一种钢材化学前处理方法及所用酸洗液的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种钢材化学前处理方法及所用酸洗液，其中钢材化学前处理方法包括：酸洗—脱脂—水洗—磷化四道工序，脱脂液中采用粗粒碱，在酸洗和脱脂工序中分别用AES和APAM表面活性剂解决常温工艺对活性剂要求，磷化采用钼酸盐铁系磷化液。所用的酸液组成以克每升计为：硫酸:101-135g/L,硫氰酸钾:3g/L,三乙烯四胺六乙酸:3g/L,盐酸乙脒:3g/L,二邻甲苯硫脲:3g/L,硫酸的质量浓度为15%～19%。本工艺简单，工序道次少，节约水80%左右。无需外部加热设备，可降低设备投资，正常运行节电70%左右。
【专利说明】一种钢材化学前处理方法及所用酸洗液
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢材的化学前处理方法【技术领域】，具体涉及一种钢材的除油、除锈、磷化工艺及所用的酸洗液。
【背景技术】
[0002]在正常的钢材化学前处理生产线，钢材的除油、除锈、磷化过程中，由于除锈前先将钢材表面的油污除去，然后再酸洗除去钢材表面的锈蚀。脱脂槽内的化学变化有皂化反应、乳化反应和络合反应，进入酸洗槽后残留的脱脂液会与酸液发生酸碱反应，造成酸洗槽内的参数急剧降低。另外，酸洗完成后需要对钢材表面的残留酸根离子进行中和，然后表调、磷化。
[0003]目前，国内部分厂家钢材化学前处理除油、除锈、磷化工艺流程如附图1所示，这种化学前处理工艺流程需经:预脱脂一脱脂一7jC洗一酸洗一7jC洗一中和一表调一磷化一7jC洗。预脱脂、脱脂工序主要是油脂能与碱起化学作用生成可以溶解于水的脂肪酸盐和甘油，这种脂肪酸盐属于皂类，此种反应也称为皂化反应，此类油脂统称为皂化油。为保证处理的效果通常槽液温度控制在40~50°C。水洗工序将钢材表面脱脂残液清洗干净，避免脱脂液与后面的酸洗液发生中和反应。酸洗工序温度35~45°C，酸洗时间控制在3~5min。酸洗后要保证钢材表面的酸根离子在进入磷化工序前全部出去，以保证磷化的稳定性能。酸洗后进入中和，将工件表面带的酸根离子与碱发生中和反应生成沉淀的氢氧化铁。表调调整工件表面的状态，提高磷化膜的质量。磷化工序要求控制温度在35~40°C，时间3~5min。磷化成膜机理是:8Fe+5Me (H2PO4) 2+8H20+H3P04 —Me2Fe(PO4)2.4Η20(膜)+Me3(P04).4Η20(膜)+7FeHP04 (沉渣)+8?丨其中Me为Mn、Zn等。重点控制钢材表面携带酸根离子对磷化的破坏。采用这种钢材前处理工艺进行钢材表面的除油、除锈、磷化时，工序多、设备投资占地面积大、需要加温能耗高、运行成本高，而且前处理水洗用水量大。为解决这一问题，技术人员试图采用简单的工艺流程，常温脱脂、酸洗、磷化的方法，降低设备投资、占地面积，减少化学前处理的运行成本。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供了一种工艺流程简单、设备简单、成本低的钢材化学前处理技术，解决了槽液需要加温问题。并提供一种酸洗液，解决酸洗后留在钢材表面的酸液中和后面的脱脂液的问题。
【发明内容】
[0005]本发明公开了一种钢材化学前处理除油、除锈、磷化的简易工艺方法，该工艺方法中脱脂、酸洗、水洗和磷化过程中槽液无需加温，均在常温下进行。且设备投资少，占地面积小，运行成本低。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用四道工序，工艺流程如下:
[0007]酸洗一脱脂一 7jC洗一磷化
[0008]所述四道工序时间分别为:酸洗3-5min，脱脂:3_5min，水洗:Imin，磷化:3-5min。
[0009]以上四道工序均在常温下进行。
[0010]所述常温的温度范围为5_30°C。
[0011]在所述脱脂工序中，所用脱脂液中采用粗粒碱，工业级纯度大于99%，既可作酸中和试剂使用，又可当脱脂剂碱性物质；在脱脂液中碱的浓度为25~45%。
[0012]酸洗工序中采用的表面活性剂为阴离子脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，在酸液中浓度为 10g/L。
[0013]脱脂工序中采用的表面活性剂为阴离子聚丙烯酰胺，在脱脂液中质量浓度为
0.1%~0.5%,解决常温工艺对活性剂要求。
[0014]磷化采用钥酸盐铁系磷化液，无需升温就可使磷化膜完整，耐腐蚀性等指标要达到要求。
[0015]所用酸洗液的化学组成以克每升计为:
[0016]
?1:1OlH 35 g/L
硫氰酸钾..3 g/L
三乙烯网胺六乙議:3 g/L
It酸乙脒:3 g/L
二邻Φ苯硫脈:3 g/L
[0017]所用硫酸的质量浓度为15%~19%。
[0018]本发明工艺简单，工序少，节约水80%左右。无需外部加热设备，可降低设备投资，正常运行节电70%左右。且工件磷化效果好，达到防腐工艺要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为现有技术的钢材表面前处理工艺流程示意图；
