本发明涉及金属制品，更具体地说，本发明涉及一种黑色金属制品的表面处理工艺。
背景技术：
钢铁类的黑色金属制品与大气长期接触或进行热处理时，其表面会覆盖上一层锈蚀物或黑色氧化皮，其化学组成是各种铁的氧化物。在进行各种表面处理时，必须预先除去这些氧化物。其方法有手工除锈、机械除锈和喷砂除锈等，而最通用的方法是采用各种酸类试剂处理来除锈。这种处理的实质是通过酸类对锈蚀物的溶解作用，以及在处理过程中酸类与金属基体反应产生的氢气对锈蚀物的机械剥离作用而从金属表面将锈蚀物清洗干净。
技术实现要素：
本发明目的是提供一种黑色金属制品的表面处理工艺，高效的去除黑色金属制品表面的锈蚀物。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种黑色金属制品的表面处理工艺，包括以下步骤：
a)高压水洗：使用高压水喷射到金属制品表面，将表面附着的污垢去除；
b)除油：使用有机溶剂除油，有机溶剂为汽油、溶剂汽油、松节油、甲苯、二甲苯、二氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯中的一种，用棉纱蘸有机溶剂对黑色金属制品表面进行擦洗，或将黑色金属制品浸入盛有有机溶剂的槽中，通过浸渍来除油；
c)化学浸蚀：根据黑色金属制品表面氧化物的组成和结构，选用不同的酸，当黑色金属制品表面只带有主要成分为氧化铁的疏松锈蚀物时，使用盐酸来浸蚀；当金属制品表面为紧密的氧化皮时，使用硫酸浸蚀；当金属表面的锈蚀物和氧化皮含高价铁的氧化物多时，采用混合酸进行浸蚀，混合酸为盐酸和硫酸的混合物，混合酸中含有10％的盐酸和10％的硫酸；
d)水洗：用清水将经过化学浸蚀过的黑色金属制品进行清洗；
e)磷化处理：将磷化液温度加热至60～65℃，然后喷射至黑色金属制品表面，喷射时间为11～12min，磷化后磷化膜重量为2.0～2.5g/m2。
优选的，黑色金属制品放置在脱脂机中进行除油，在脱脂机内放有若干个槽，槽内都装有有机溶剂，用机械传送的方式，使黑色金属制品依次浸入其中除油。
优选的，氧化皮是由氧化亚铁、四氧化三铁、三氧化二铁组成，从内向外为：氧化亚铁、四氧化三铁、三氧化二铁。
优选的，步骤c中盐酸浓度低于15％，硫酸浓度低于20％。
步骤c中，采用盐酸或混合酸浸蚀时，温度低于40℃；采用硫酸时，温度低于60℃。
优选的，步骤c中，当浸蚀的盐酸或硫酸或混合酸的浓度为3％或5％时，并且铁的含量达90g/L时，更换盐酸或硫酸或混合酸。
进一步的，在硫酸溶液中加入磷二甲苯硫脲或在盐酸溶液中加入乌洛托品。
本发明的有益效果是：
本发明工艺步骤简单，通过高压水洗、除油、化学浸蚀、磷化处理实现黑色金属制品的表面除锈。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
本发明公开一种黑色金属制品的表面处理工艺，包括以下步骤：
a)高压水洗：使用高压水喷射到金属制品表面，将表面附着的污垢去除；
b)除油：使用有机溶剂除油，有机溶剂为汽油、溶剂汽油、松节油、甲苯、二甲苯、二氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯中的一种，用棉纱蘸有机溶剂对黑色金属制品表面进行擦洗，或将黑色金属制品浸入盛有有机溶剂的槽中，通过浸渍来除油；还可将黑色金属制品放置在脱脂机中进行除油，在脱脂机内放有若干个槽，槽内都装有有机溶剂，用机械传送的方式，使黑色金属制品依次浸入其中除油，实现机械化除油；
c)化学浸蚀：根据黑色金属制品表面氧化物的组成和结构，选用不同的酸，当黑色金属制品表面只带有主要成分为氧化铁的疏松锈蚀物时，使用盐酸来浸蚀，因为盐酸对制品的浸蚀速度快，基体溶解少，渗氢程度也小些；当金属制品表面为紧密的氧化皮时，使用硫酸浸蚀；当金属表面的锈蚀物和氧化皮含高价铁的氧化物多时，采用混合酸进行浸蚀，混合酸为盐酸和硫酸的混合物，混合酸中含有10％的盐酸和10％的硫酸，混合酸既可发挥氢对氧化皮的撕裂作用，又可加速Fe2O3和Fe3O4的化学溶解，加速洗净表面锈蚀物。
影响化学浸蚀效果的因素很多，其中主要是浓度、浸蚀温度等对于清洗效果的影响。实践证明对应于最大浸蚀速度有一个最适宜的硫酸浓度，此值约为25％(重量)。为了减少铁基体的损失，生产中一般使用的浓度为20％。就盐酸而言，虽然随着浓度增高浸蚀速度一直增加，但实验结果表明，当盐酸的浓度在20％以上时，基体的溶解速度比氧化物的溶解速度的增加要快得多，因此生产中很少使用浓盐酸。为了避免盐酸挥发损失，减少氯化氢毒气的析出量，盐酸浓度应控制在15％以下。
为了减少基体金属的损耗，防止酸雾的逸出，并延长设备的使用寿命，一般都不采用高温浸蚀，采用盐酸或混合酸浸蚀时，温度低于40℃；采用硫酸时，温度低于60℃。
d)水洗：用清水将经过化学浸蚀过的黑色金属制品进行清洗；
e)磷化处理：将磷化液温度加热至60～65℃，然后喷射至黑色金属制品表面，喷射时间为11～12min，磷化后磷化膜重量为2.0～2.5g/m2。
氧化皮是由氧化亚铁、四氧化三铁、三氧化二铁组成，从内向外为：氧化亚铁、四氧化三铁、三氧化二铁。
随着使用时间的延长，浸蚀溶液的效力将逐渐降低。这是由于酸液中酸的浓度减小和溶解了的铁的浓度增高的缘故，当浸蚀的盐酸或硫酸或混合酸的浓度为3％或5％时，并且铁的含量达90g/L时，更换盐酸或硫酸或混合酸。
为了减轻浸蚀过程中基体金属的溶解，确保金属制品的几何尺寸和减少渗氢现象，在浸蚀液中应加入缓蚀剂，如在硫酸溶液中加入磷二甲苯硫脲，在盐酸溶液中加入乌洛托品。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定,任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。