钢质制件的表面完全呈现洁净的中性，促进了钝化工艺中钝化氧化膜的形成，钝化后的钢质制件的保存时间长，重复钝化现象大幅下降，有效地降低原材料、能源及人力物力的消耗，并且减小了污染排放，有效地减少了钝化液中重金属离子的大量浪费，使得钝化成本大大降低。
文档编号C23C22/82GK102383121SQ201110355000
公开日2012年3月21日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者王永长, 许亚明, 韩波 申请人:江苏华程工业制管股份有限公司