专利名称：一种钢铁结构件的表面处理方法
技术领域：
本发明涉及表面处理技术，尤其涉及照明灯具的钢铁结构件的表面处理方法。
背景技术：
专业的照明灯具一般使用于海洋性气候、潮湿、有盐雾的恶劣条件下，因此对照明 灯具的材料性能要求非常高，采用一般的材料制成的照明灯具很容易在极端的环境中损 坏，严重影响工程进程。为提高材料抗腐蚀、抗氧化等性能，一般会对材料，尤其是制成的钢铁结构件，进 行表面处理，常规采用的表面处理技术为达克罗技术，该技术是一种较为成熟的金属表面 防腐蚀技术，因其具有诸多优点，如(1)超常的耐腐蚀中性盐雾试验证明，其耐腐蚀性能 是镀锌的8 10倍，厚度在8 IOm的达克罗涂层耐盐雾腐蚀时间可达1000小时以上； (2)优良的深涂性能；(3)无氢脆；(4)无污染等，达克罗技术在电力、建筑、海洋工程、家用 电器、铁路、桥梁、隧道、军事工业及粉末冶金行业等各项领域中得到了广泛的应用，代替了 传统的镀锌、镀镉等表面处理技术。但是采用达克罗技术所制备的涂层的耐划伤性差，且涂覆好的标准件在长途运输 到达目的地后，常会出现点蚀，这很大程度影响了产品的表面性能，限制了达克罗技术应用 及推广。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能在钢铁结 构件表面上形成具有良好的耐磨、耐腐蚀的复合层的钢铁结构件的防护处理方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种钢铁结构件的表面处理方法，其中，包括以下步骤A、清除钢铁结构件表面上的油和锈；B、采用锌铝共渗法处理经除油和除锈后的钢铁结构件表面，共渗温度为 430士20°C，共渗时间为1. 5 2小时，在钢铁结构件表面形成共渗层；C、采用抛丸的方法除去采用锌铝共渗法处理后的钢铁结构件表面的氧化膜；D、采用达克罗技术处理经氧化膜后的钢铁结构件表面，在钢铁结构件表面形成达 克罗涂层；E、在所述达克罗涂层表面涂上浸透性好的涂料，以密封所述达克罗涂层表面上的 微孔，与所述共渗层、达克罗涂层一起构成钢铁结构件的表面保护层。本发明所述的表面处理方法，其中，所述步骤A包括Al、在温度为80 90°C，浓度为40 60克/升的Na0H、20 30克/升的Na2C03、 50 70克/升的Na2PO4 · 12H20和5 7克/升的Na2SiO3混合溶液中，清洗所述钢铁结构 件表面的油，完毕后，再采用清水清洗；A2、在浓度为230 270克/升的HCl溶液中对钢铁结构件表面进行除锈处理，完毕后，再采用清水清洗。本发明所述的表面处理方法，其中，所述步骤B中，采用包括锌粉和铝粉的渗剂， 并以NH4Cl作为活化剂，以α-Al2O3作为填料；其中，各组分的质量份数为锌粉40 50份， 铝粉8 12份，NH4Cl 1 2份，α -Al20337 51份。本发明所述的表面处理方法，其中，所述步骤C中，采用直径为0. 05 0. 2毫米的 钢丸，除去采用锌铝共渗法处理后的钢铁结构件表面的氧化膜。本发明所述的表面处理方法，其中，所述步骤D中，所采用的达克罗涂液黏度为 38 42s，密度为1.35 1.40克/厘米，pH值为4. 5 5. 2，六价铬含量彡23克/升。本发明所述的表面处理方法，其中，所述步骤D包括D1、将钢铁结构件浸渍在所述达克罗涂液中，涂液温度控制在18 22°C，浸渍时 间1 3分钟，再对浸渍后的钢铁结构件离心处理，甩去多余的达克罗涂液，控制离心转速 为240 280转/分钟；D2、将离心处理后的钢铁结构件在90°C温度下预热13 18分钟，再在四0 310°C温度下烧结15 20分钟，后空冷到室温，在钢铁结构件表面形成达克罗涂层。本发明所述的表面处理方法，其中，所述步骤Al中，采用清水清洗时间为1 4分 钟，所述步骤A2中，采用清水清洗时间为1 4分钟。本发明所述的表面处理方法，其中，所述步骤D中，所述步骤E中，所述钢铁结构件 的表面保护层厚度为40 80微米。本发明所述的表面处理方法，其中，所述涂料为具有良好耐候性和渗透性的涂料。本发明所述的表面处理方法，其中，在所述步骤E执行前，将所述步骤D重复操作一次。本发明的表面处理方法充分发挥了渗涂层、达克罗及涂层的优点，使钢铁结构件 表面上形成具有良好的耐磨、耐腐蚀的表面保护层，显著提高钢铁结构件在极端恶劣的环 境中的使用寿命。尤其是采用本发明方法处理后的应用于灯具的钢铁结构件，更能适用于 更加广泛的领域。
