技术简介：
本发明针对传统铬酸盐钝化液毒性大、污染严重的缺陷，提出一种环保型不锈钢钝化工艺。通过微刻蚀形成微粗糙表面增强结合力，创新性引入海藻酸钠活化镍纳米粒子，构建致密钝化膜，显著提升耐腐蚀性（腐蚀速率降低至0.021g/m²·h）和表面疏水性（接触角达110°），实现性能与环保的双重突破。
关键词：不锈钢钝化处理,环保钝化液,纳米粒子增强
本发明属于不锈钢
技术领域：
，具体涉及一种不锈钢件表面钝化处理工艺。
背景技术：
：铬酸盐钝化处理虽然能为金属基体提供较好的抗腐蚀性能，但由于铬酸盐钝化液中的六价铬离子含有剧毒，故其生存过程、废水排放以及废弃产品的弃置等环节一旦处理不当都会对环境造成严重的危害，医学中心的环境学系的一项研究结果表明，通过口腔摄入的六价铬离子大约有10%会被机体所吸收，而被人体吸收的六价铬离子大约又有10%可能会在人体内滞留约5年之久，动物实验也显示出可怕的结果，口服六价铬离子四到八周的老鼠，它的肝脏、肾脏、脾脏、肺部、心脏、肌肉、血液和骨骼中都含有铬元素，表明通过饮用水摄入的六价铬，极有可能对组织器官产生潜在的毒害和致癌的作用，所以由于六价铬的毒性和致癌性现在已经被许多国禁止使用，综上，研究和开发无毒的钝化液处理势在必行。技术实现要素：本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种不锈钢件表面钝化处理工艺。本发明是通过以下技术方案实现的：一种不锈钢件表面钝化处理工艺，包括以下步骤：（1）表面预处理：将不锈钢件表面用金相砂纸由粗至细逐一打磨，然后用无水乙醇清洗，再用去离子水清洗，然后干燥至恒重；（2）表面微刻蚀：将步骤（1）处理后的不锈钢件表面采用微刻蚀剂进行均匀涂刷，涂刷30-40s后，立即采用去离子水进行冲洗干净，然后真空下干燥至恒重；所述微刻蚀剂每升中含有0.5g硫酸、1.8g氯化钠、0.8g抗坏血酸，其余为水；（3）钝化液配制：所述钝化液中每升中含有5.5-5.8g硝酸铈、1.2-1.4g高锰酸钾、0.25-0.32g海藻酸钠活化镍纳米粒子，其余为水，所述钝化液通过采用硫酸调节ph至2.2；（4）钝化处理：将步骤（2）处理后的不锈钢件浸泡到步骤（3）制备的钝化液中，浸泡15s后，超声震荡5s，然后继续浸泡30-35s，取出，采用无水乙醇清洗后，再采用去离子水进行清洗至中性，真空下烘干，即可。进一步的，所述步骤（1）中金相砂纸由粗到细逐一打磨，具体为先采用300目砂纸进行均匀打磨2min，然后在采用1000目砂纸进行均匀打磨80s，再采用2000目砂纸进行均匀打磨100s，即可。进一步的，所述步骤（2）中真空下干燥温度为120℃。进一步的，所述步骤（3）中海藻酸钠活化镍纳米粒子制备方法为：（1）向反应釜中添加重量份为5份的海藻酸，然后将胆固醇与三氯甲烷按2g：20ml的比例均匀混合到一起，配制成胆固醇溶液，将胆固醇溶液滴加到反应釜中，胆固醇溶液与海藻酸体积比为1:2，加热至60℃，以500r/min转速搅拌2小时，然后再添加海藻酸体积5倍的碳酸钠溶液，所述碳酸钠溶液质量分数为10%，继续搅拌，再添加海藻酸质量10%的无水乙醇，搅拌均匀后，静置2小时，得到海藻酸钠混合液；（2）将镍纳米粒子分散至去离子水中，配制成质量分数为5%的镍纳米粒子悬浮液，将镍纳米粒子悬浮液与步骤（1）制备的海藻酸钠混合液按1:2体积比均匀混合到一起，于水浴80℃下，超声25min，然后采用盐酸溶液调节ph至4.0，静置2小时，然后过滤出镍纳米粒子，即得。进一步的，所述超声功率为200w。进一步的，所述盐酸溶液浓度为0.25mol/l。进一步的，所述步骤（4）中真空下烘干温度为100℃。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明通过在钝化前对不锈钢件表面进行一定程度的微刻蚀，能够使得不锈钢件表面形成一定微量粗糙面，在钝化后，能够通过增加接触面积提高与钝化膜之间的结合力，通过采用本发明配制的钝化液处理后的不锈钢件表面能够形成一定厚厚的致密的钝化膜，能够有效的阻挡氯离子的侵蚀，并且能够有效的阻碍氧气、电子的自由传输，抑制不锈钢的腐蚀反应，提高不锈钢件的耐腐蚀性能，本发明通过在钝化液中添加海藻酸钠活化的镍纳米粒子，能够有效的调节钝化膜形成的速度，同时，由于其具有的催化活性，能够一定程度上提高钝化效率，同在钝化膜形成的过程中，海藻酸钠活化的镍纳米粒子能够有效的充当结构桥梁点，将原本的疏松的膜结构连接的更加致密，利于其防腐蚀性能的有效提高，同时，还能够使得钝化膜表面更加光滑，并且有效的提高了钝化膜表面的接触角，从而显著提高了钝化膜表面的耐污性。