本发明涉及铸件生产加工技术领域，具体涉及一种环保型铁铸件表面处理剂及其处理方法。
背景技术：
铸铁件表面存在的氧化皮，浮锈、铁屑，油污，粉尘等污染物附着力较强，铸铁在加工成型后常需采用金属表面处理剂对其进行表面处理以提高金属材料的防腐蚀性能；不对金属表面实施化学转化处理等处理而进行层压加工时，存在层压膜从金属表面剥离、或金属材料发生腐蚀之类的问题。
表面处理剂对金属表面进行处理，常存在许多问题。大多表面处理剂对环境危害较大，如含有Se、Cr、Cu的表面清洗剂，其产生的重金属离子，严重污染环境，近年来已被管制或禁用；磷化表面处理剂中含有大量的无机磷，使用过程中随着废水的排放，会引起河泊的富营养化污染，甚至给我国城乡居民的饮用水安全造成了威胁；大部分表面处理剂只能简单的去油污或者除锈，如有机钒化合物及无机酸组成的金属表面处理剂，在金属材料经过碱洗脱脂程序后，不能避免白锈的生成，耐腐蚀性和耐碱洗性不佳，且难以满足目前铸造工艺所带来的复杂的铸件表面清洗要求。
技术实现要素：
针对上述存在的问题，本发明提出了一种环保型铁铸件表面处理剂及其处理方法，该表面处理剂原料来源广泛易得，无毒无害，对人对环境无危害、无污染，保证了金属表面的光泽度，能够改善金属表面质量，提高金属表面的品质。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种环保型铁铸件表面处理剂，所述表面处理剂由以下质量份数的原料组成：硅酸钠2～5％、焦偏磷酸钠0.5～2％、碳酸钠0.5～1.5％、十八烷醇基聚氧乙烯醚3～8％、非离子型表面活性剂0.5～3％、焦炭粉末0.5～1％、抗氧化剂0.5～1％、缓蚀剂0.1～0.5％、去离子水余量。
优选的，所述表面处理剂由以下质量份数的原料组成：硅酸钠3％、焦偏磷酸钠1％、碳酸钠1％、十八烷醇基聚氧乙烯醚5％、非离子型表面活性剂2％、焦炭粉末0.7％、抗氧化剂0.7％、缓蚀剂0.3％、去离子水余量。
优选的，所述非离子型表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚、OP-10、TX-10、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种。
优选的，所述抗氧化剂为柠檬酸钠、二丁基羟基甲苯、亚硫酸钾或亚硫酸钠中的一种或多种；所述缓蚀剂为苯并三氮唑。
一种使用所述的环保型表面处理剂处理铁铸件的方法，包括以下步骤：
(1)铁铸件前处理：将铁铸件加热至45～55℃，并置于除蜡剂中浸泡20～40min，浸泡过程中进行超声处理，超声功率为500～600W，除去铁铸件毛坯表面的蜡，得到除蜡后的铁铸件；
(2)水洗：将除蜡后的铁铸件置于用去离子水中，进行10～15min的超声处理，超声功率为500～600W，再取出用去离子水全面冲洗除蜡后的铁铸件，冲洗重复4～6次，除去表面残余除蜡剂；
(3)铁铸件除油、除锈处理：将表面处理剂和去离子水按照1:25～35的比例稀释得到稀释液，将步骤(2)中的铁铸件置于稀释液中，并超声5～10min，超声功率为500～600W；
(4)热水洗、电镀：将步骤(3)中的除油、除锈过后的铁铸件在温度温60～80℃的去离子水全面冲洗2～4次，烘干后进行电镀。
优选的，所述步骤(1)中超声功率为550W。
优选的，所述步骤(3)中表面处理剂和去离子水混合比例为1:30。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：