具体实施例方式下面对本发明的优选实施例作详细介绍。本发明的钢铁结构件的表面处理方法中所采用的各种溶液或粉体材料均为市购。 所采用的具有良好耐候性和渗透性的涂料包括环氧丙烯酸涂料、有机硅改性面漆、丙烯酸 聚氨酯面漆和丙烯酸面漆。下面以对碳素结构钢0^235)结构件的表面处理为例，通过三个 具体实施例进行说明。实施例1步骤al、预处理在温度为85 °C，浓度为40克/升的Na0H、20克/升的Na2C03、50克/升的 Na2PO4 · 12H20和5克/升的Na2SiO3混合溶液中，清洗所述钢铁结构件表面的油，完毕后，再 采用清水清洗1分钟；再在室温下浓度为230克/升的HCl溶液中对钢铁结构件表面除锈，完毕后，再采 用清水清洗1分钟。
步骤bl、锌铝共渗采用包括锌粉和铝粉的渗剂，并以NH4Cl作为活化剂，以α -Al2O3作为填料，采用 锌铝共渗法处理经除油和除锈后的钢铁结构件表面，共渗温度为410°C，共渗时间为1. 5小 时，在钢铁结构件表面形成共渗层；其中，渗剂各组分的重量份数为锌粉40份，铝粉8份，NH4Cll份，α _Α120351份。步骤Cl、机械抛丸采用直径为0. 05毫米的钢丸，采用抛丸的方法除去经锌铝共渗法处理后的钢铁 结构件表面的氧化膜。步骤dl、达克罗处理将钢铁结构件浸渍在黏度为38s，密度为1. 35克/厘米，pH值为4. 5，六价铬含量 为23克/升的达克罗涂液中，涂液温度控制在18°C，浸渍时间1分钟，再对浸渍后的钢铁结 构件离心处理，控制离心转速为240转/分钟，甩去多余的达克罗涂液；再将离心处理后的钢铁结构件在80°C温度下预热13分钟，再在290°C温度下烧结 15分钟，后空冷到室温，在钢铁结构件表面形成达克罗涂层。步骤el、涂装在所述达克罗涂层表面涂上浸透性好的环氧丙烯酸涂料，形成涂料层，以密封所 述达克罗涂层表面上的微孔，该涂料层与共渗层、达克罗涂层一起形成具有良好的耐磨、耐 腐蚀，厚度为50微米的钢铁结构件表面保护层。经检测，所获得的表面保护层均勻致密，表面保护层与基体结合牢固，具有优异的 耐中性盐雾性、耐候性和耐磨性，其加涂料封孔后，提高了钢铁结构件的耐酸、耐碱性，因此 特别适合在海洋性气候、潮湿、有盐雾的恶劣条件下使用。实施例2步骤a2、预处理在温度为85 °C，浓度为50克/升的Na0H、25克/升的Na2C03、60克/升的 Na2PO4 · 12H20和6克/升的Na2SiO3混合溶液中，清洗所述钢铁结构件表面的油，完毕后，再 采用清水清洗1 4分钟；再在浓度为250克/升的HCl溶液中对钢铁结构件表面进行除锈处理，完毕后，再 采用清水清洗2分钟。步骤1^2、锌铝共渗采用包括锌粉和铝粉的渗剂，并以NH4Cl作为活化剂，以α -Al2O3作为填料；采用 锌铝共渗法处理经除油和除锈后的钢铁结构件表面，共渗温度为430°C，共渗时间为1. 6小 时，形成钢铁结构件表面的共渗层；其中，各组分的重量份数为锌粉45份，铝粉10份，NH4Cl 1. 5份，α -Al20344. 5份。步骤c2、机械抛丸采用直径为0. 1毫米的钢丸，采用抛丸的方法除去经锌铝共渗法处理后的钢铁结 构件表面的氧化膜。步骤d2、达克罗处理将钢铁结构件浸渍在液黏度为40s、密度为1. 38克/厘米、pH值为5. 0、六价铬含量26克/升的达克罗涂液中，涂液温度控制在20°C，浸渍时间2分钟，再对浸渍后的钢铁结 构件离心处理，控制离心转速为260转/分钟，甩去多余的达克罗涂液；再将离心处理后的钢铁结构件在90°C温度下预热15分钟，再在300°C温度下烧结 17分钟，后空冷到室温，形成钢铁结构件表面的达克罗涂层。步骤e2、涂装在所述达克罗涂层表面涂上浸透性好的有机硅改性面漆，形成面漆层以密封所述 达克罗涂层表面上的微孔，该漆层与共渗层、达克罗涂层一起形成具有良好的耐磨、耐腐 蚀，厚度为40微米的钢铁结构件表面保护层。经检测，所获得的表面保护层均勻致密，表面保护层与基体结合牢固，具有优异的 耐中性盐雾性、耐候性和耐磨性，其加涂料封孔后，提高了钢铁结构件的耐酸、耐碱性，因此 特别适合在海洋性气候、潮湿、有盐雾的恶劣条件下使用。