具体实施方式实施例1一种不锈钢件表面钝化处理工艺，包括以下步骤：（1）表面预处理：将不锈钢件表面用金相砂纸由粗至细逐一打磨，然后用无水乙醇清洗，再用去离子水清洗，然后干燥至恒重；（2）表面微刻蚀：将步骤（1）处理后的不锈钢件表面采用微刻蚀剂进行均匀涂刷，涂刷30s后，立即采用去离子水进行冲洗干净，然后真空下干燥至恒重；所述微刻蚀剂每升中含有0.5g硫酸、1.8g氯化钠、0.8g抗坏血酸，其余为水；（3）钝化液配制：所述钝化液中每升中含有5.5g硝酸铈、1.2-1.4g高锰酸钾、0.25g海藻酸钠活化镍纳米粒子，其余为水，所述钝化液通过采用硫酸调节ph至2.2；（4）钝化处理：将步骤（2）处理后的不锈钢件浸泡到步骤（3）制备的钝化液中，浸泡15s后，超声震荡5s，然后继续浸泡30s，取出，采用无水乙醇清洗后，再采用去离子水进行清洗至中性，真空下烘干，即可。进一步的，所述步骤（1）中金相砂纸由粗到细逐一打磨，具体为先采用300目砂纸进行均匀打磨2min，然后在采用1000目砂纸进行均匀打磨80s，再采用2000目砂纸进行均匀打磨100s，即可。进一步的，所述步骤（2）中真空下干燥温度为120℃。进一步的，所述步骤（3）中海藻酸钠活化镍纳米粒子制备方法为：（1）向反应釜中添加重量份为5份的海藻酸，然后将胆固醇与三氯甲烷按2g：20ml的比例均匀混合到一起，配制成胆固醇溶液，将胆固醇溶液滴加到反应釜中，胆固醇溶液与海藻酸体积比为1:2，加热至60℃，以500r/min转速搅拌2小时，然后再添加海藻酸体积5倍的碳酸钠溶液，所述碳酸钠溶液质量分数为10%，继续搅拌，再添加海藻酸质量10%的无水乙醇，搅拌均匀后，静置2小时，得到海藻酸钠混合液；（2）将镍纳米粒子分散至去离子水中，配制成质量分数为5%的镍纳米粒子悬浮液，将镍纳米粒子悬浮液与步骤（1）制备的海藻酸钠混合液按1:2体积比均匀混合到一起，于水浴80℃下，超声25min，然后采用盐酸溶液调节ph至4.0，静置2小时，然后过滤出镍纳米粒子，即得。进一步的，所述超声功率为200w。进一步的，所述盐酸溶液浓度为0.25mol/l。进一步的，所述步骤（4）中真空下烘干温度为100℃。实施例2一种不锈钢件表面钝化处理工艺，包括以下步骤：（1）表面预处理：将不锈钢件表面用金相砂纸由粗至细逐一打磨，然后用无水乙醇清洗，再用去离子水清洗，然后干燥至恒重；（2）表面微刻蚀：将步骤（1）处理后的不锈钢件表面采用微刻蚀剂进行均匀涂刷，涂刷40s后，立即采用去离子水进行冲洗干净，然后真空下干燥至恒重；所述微刻蚀剂每升中含有0.5g硫酸、1.8g氯化钠、0.8g抗坏血酸，其余为水；（3）钝化液配制：所述钝化液中每升中含有5.8g硝酸铈、1.4g高锰酸钾、0.32g海藻酸钠活化镍纳米粒子，其余为水，所述钝化液通过采用硫酸调节ph至2.2；（4）钝化处理：将步骤（2）处理后的不锈钢件浸泡到步骤（3）制备的钝化液中，浸泡15s后，超声震荡5s，然后继续浸泡35s，取出，采用无水乙醇清洗后，再采用去离子水进行清洗至中性，真空下烘干，即可。进一步的，所述步骤（1）中金相砂纸由粗到细逐一打磨，具体为先采用300目砂纸进行均匀打磨2min，然后在采用1000目砂纸进行均匀打磨80s，再采用2000目砂纸进行均匀打磨100s，即可。进一步的，所述步骤（2）中真空下干燥温度为120℃。