本发明涉及金属材料表面处理技术领域，具体涉及一种紫铜排环保型抗变色处理方法。
背景技术：
铜排是现代铜加工行业的重要产品，广泛应用于高低压电器、开关触头、配电设备、母线槽等电器工程和金属冶炼、电化电镀、化工烧碱等超大电流电解冶炼工程。但是，铜排在加工成形和入库存放及运输过程中，因氧化、腐蚀等原因而极易产生表面变色，表面生成具有大电阻率的氧化物和硫化物等，严重影响铜排的导电、导热性能。特别是紫铜极易发生变色，在高温、高湿的环境中，其表面在几小时内就可能产生发黑现象。因此，在生产实际和使用过程中如何长久保持紫铜排的表面色泽，保证其表面质量和使用性能，是行业内的一大技术难题。目前，解决该问题的主要方法为涂漆、电镀和涂镀保护剂三种方法。其中，涂漆工艺已逐渐被淘汰，现很少使用；而普遍采用的镀锡、镀银和镀镍等电镀工艺处理易造成重金属污染且成本昂贵；涂镀保护剂的方法是使铜排表面生成一层钝化薄膜，从而阻止金属与腐蚀介质的直接接触，与铜排涂漆和电镀工艺相比，更具优越性和可持续发展性。但传统的涂镀技术通常采用铬酸钝化处理，铬酸的强氧化性易破坏铜材的原始色泽；采用传统的苯并三氮唑(BTA)保护剂，虽然环保但难以实现铜排长久不变色。因此，开发出一种环保高效的紫铜排抗变色方法具有十分重要的现实意义。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有抗变色技术对紫铜排表面原始色泽的破坏、抗变色效果不长和污染严重等方面的不足，提供一种紫铜排环保型抗变色处理方法，此方法简单高效，经济环保，采用此方法处理后紫铜排表面色泽均匀一致且具有优异抗变色性能，表面颜色持久光亮不变色。
为实现上述的目的，本发明采用如下技术方案：一种紫铜排环保型抗变色处理方法，包括下述步骤：
(1)紫铜排表面抛光，清洗擦拭干净后，再采用超声波震荡脱脂清洗；
(2)将紫铜排浸泡于30～40℃的预处理液中5～10min，形成植酸大分子或苯并三氮唑的保护膜，然后采用清水冲洗；
(3)将预处理过后的紫铜排采用抗变色处理液处理，然后置于干燥处冷风吹30～60min。
进一步地，抗变色处理液处理的方式可采用喷涂或刷涂。
进一步地，所述的预处理液由包括苯并三氮唑、无水乙醇、植酸、咪唑中的3种或4种组成，各原料在每升去离子水中的加入量为：
苯并三氮唑，50～100mg；
无水乙醇，2～4ml；
植酸，1～3ml；
咪唑，2～5ml。
更进一步地，所述预处理液的各原料在升去离子水中的加入量为：
苯并三氮唑，60～90mg；
无水乙醇，2.5～3.5ml；
植酸，2～3ml；
咪唑，3～5ml。
进一步地，所述的抗变色处理液由光亮剂、缓蚀剂和辅助成膜剂组成，缓蚀剂由三唑类有机物的一种或两种和稀土盐一种或两种组成；光亮剂为十二烷基硫酸钠；辅助成膜剂由植酸和无水乙醇组成；各原料在每升去离子水中的加入量为：
稀土盐，30mg～60mg；
三唑类有机物，20～50mg；
十二烷基硫酸钠，10～30mg；
植酸，50～100mg；
无水乙醇，2～4ml。
更进一步地，所述的三唑类有机物选自3-氨基-1，2，4-三唑和3，5-二氨基-1，2，4-三氮唑。
所述的稀土盐选自镧盐、铈盐。
所述抗变色处理液的各原料在升去离子水中的加入量为：
稀土盐，40mg～55mg；
三唑类有机物，30～45mg；
十二烷基硫酸钠，15～25mg；
植酸，60～90mg；
无水乙醇，2～4ml。
本发明的技术原理简述如下：