实施例3步骤a3、预处理在温度为90°C，浓度为60克/升的NaOH、浓度为30克/升的Na2CO3、浓度为70克 /升的Na2PO4 · 12H20和浓度为7克/升的Na2SiO3混合溶液中，清洗所述钢铁结构件表面的 油，完毕后，再采用清水清洗4分钟；再在浓度为270克/升的HCl溶液中对钢铁结构件表面进行除锈处理，完毕后，再 采用清水清洗4分钟。步骤b3、锌铝共渗采用包括锌粉和铝粉的渗剂，并以NH4Cl作为活化剂，以α -Al2O3作为填料；采用 锌铝共渗法处理经除油和除锈后的钢铁结构件表面，共渗温度为450°C，共渗时间为2小 时，形成钢铁结构件表面的共渗层；其中，各组分的重量份数为锌粉50份，铝粉12份，NH4Cl 2份，α -Al20337份。步骤c3、机械抛丸采用直径为0. 2毫米的钢丸，采用抛丸的方法除去经锌铝共渗法处理后的钢铁结 构件表面的氧化膜。步骤d3、达克罗处理将钢铁结构件浸渍液黏度为42s，密度为1. 40克/厘米，pH值为5. 2，六价铬含量 30克/升的达克罗涂液中，涂液温度控制在22°C，浸渍时间3分钟，再对浸渍后的钢铁结构 件离心处理，控制离心转速为280转/分钟，甩去多余的达克罗涂液；再将离心处理后的钢铁结构件在100°C温度下预热18分钟，再在310°C温度下烧 结20分钟，后空冷到室温，形成钢铁结构件表面的达克罗涂层。步骤e3、涂装在所述达克罗涂层表面涂上浸透性好的丙烯酸聚氨酯面漆，形成漆面层，以密封 所述达克罗涂层表面上的微孔，该漆层与共渗层、达克罗涂层一起形成具有良好的耐磨、耐 腐蚀，厚度为80微米的钢铁结构件表面保护层。经检测，所获得的表面保护层均勻致密，与基体结合牢固，具有优异的耐中性盐雾 性、耐候性和耐磨性，其加涂料封孔后，提高了钢铁结构件的耐酸、耐碱性，因此特别适合在 海洋性气候、潮湿、有盐雾的恶劣条件下使用。
实施例4步骤a4、预处理在温度为85 °C，浓度为50克/升的Na0H、25克/升的Na2C03、60克/升的 Na2PO4 · 12H20和7克/升的Na2SiO3混合溶液中，清洗所述钢铁结构件表面的油，完毕后，再 采用清水清洗3分钟；再在浓度为250克/升的HCl溶液中对钢铁结构件表面进行除锈处理，完毕后，再 采用清水清洗3分钟。步骤b4、锌铝共渗采用包括锌粉和铝粉的渗剂，并以NH4Cl作为活化剂，以α -Al2O3作为填料；采用 锌铝共渗法处理经除油和除锈后的钢铁结构件表面，共渗温度为430°C，共渗时间为2小 时，形成钢铁结构件表面的共渗层；其中，各组分的重量份数为锌粉50份，铝粉12份，NH4C1 2份，α -Α120337份。步骤c4、机械抛丸采用直径为0. 1毫米的钢丸，采用抛丸的方法除去经锌铝共渗法处理后的钢铁结 构件表面的氧化膜。步骤d4、达克罗处理将钢铁结构件浸渍在液黏度为42s，密度为1. 40克/厘米，pH值为45，六价铬含 量30克/升的达克罗涂液中，涂液温度控制在21°C，浸渍时间2分钟，再对涂覆后的钢铁结 构件离心处理，控制离心转速为260转/分钟，甩去多余的达克罗涂液；再将离心处理后的钢铁结构件在90°C温度下预热15分钟，再在300°C温度下烧结 17分钟，后空冷到室温，形成钢铁结构件表面的达克罗涂层。步骤e4、对Q235结构件重复进行步骤(d) —次。步骤f4、涂装在所述达克罗涂层表面涂上浸透性好的丙烯酸面漆，形成面漆层，以密封所述达 克罗涂层表面上的微孔，该面漆层与共渗层、达克罗涂层一起形成具有良好的耐磨、耐腐 蚀，厚度为65微米的钢铁结构件表面保护层。经检测，所获得的表面保护层均勻致密，与基体结合牢固，具有优异的耐中性盐雾 性、耐候性和耐磨性，其加涂料封孔后，提高了钢铁结构件的耐酸、耐碱性，因此特别适合在 海洋性气候、潮湿、有盐雾的恶劣条件下使用。本发明的表面处理方法充分发挥了渗涂层、达克罗及涂层的优点，使钢铁结构件 表面上形成具有良好的耐磨、耐腐蚀的优良表面保护层，显著提高钢铁结构件在极端恶劣 的环境中的使用寿命。采用本发明方法处理后的应用于灯具的钢铁结构件，能适用于更加 广泛的领域。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种钢铁结构件的表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤A、清除钢铁结构件表面上的油和锈；B、采用锌铝共渗法处理经除油和除锈后的钢铁结构件表面，共渗温度为410 450°C， 时间为1. 5 2小时，在钢铁结构件表面形成共渗层；C、采用抛丸的方法除去经锌铝共渗法处理后的钢铁结构件表面的氧化膜；D、采用达克罗技术处理经氧化膜后的钢铁结构件表面，在钢铁结构件表面形成达克罗 涂层；E、在所述达克罗涂层表面涂上浸透性好的涂料，形成涂料层，以密封所述达克罗涂层 表面上的微孔，该涂料层与所述共渗层、达克罗涂层一起构成钢铁结构件的表面保护层。