进一步的，所述步骤（3）中海藻酸钠活化镍纳米粒子制备方法为：（1）向反应釜中添加重量份为5份的海藻酸，然后将胆固醇与三氯甲烷按2g：20ml的比例均匀混合到一起，配制成胆固醇溶液，将胆固醇溶液滴加到反应釜中，胆固醇溶液与海藻酸体积比为1:2，加热至60℃，以500r/min转速搅拌2小时，然后再添加海藻酸体积5倍的碳酸钠溶液，所述碳酸钠溶液质量分数为10%，继续搅拌，再添加海藻酸质量10%的无水乙醇，搅拌均匀后，静置2小时，得到海藻酸钠混合液；（2）将镍纳米粒子分散至去离子水中，配制成质量分数为5%的镍纳米粒子悬浮液，将镍纳米粒子悬浮液与步骤（1）制备的海藻酸钠混合液按1:2体积比均匀混合到一起，于水浴80℃下，超声25min，然后采用盐酸溶液调节ph至4.0，静置2小时，然后过滤出镍纳米粒子，即得。进一步的，所述超声功率为200w。进一步的，所述盐酸溶液浓度为0.25mol/l。进一步的，所述步骤（4）中真空下烘干温度为100℃。实施例3一种不锈钢件表面钝化处理工艺，包括以下步骤：（1）表面预处理：将不锈钢件表面用金相砂纸由粗至细逐一打磨，然后用无水乙醇清洗，再用去离子水清洗，然后干燥至恒重；（2）表面微刻蚀：将步骤（1）处理后的不锈钢件表面采用微刻蚀剂进行均匀涂刷，涂刷35s后，立即采用去离子水进行冲洗干净，然后真空下干燥至恒重；所述微刻蚀剂每升中含有0.5g硫酸、1.8g氯化钠、0.8g抗坏血酸，其余为水；（3）钝化液配制：所述钝化液中每升中含有5.6g硝酸铈、1.3g高锰酸钾、0.28g海藻酸钠活化镍纳米粒子，其余为水，所述钝化液通过采用硫酸调节ph至2.2；（4）钝化处理：将步骤（2）处理后的不锈钢件浸泡到步骤（3）制备的钝化液中，浸泡15s后，超声震荡5s，然后继续浸泡32s，取出，采用无水乙醇清洗后，再采用去离子水进行清洗至中性，真空下烘干，即可。进一步的，所述步骤（1）中金相砂纸由粗到细逐一打磨，具体为先采用300目砂纸进行均匀打磨2min，然后在采用1000目砂纸进行均匀打磨80s，再采用2000目砂纸进行均匀打磨100s，即可。进一步的，所述步骤（2）中真空下干燥温度为120℃。进一步的，所述步骤（3）中海藻酸钠活化镍纳米粒子制备方法为：（1）向反应釜中添加重量份为5份的海藻酸，然后将胆固醇与三氯甲烷按2g：20ml的比例均匀混合到一起，配制成胆固醇溶液，将胆固醇溶液滴加到反应釜中，胆固醇溶液与海藻酸体积比为1:2，加热至60℃，以500r/min转速搅拌2小时，然后再添加海藻酸体积5倍的碳酸钠溶液，所述碳酸钠溶液质量分数为10%，继续搅拌，再添加海藻酸质量10%的无水乙醇，搅拌均匀后，静置2小时，得到海藻酸钠混合液；（2）将镍纳米粒子分散至去离子水中，配制成质量分数为5%的镍纳米粒子悬浮液，将镍纳米粒子悬浮液与步骤（1）制备的海藻酸钠混合液按1:2体积比均匀混合到一起，于水浴80℃下，超声25min，然后采用盐酸溶液调节ph至4.0，静置2小时，然后过滤出镍纳米粒子，即得。进一步的，所述超声功率为200w。进一步的，所述盐酸溶液浓度为0.25mol/l。进一步的，所述步骤（4）中真空下烘干温度为100℃。对比例1：与实施例1区别仅在于不经过步骤（2）处理。对比例2：与实施例1区别仅在于钝化液中不添加海藻酸钠活化镍纳米粒子。对比例3：与实施例1区别仅在于钝化液中将海藻酸钠活化镍纳米粒子替换为普通未处理的镍纳米粒子。试验将304不锈钢件切割加工成20mm×40mm×10mm的试样，随机分成7组，其中6组分别采用实施例与对比例方法处理，另一组为对照组，处理前进行初始称重，然后将处理后的试样放置到3%氯化钠溶液中浸泡24h，然后取出，用蒸馏水冲洗，再烘干至恒重，称量，对比各组腐蚀速率（试验参照gb10124-88进行）：表1腐蚀速率g/（m²·h）实施例10.0213实施例20.0216实施例30.0215对比例10.0256对比例20.0363对比例30.0289对照组0.8631由表1可以看出，经过本发明处理后的不锈钢件耐腐蚀性得到显著的提高，并且钝化液中通过添加海藻酸钠活化镍纳米粒子能够进一步的提高耐腐蚀性能。将304不锈钢件切割加工成30mm×20mm×10mm的试样，随机分成7组，其中6组分别采用实施例与对比例方法处理，另一组为对照组，进行检测表明接触角：表2接触角°实施例1110.8实施例2110.3实施例3110.6对比例1110.4对比例2103.5对比例3105.8对照组72.8由表2可以看出，经过本发明处理后的不锈钢件表明接触角得到显著的提高，其耐污性能得到明显的提高。当前第1页12