本发明首先通过表面抛光及超声波震荡脱脂，获得清洁的铜排表面；再采用预处理液处理，在铜排表面形成植酸大分子或苯并三氮唑(BTA)保护膜；最后采用抗变色处理液对铜排表面进行钝化处理。通过对抗变色处理液中光亮剂、缓蚀剂和辅助成膜剂的种类和配比进行调整优化，实现铜排表面的双级钝化。BTA易与铜原子结合，形成相互交错的不溶性链状聚合物，可有效阻断铜基体与腐蚀介质的接触；三唑类有机物和稀土盐组成高稳定性单齿配位稀土有机配合物，可明显提高钝化膜的耐蚀性；光亮剂中的十二烷基硫酸钠具有良好的润湿作用，有助于气泡的上移和排出，避免了抗变色膜内产生气孔和夹杂；辅助成膜剂由植酸和无水乙醇组成，有效保证了铜排表面生成的保护膜均匀致密，与基体表面络合牢固，从而使铜排表面颜色持久光亮不变色。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明针对于紫铜排在加工成型和入库存放时的变色问题，通过预处理液和抗变色处理液实现双级钝化。预处理液和抗变色处理液中不含强氧化性物质和强酸，既有效防止了材料原始色泽的改变，又避免产生有毒的酸雾或铬酸对接触人员和环境的危害；
2、本发明通过预处理液处理形成植酸大分子或苯并三氮唑的保护膜，再对抗变色处理液的光亮剂、缓蚀剂和辅助成膜剂的种类和含量进行调整优化，实现双级钝化，有效保证了铜排表面生成的保护膜均匀致密，与金属表面络合牢固，从而使铜排表面颜色持久光亮不变色；
3、本发明简单高效，成本低廉，不仅大幅提高了铜排的抗变色性能，而且不影响其导电、导热等使用性能；
4、本发明预处理后可进行喷涂或刷涂，干燥处理，免去了冲洗环节，可对易氧化变色部位进行重点补涂，具有针对性且节约用水；
5、本发明的原料以可降解的有机溶剂为主，清洁环保。
具体实施方式
对比例1
为了与实施例进行对比，本对比例中对紫铜排样品仅进行普通的机械抛光和表面脱脂清洗。
对比例2
将紫铜排进行机械抛光、清洗擦拭干净后，再采用超声波震荡脱脂清洗。然后将工件浸泡于由1ml/L植酸和50mg/L苯并三唑氮(BTA)的去离子水预处理液中5min，控制温度为40℃，清水冲洗后置于干燥处冷风吹干。
实施例1
将紫铜排进行机械抛光、清洗擦拭干净后，再采用超声波震荡脱脂清洗。然后将工件浸泡于由1ml/L植酸和50mg/L苯并三唑氮的去离子水预处理液中5min，控制温度为40℃，清水冲洗。将预处理过后的工件用30mg/L的LaCl3、20mg/L的3-氨基-1，2，4-三唑、50mg/L的植酸、2ml/L的无水乙醇和10mg/L的十二烷基硫酸钠去离子水溶液进行刷涂，置于干燥处冷风吹干。
实施例2
将紫铜排进行机械抛光、清洗擦拭干净后，再采用超声波震荡脱脂清洗。然后将工件浸泡于由3ml/L植酸和60mg/L苯并三唑氮的去离子水预处理液中6min，控制温度为40℃，清水冲洗。将预处理过后的工件用40mg/L的LaCl3、20mg/L的3-氨基-1，2，4-三唑、50mg/L的植酸和2ml/L的无水乙醇去离子水溶液喷涂，置于干燥处冷风吹干。
将经过上述处理的四种紫铜排样品置于湿度为70％，温度70℃的烘箱内烘烤，观察样品随着时间延长的变色程度。结果如表1，等级A表示无变色，等级B表示轻微变色，等级C表示明显变色，等级D表示严重变色。结果表明，经本发明的双级钝化处理后，紫铜试样在湿度为70％，温度70℃的高温、高湿环境中480h仍保持本色。与未经抗变色处理(对比例1)和只经过简单BTA钝化处理的铜排相比(对比例2)，采用本发明的双级钝化抗变色处理后的试样(实施例1和实施例2)在高温、高湿环境中具有优良的抗变色性能。
紫铜排经过机械抛光或化学抛光，再使用超声波震荡脱脂清洗，去除紫铜排表面多余的油脂及其他杂物，使紫铜排表面洁净，便于后续预处理液处理。
使用含植酸或苯并三氮唑的预处理液处理紫铜排，使形成紫铜排得表面形成植酸大分子或苯并三氮唑的保护膜，初步保护紫铜排不变色。
为进一步提升紫铜排不变色的性能，以及延长紫铜排不变色的时间，采用抗变色处理液喷涂或刷涂的方式，再次处理紫铜排，并对易氧化变色部位进行重点补涂，加强保护，抗变色处理液与紫铜排表面发生络合反应，且其含有植酸使保护膜更加致密，从而使紫铜排表面颜色持久光亮不变色。
表1湿度为70％，温度70℃的高温高湿环境中样品变色情况
以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。