2.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述步骤A包括Al、在温度为80 90°C，浓度为40 60克/升的Na0H、20 30克/升的Na2CO3、50 70克/升的Na2PO4 · 12H20和5 7克/升的Na2SiO3的混合溶液中，清洗所述钢铁结构件 表面的油，完毕后，再采用清水清洗；A2、在浓度为230 270克/升的HCl溶液中对钢铁结构件表面进行除锈处理，完毕后， 再采用清水清洗。
3.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述步骤B中，采用包括锌粉和铝 粉的渗剂，并以NH4Cl作为活化剂，以α-Al2O3作为填料；其中，各组分的质量份数为锌粉 40 50份，铝粉8 12份，NH4Cl 1 2份，α -Al20337 51份。
4.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述步骤C中，采用直径为0.05 0. 2毫米的钢丸，除去采用锌铝共渗法处理后的钢铁结构件表面的氧化膜。
5.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述步骤D中，所采用的达克罗涂 液黏度为38 42s，密度为1. 35 1. 40克/厘米，pH值为4. 5 5. 2，六价铬含量彡23克 /升。
6.如权利要求5所述的表面处理方法，其特征在于，所述步骤D包括Dl、将钢铁结构件浸渍在所述达克罗涂液中，涂液温度控制在18 22°C，浸渍时间1 3分钟，再对浸渍后的钢铁结构件离心处理，控制离心转速为240 280转/分钟，甩去多余 的达克罗涂液；D2、将离心处理后的钢铁结构件在80 100°C温度下预热13 18分钟，再在四0 310°C下烧结15 20分钟，然后空冷到室温，在钢铁结构件表面形成达克罗涂层。
7.如权利要求2所述的表面处理方法，其特征在于，所述步骤Al中，采用清水清洗时间 为1 4分钟，所述步骤A2中，采用清水清洗时间为1 4分钟。
8.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述步骤E中，所述钢铁结构件的 表面保护层厚度为40 80微米。
9.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述步骤E中，所述涂料为具有良 好耐候性和渗透性的涂料。
10.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，在所述步骤E执行前，将所述步骤 D重复操作一次。
全文摘要
本发明涉及一种钢铁结构件的表面处理方法，包括以下步骤A、清除钢铁结构件表面上的油和锈；B、采用锌铝共渗法处理钢铁结构件表面，在钢铁结构件表面形成共渗层；C、采用抛丸的方法来除去采用锌铝共渗法处理后的钢铁结构件表面的氧化膜；D、采用达克罗技术处理经抛丸后的钢铁结构件表面，在钢铁结构件表面形成达克罗涂层；E、在达克罗涂层表面涂上浸透性好的涂料，以密封表面上的微孔，与共渗层、达克罗涂层一起构成钢铁结构件的表面保护层。本发明充分发挥了渗涂层、达克罗及涂层的优点，使钢铁结构件表面上形成具有良好的耐磨、耐腐蚀的表面保护层，采用本发明方法处理后应用于灯具的钢铁结构件，更能适用于更加广泛的领域。
文档编号B05D3/02GK102041472SQ200910110550
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月19日 优先权日2009年10月19日
发明者周明杰, 许勇 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司