一种冷轧钢表面复合膜层的制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种冷轧钢表面复合膜层的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：a）冷轧钢基材前处理，b）配制锆盐掺杂硅烷溶液，c）冷轧钢基材后处理，d）复合膜层性能测试。本发明揭示了一种冷轧钢表面复合膜层的制备方法，该制备方法选料独特、制备简便，制得的复合膜层具有较高的腐蚀电位与极化电阻，较低的腐蚀电流密度，从而具备了极高的耐腐蚀性能。
【专利说明】一种冷轧钢表面复合膜层的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种金属加工，尤其涉及一种冷轧钢表面复合膜层的制备方法，属于金属加工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]冷轧钢表面通常要进行钝化处理，以提高冷轧钢金属的抗腐蚀性能。现在，仍有不少企业为了既能提高冷轧钢的防护性能，又能节省成本，大量使用铬酸盐对金属进行钝化，这种铬酸盐钝化对人体和环境有严重危害，已逐步被限制使用。为了避免六价铬对人体和环境的危害，人们正致力于采用有机硅烷钝化技术，这是一种基于环保的有机-无机的硅烷化学，通过选择合适的硅烷钝化体系，可以在金属表面得到结构致密，耐蚀性好的钝化膜，有效提高金属表面的抗腐蚀性能。
[0003]目前，人们正越来越多采用硅烷处理冷轧钢金属表面，以此提高冷轧钢金属防腐蚀能力，然而，纯硅烷膜存在膜薄、力学性能差等缺点，对冷轧钢金属表面的抗腐蚀性提高不大。现行技术中，不少人采用纳米二氧化硅、氧化铝、铈盐等对硅烷溶液掺杂改性以提高硅烷膜对金属的防护能力，然而很少有人用锆盐掺杂改性处理纯硅烷膜，来提高硅烷膜的耐腐蚀性能，而锆具有极好的抗腐蚀性能及极高的熔点、硬度、强度等
【发明内容】
[0004]针对上述需求，本发明提供了一种冷轧钢表面复合膜层的制备方法，该制备方法选料独特、制备简便，制 得的复合膜层具有较高的腐蚀电位与极化电阻，较低的腐蚀电流密度，从而具备了极高的耐腐蚀性能。
[0005]一种冷轧钢表面复合膜层的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤:a)冷轧钢基材前处理，b)配制锆盐掺杂硅烷溶液，c)冷轧钢基材后处理，d)复合膜层性能测试。
[0006]在本发明一较佳实施例中，所述的步骤a)中，冷轧钢基材前处理包括如下工序:磨光处理、清洗处理、去油处理、冲洗及浸湿。
[0007]在本发明一较佳实施例中，所述的步骤b)中，配制锆盐掺杂硅烷溶液包括如下步骤:1)配制硅烷溶液；2)配制硝酸锆掺杂硅烷溶液。
[0008]在本发明一较佳实施例中，所述的硅烷溶液包含的成分及配制体积比为:1，2_双(三甲氧基硅基)乙烷5%，甲醇15%，去离子水80%。
[0009]在本发明一较佳实施例中，所述的硅烷溶液各成分按体积比混合后，加入了适量醋酸并调节PH值为3.5~4.0，然后在25 °C下搅拌水解I~2h。
[0010]在本发明一较佳实施例中，所述的硝酸锆掺杂硅烷溶液浓度为0.0Olmol/L，其通过在制备的硅烷溶液中加入适量硝酸锆配制而成。
[0011]在本发明一较佳实施例中，所述的步骤c)中，冷轧钢基材后处理包括如下工序:室温浸泡处理、吹干处理和烘干处理。
[0012]本发明揭示了一种冷轧钢表面复合膜层的制备方法，该制备方法选料独特、制备简便，制得的复合膜层具有较高的腐蚀电位与极化电阻，较低的腐蚀电流密度，从而具备了极高的耐腐蚀性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
图1是本发明实施例冷轧钢表面复合膜层制备方法的工序步骤图；
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0015]图1是本发明实施例冷轧钢表面复合膜层制备方法的工序步骤图；该制备方法包括如下步骤:a)冷轧钢基材前处理，b)配制锆盐掺杂硅烷溶液，c)冷轧钢基材后处理，d)复合膜层性能测试。
实施例
[0016]具体制备方法如下:
a)冷轧钢基材前处理，冷轧钢基材前处理包括如下工序:1)磨光处理，将需要处理的冷轧钢基材在加工机床上进行打磨，便于后续加工处理；2)清洗处理，先用去离子水冲洗经磨光处理后的冷轧钢基材，然后在室温下用丙酮清洗冷轧钢基材表面，最后用去离子水再次对冷轧钢基材表面进行冲洗；3)去油处理，先将冲洗后的冷轧钢基材表面吹干，然后在室温下用碱性脱脂剂对冷轧钢基材表面进行去油处理；4)冲洗及浸湿，先用去离子水将经去油处理后的冷轧钢基材表面进行冲洗，再用去离子水完全浸湿冷轧钢基材，直至在冷轧钢基材表面形成无缝水膜。
[0017]b)配制锆盐掺杂硅烷溶液，配制锆盐掺杂硅烷溶液包括如下步骤:1)配制硅烷溶液；先将1，2-双(三甲氧基硅基)乙烷、甲醇、去离子水按体积比5:15:80混合，然后用醋酸调节混合液PH值为3.5~4.0，最后在25°C下搅拌水解I~2h，制得硅烷溶液。2)配制硝酸锆掺杂硅烷溶液；向水解后制得的硅烷溶液中加入2.2g/L硝酸锆，充分搅拌，配成浓度为0.001mol/L的硝酸锆掺杂硅烷溶液。
[0018]c)冷轧钢基材后处理，后处理具体过程为:先将前处理过的冷轧钢基材放入配制好的硝酸锆掺杂硅烷溶液中，再在室温下浸泡5min，然后取出用压缩空气吹干，最后在150°C烘箱中烘干30min，即可在冷轧钢基材表面形成无机/有机复合硅烷膜。该无机/有机复合硅烷膜为硝酸锆掺杂硅烷复合膜，由于硝酸锆在冷轧钢基材表面形成了含有氧化锆的夹杂化合物层，而氧化锆的存在可以降低复合硅烷膜的导电性与孔隙度，从而提高复合硅烷膜的耐腐蚀性能；同时，复合硅烷膜中的硝酸锆离子能起到物理阻隔作用，进而提高了复合硅烷膜的耐腐蚀性能。
[0019]d)复合膜层性能测试，通过对冷轧钢基材表面形成的无机/有机复合硅烷膜层进行电化学性能测试和硫酸铜点滴测试，结果表明:相比于纯硅烷膜，硝酸锆掺杂硅烷复合膜的腐蚀电位、极化电阻明显增大，腐蚀电流密度明显降低，耐腐蚀性能大大提高，且硝酸锆掺杂硅烷复合膜对冷轧钢基材表面的保护效率要比纯硅烷膜更高。[0020]本发明揭示了一种冷轧钢表面复合膜层的制备方法，该制备方法选料独特、制备简便，制得的复合膜层具有较高的腐蚀电位与极化电阻，较低的腐蚀电流密度，从而具备了极高的耐腐蚀性能。
[0021]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术 人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种冷轧钢表面复合膜层的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤:a)冷轧钢基材前处理，b)配制锆盐掺杂硅烷溶液，c)冷轧钢基材后处理，d)复合膜层性能测试。
2.根据权利要求1所述的冷轧钢表面复合膜层的制备方法，其特征在于，所述的步骤a)中，冷轧钢基材前处理包括如下工序:磨光处理、清洗处理、去油处理、冲洗及浸湿。
3.根据权利要求1所述的冷轧钢表面复合膜层的制备方法，其特征在于，所述的步骤b)中，配制锆盐掺杂硅烷溶液包括如下步骤:1)配制硅烷溶液；2)配制硝酸锆掺杂硅烷溶液。
4.根据权利要求3所述的冷轧钢表面复合膜层的制备方法，其特征在于，所述的硅烷溶液包含的成分及配制体积比为:1，2_双(三甲氧基硅基)乙烷5%，甲醇15%，去离子水80%。
5.根据权利要求4所述的冷轧钢表面复合膜层的制备方法，其特征在于，所述的硅烷溶液各成分按体积比混合后，加入了适量醋酸并调节PH值为3.5~4.0，然后在25°C下搅拌水解I~2h。
6.根据权利要求3所述的冷轧钢表面复合膜层的制备方法，其特征在于，所述的硝酸锆掺杂硅烷溶液浓度为0.0Olmol/L，其通过在制备的硅烷溶液中加入适量硝酸锆配制而成。
7.根据权利要求1所述的冷轧钢表面复合膜层的制备方法，其特征在于，所述的步骤c)中，冷轧钢基材后处理包括如下`工序:室温浸泡处理、吹干处理和烘干处理。
【文档编号】C23C22/50GK103590029SQ201310483136
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月15日 优先权日:2013年10月15日
【发明者】夏泽军 申请人:昆山宏凌电子有限公司