(1)本发明中使用硅酸钠、碳酸钠将铁铸件表面的油脂有效的进行分解，带有油脂的乳滴液在焦炭粉末的强吸附作用下，被吸附聚集，有效的清理铁铸件的表面，去除油脂后铁铸件表面又在金属螯合剂焦偏磷酸钠的作用下，与铸件表面形成一层金属-螯合物保护膜层，这一保护膜层避免了铁铸件表面与外界影响因素的直接接触，保证了铁铸件不被侵蚀；保护膜层有效的保证铁铸件表面的光泽度，能够改善金属表面质量，提高金属表面的品质，进一步保证了铁铸件与涂料材料的结合强度。
(2)本发明的表面处理剂不仅原料来源广泛易得，还无毒无害，对铁铸件无副作用，对人对环境无危害、无污染；本发明减小热源及基本单元的效果，因此进行金属表面处理时能够节约成本，方便实用适宜推广应用。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种环保型铁铸件表面处理剂，所述表面处理剂由以下质量份数的原料组成：硅酸钠3％、焦偏磷酸钠1％、碳酸钠1％、十八烷醇基聚氧乙烯醚5％、壬基酚聚氧乙烯醚1％、OP-101％、焦炭粉末0.7％、柠檬酸钠0.3％、二丁基羟基甲苯0.4％、苯并三氮唑0.3％、去离子水余量。
一种使用所述的环保型表面处理剂处理铁铸件的方法，包括以下步骤：
(1)铁铸件前处理：将铁铸件加热至50℃，并置于除蜡剂中浸泡30min，浸泡过程中进行超声处理，超声功率为550W，除去铁铸件毛坯表面的蜡，得到除蜡后的铁铸件；
(2)水洗：将除蜡后的铁铸件置于用去离子水中，进行超声12min的超声处理，超声功率为550W，再取出用去离子水全面冲洗除蜡后的铁铸件，冲洗重复5次，除去表面残余除蜡剂；
(3)铁铸件除油、除锈处理：将表面处理剂和去离子水按照1:30的比例稀释得到稀释液，将步骤(2)中的铁铸件置于稀释液中，并超声7min，超声功率为550W；
(4)热水洗、电镀：将步骤(3)中的除油、除锈过后的铁铸件在温度温70℃的去离子水全面冲洗3次，烘干后进行电镀。
实施例2：
一种环保型铁铸件表面处理剂，所述表面处理剂由以下质量份数的原料组成：硅酸钠2％、焦偏磷酸钠0.5％、碳酸钠0.5％、十八烷醇基聚氧乙烯醚8％、壬基酚聚氧乙烯醚1％、TX-102％、焦炭粉末0.5％、二丁基羟基甲苯0.3％、亚硫酸钾0.7％、苯并三氮唑0.4％、去离子水余量。
一种使用所述的环保型表面处理剂处理铁铸件的方法，包括以下步骤：
(1)铁铸件前处理：将铁铸件加热至45℃，并置于除蜡剂中浸泡25min，浸泡过程中进行超声处理，超声功率为600W，除去铁铸件毛坯表面的蜡，得到除蜡后的铁铸件；
(2)水洗：将除蜡后的铁铸件置于用去离子水中，进行13min的超声处理，超声功率为600W，再取出用去离子水全面冲洗除蜡后的铁铸件，冲洗重复4次，除去表面残余除蜡剂；
(3)铁铸件除油、除锈处理：将表面处理剂和去离子水按照1:28的比例稀释得到稀释液，将步骤(2)中的铁铸件置于稀释液中，并超声6min，超声功率为600W；
(4)热水洗、电镀：将步骤(3)中的除油、除锈过后的铁铸件在温度温65℃的去离子水全面冲洗2次，烘干后进行电镀。
实施例3：
一种环保型铁铸件表面处理剂，所述表面处理剂由以下质量份数的原料组成：硅酸钠4％、焦偏磷酸钠1.5％、碳酸钠1.5％、十八烷醇基聚氧乙烯醚3％、OP-100.5％、TX-101％、焦炭粉末1％、二丁基羟基甲苯0.2％、亚硫酸钠0.7％、苯并三氮唑0.5％、去离子水余量。
一种使用所述的环保型表面处理剂处理铁铸件的方法，包括以下步骤：