[0020]图2为本发明公开的一种钢材化学前处理工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合实施例对本发明进一步详述:
[0022]本发明所述的阴离子脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠生产厂家为浙江赞宇科技股份有限公司。
[0023]本发明所述的阴离子聚丙烯酰胺的生产厂家为河南双原环保科技有限公司。
[0024]本发明所述的粗粒碱的生产厂家为山东广饶县成林化工有限公司。
[0025]本发明所述的钥酸盐铁系磷化液生产厂家为常州润东化工有限公司。
[0026]实施例1:
[0027]配制酸洗液:
[0028]硫讀；101 g/L
硫氰酸钾t3 g/L
二乙烯W胺六乙酸:3 g/L
盐酸乙脒:3 g/L:邻甲苯硫脲:3 g/L
[0029]所用硫酸的质量浓度为19%。
[0030]工件在30°C所配制的酸洗液中浸泡5min，酸洗液中表面活性剂阴离子脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠浓度为10g/L，钢材表面的锈蚀除净露出金属原色，浙液2min ;进入30°C脱脂液浸泡3min，脱脂液中含有质量浓度为25%的粗粒碱和质量浓度为0.5%的阴离子聚丙烯酰胺，出槽后工件表面水膜均匀，浙液2min ;进入水洗工序，温度30°C，浸泡lmin，浙液Imin ;进入30°C钥酸盐铁系磷化液浸泡3min，处理后的工件表面彩色。
[0031]实施例2: [0032]配制酸洗液:
[0033]
硫酸:120 g/L
硫氰酸卿:3 g/L
三乙烯四胺六乙酸:3 g/L
盐酸乙脒:3 g/L
二邻甲苯硫脲:3 g/L
[0034]所用硫酸的质量浓度为17%。
[0035]工件在18°C的所配制得酸洗液中浸泡4min，酸洗液中表面活性剂阴离子脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的浓度为10g/L，钢材表面的锈蚀除净露出金属原色，浙液2min;进入18°C脱脂液浸泡4min，在脱脂液中含有质量浓度为35%的粗粒碱和质量浓度为0.3%的阴离子聚丙烯酰胺，出槽后工件表面水膜均匀，浙液2min ;进入水洗工序，温度18°C，浸泡lmin，浙液Imin ;进入18°C钥酸盐铁系磷化液浸泡4min，处理后的工件表面彩色。
[0036]实施例3:
[0037]配制酸洗液:
[0038]?I證:135 g/L
硫氰酸钾;3 g/L
ΞΞ乙爆四胺六乙酸；3 g/L
盐酸乙脒:3 g/L
-一—I邻甲苯硫脲:3 g/L
[0039]所用硫酸的质量浓度为15%。[0040]工件在5°C的所配制的酸洗液中浸泡3min，酸洗液中表面活性剂阴离子脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的浓度为10g/L，钢材表面的锈蚀除净露出金属原色，浙液2min ;进入5°C脱脂槽液浸泡5min，脱脂液中含有质量浓度为45%的粗粒碱和质量浓度为0.1%的阴离子聚丙烯酰胺，出槽后工件表面水膜均匀，浙液2min ;进入水洗工序，温度5°C，浸泡lmin，浙液Imin ;进入5°C钥酸盐铁系磷化液浸泡5min，处理后的工件表面彩色。
【权利要求】
1.一种钢材化学前处理方法，其特征在于包括四道工序:酸洗一脱脂一7K洗一磷化。
2.根据权利要求1所述的钢材化学前处理方法，其特征在于所述四道工序时间分别为:酸洗:3_5min,脱脂:3_5min,水洗:Imin,磷化:3_5min。
3.根据权利要求1所述的钢材化学前处理方法，其特征在于所述四道工序在5-30°C下进行。
4.根据权利要求1所述的钢材化学前处理方法，其特征在于:所述脱脂工序中采用粗粒碱，工业级纯度大于99%。
5.根据权利要求1所述的钢材化学前处理方法，其特征在于:所述脱脂工序所用脱脂液中碱的质量浓度为25~45%。
6.根据权利要求1所述的钢材化学前处理方法，其特征在于:酸洗工序中采用表面活性剂为阴离子脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，浓度为10g/L。
7.根据权利要求1所述的钢材化学前处理方法，其特征在于:脱脂工序中采用表面活性剂为阴离子聚丙烯酰胺，质量浓度计为0.1%~0.5%。
8.根据权利要求1所述的钢材化学前处理方法，其特征在于:磷化采用钥酸盐铁系磷化液。
9.权利要求1所述的一种钢材化学前处理方法所用的酸洗液，其特征在于各组分在酸洗液中浓度为:硫酸:101-135 g/L 硫氰酸钾;3 g/L
二乙烯四胺六乙酸；3 g/L 盐酸乙脒；3 g/L
二邻甲苯硫脲:3 g/L
10.根据权利要求9所述的酸洗液，其特征在于:所用硫酸的质量浓度为15%~19%。
【文档编号】C23G1/02GK103572303SQ201310507104
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】王金富, 王喜恩, 刘洪岩, 李洪全, 孙传明 申请人:奇瑞重工股份有限公司