(1)铁铸件前处理：将铁铸件加热至47℃，并置于除蜡剂中浸泡20min，浸泡过程中进行超声处理，超声功率为530W，除去铁铸件毛坯表面的蜡，得到除蜡后的铁铸件；
(2)水洗：将除蜡后的铁铸件置于用去离子水中，进行10min的超声处理，超声功率为530W，再取出用去离子水全面冲洗除蜡后的铁铸件，冲洗重复6次，除去表面残余除蜡剂；
(3)铁铸件除油、除锈处理：将表面处理剂和去离子水按照1:25的比例稀释得到稀释液，将步骤(2)中的铁铸件置于稀释液中，并超声5min，超声功率为600W；
(4)热水洗、电镀：将步骤(3)中的除油、除锈过后的铁铸件在温度温75℃的去离子水全面冲洗4次，烘干后进行电镀。
实施例4：
一种环保型铁铸件表面处理剂，所述表面处理剂由以下质量份数的原料组成：硅酸钠5％、焦偏磷酸钠2％、碳酸钠0.7％、十八烷醇基聚氧乙烯醚6％、壬基酚聚氧乙烯醚0.2％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.3％、焦炭粉末0.8％、柠檬酸钠0.3％、亚硫酸钠0.2％、苯并三氮唑0.1％、去离子水余量。
一种使用所述的环保型表面处理剂处理铁铸件的方法，包括以下步骤：
(1)铁铸件前处理：将铁铸件加热至53℃，并置于除蜡剂中浸泡35min，浸泡过程中进行超声处理，超声功率为500W，除去铁铸件毛坯表面的蜡，得到除蜡后的铁铸件；
(2)水洗：将除蜡后的铁铸件置于用去离子水中，进行14min的超声处理，超声功率为500W，再取出用去离子水全面冲洗除蜡后的铁铸件，冲洗重复4次，除去表面残余除蜡剂；
(3)铁铸件除油、除锈处理：将表面处理剂和去离子水按照1:33的比例稀释得到稀释液，将步骤(2)中的铁铸件置于稀释液中，并超声8min，超声功率为500W；
(4)热水洗、电镀：将步骤(3)中的除油、除锈过后的铁铸件在温度温80℃的去离子水全面冲洗4次，烘干后进行电镀。
实施例5：
一种环保型铁铸件表面处理剂，所述表面处理剂由以下质量份数的原料组成：硅酸钠2％、焦偏磷酸钠1.5％、碳酸钠1.3％、十八烷醇基聚氧乙烯醚4％、OP-100.3％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.7％、焦炭粉末0.9％、二丁基羟基甲苯0.2％、亚硫酸钠0.4％、苯并三氮唑0.2％、去离子水余量。
一种使用所述的环保型表面处理剂处理铁铸件的方法，包括以下步骤：
(1)铁铸件前处理：将铁铸件加热至55℃，并置于除蜡剂中浸泡40min，浸泡过程中进行超声处理，超声功率为580W，除去铁铸件毛坯表面的蜡，得到除蜡后的铁铸件；
(2)水洗：将除蜡后的铁铸件置于用去离子水中，进行15min的超声处理，超声功率为580W，再取出用去离子水全面冲洗除蜡后的铁铸件，冲洗重复6次，除去表面残余除蜡剂；
(3)铁铸件除油、除锈处理：将表面处理剂和去离子水按照1:35的比例稀释得到稀释液，将步骤(2)中的铁铸件置于稀释液中，并超声10min，超声功率为580W；
(4)热水洗、电镀：将步骤(3)中的除油、除锈过后的铁铸件在温度温60℃的去离子水全面冲洗2次，烘干后进行电镀。
下表为使用实施例1～5中表面处理剂和普通市售处理剂对铁铸件处理后，在铁铸件表面涂上一层树脂保护膜，对保护膜进行拉力测试和铁铸件表面耐指纹测试的数据如表1所示。
表1数据测试结果
综合可得，本发明的表面处理剂较普通铁铸件表面处理剂相比具有良好的除油能力，可有效的保证铁铸件表面的光泽度和表面品质。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。