CN107419257A - 一种镀锌钢板的表面钝化处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镀锌钢板的表面钝化处理工艺，涉及金属表面处理技术领域，包括如下步骤：（1）镀锌钢板表面打磨处理、（2）镀锌钢板表面除油处理、（3）镀锌钢板表面活化处理、（4）镀锌钢板表面钝化处理、（5）烘干固化。本发明钝化处理工艺能在镀锌层表面形成一物化特性良好的钝化膜，较传统方式生成的钝化膜厚30%左右，有效保证了钢板的耐腐特性，且整体操作简单，安全环保，有很好的推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，具体涉及一种镀锌钢板的表面钝化处理工艺。
背景技术
钢板是现代人们生活中常见的原材料之一，在现有的机械设备中甚至是必不可少的组成。如泵的加工制造中，其外壳、法兰盘、底座等零部件多由钢板加工制造而成，具有很好的使用性能。但钢板在自然条件下容易腐蚀变质，每年因腐蚀造成无法利用的钢板不计其数，因此提升钢板的耐腐性能显得尤为必要。锌在干燥的空气当中几乎不发生变化，在含氧和二氧化碳的环境中会生成一层薄膜，使其具有良好的防腐蚀性能。基于此性能，锌镀层被广泛应用于钢铁制品表面的镀覆。由于锌镀层比较活泼，需要在表面进行钝化处理，最常用的钝化处理是用重铬酸盐进行钝化，但因为环境的要求，近年来逐渐被取代。对于锌层的钝化处理，其效果还与处理的工艺有关，合理的钝化处理工艺有助于提升钝化层的强度、耐腐性等性能，有助于进一步提升钢板的使用寿命，而目前人们对于钝化处理工艺的研究较为单一，仍需对现有的钝化处理工艺进行改进。
发明内容
本发明旨在提供一种镀锌钢板的表面钝化处理工艺，能有效提升镀锌层的钝化处理效果。
本发明通过以下技术方案来实现：
一种镀锌钢板的表面钝化处理工艺，包括如下步骤：
（1）镀锌钢板表面打磨处理：
将待加工的镀锌钢板放入工架台上，用砂纸对其表面进行打磨处理，去除氧化物膜层，完成后取出备用；
（2）镀锌钢板表面除油处理：
将步骤（1）处理后的镀锌钢板浸入除油液中进行除油处理，控制除油液的温度为35~40℃，完成后用去离子水冲洗干净备用；
（3）镀锌钢板表面活化处理：
将步骤（2）处理后的镀锌钢板放入体积分数为6~9%的盐酸溶液中浸泡处理4~6s后取出，完成后用去离子水冲洗干净备用；
（4）镀锌钢板表面钝化处理：
a.一次钝化处理：将步骤（3）活化处理后的镀锌钢板放入一次钝化液中浸泡处理20~25s后取出备用；所述的一次钝化液由如下重量份的物质组成：27~32份钼酸盐、16~18份钨酸盐、9~14份硅酸盐、5~10份双氧水、900~1100份水；
b.二次钝化处理：将操作a处理后的镀锌钢板放入二次钝化液中，向其中通入电流密度为170~200mA/dm2的电流，处理25~30s后取出备用；所述的二次钝化液由如下重量份的物质组成：30~35份钼酸盐、14~19份钨酸盐、9~11份锆酸盐、4~8份单宁酸、5~9份植酸、2~5份高锰酸钾、6~8份钝化助剂、1200~1400份水；
（5）烘干固化：
将步骤（4）处理后的镀锌钢板放入温度为80~90℃的条件下烘干处理15~30s后取出即可。
进一步的，步骤（1）中所述的打磨处理以镀锌钢板表面具有银白色金属光泽为准。
进一步的，步骤（2）中所述的除油液为微碱性除油液。
进一步的，步骤（4）中所述的钼酸盐由钼酸钠、钼酸钾、钼酸钙中的至少一种组成。
进一步的，步骤（4）中所述的钨酸盐由钨酸钠、钨酸钴、钨酸亚铁中的至少一种组成。
进一步的，步骤（4）操作a中所述的硅酸盐由硅酸钠、硅酸钾、硅酸镁中的至少一种组成。
进一步的，步骤（4）操作a中所述的一次钝化液的pH值为1.5~2.5。
进一步的，步骤（4）操作b中所述的锆酸盐由锆酸钾、锆酸钠中的至少一种组成。
进一步的，步骤（4）操作b中所述的二次钝化液的pH值为2.5~3.5。
进一步的，步骤（4）操作b中所述的钝化助剂由如下重量份的物质组成：4~7份邻苯二甲酸酐、3~5份乙二胺四乙酸、2~4份苯骈三氮唑、4~6份羟基亚乙基二膦酸、8~12份丙烯酸树脂、4~6份二乙二醇乙醚、3~5份氯化铈、4~9份甲基三乙氧基硅烷。
本发明具有如下有益效果：
本发明钝化处理工艺在对钢板进行钝化处理时，对应配制了两种不同的钝化液，其中一次钝化液主要由钼酸盐、钨酸盐和硅酸盐三种无机酸盐组成，使用简单方便，几种成分的配合能有效在镀锌层表面形成一初始的钝化膜，之后进行的二次钝化操作，其中二次钝化液主要由钼酸盐、钨酸盐、锆酸盐三种无机酸盐，以及单宁酸、植酸两种有机酸组成，同时又添加了多成分组成的钝化助剂，助剂的添加配合电流的施加，促进了二次钝化液对镀锌层更深处的钝化处理，能在初始的钝化膜下面形成一过度的钝化膜，有助于提升钝化膜整体的强度和致密性，钝化助剂中的丙烯酸树脂、羟基亚乙基二膦酸、氯化铈等成分有效降低了水以及钝化过程中初始的钝化膜不可避免的起泡和脱落、剥离的程度，保证了二次钝化的顺利进行。在各步骤的共同配合作用下，本发明钝化处理工艺能在镀锌层表面形成一物化特性良好的钝化膜，较传统方式生成的钝化膜厚30%左右，有效保证了钢板的耐腐特性，且整体操作简单，安全环保，有很好的推广价值。
具体实施方式
实施例1
一种镀锌钢板的表面钝化处理工艺，包括如下步骤：
（1）镀锌钢板表面打磨处理：
将待加工的镀锌钢板放入工架台上，用砂纸对其表面进行打磨处理，去除氧化物膜层，完成后取出备用；
（2）镀锌钢板表面除油处理：
将步骤（1）处理后的镀锌钢板浸入除油液中进行除油处理，控制除油液的温度为35℃，完成后用去离子水冲洗干净备用；
（3）镀锌钢板表面活化处理：
将步骤（2）处理后的镀锌钢板放入体积分数为6%的盐酸溶液中浸泡处理4s后取出，完成后用去离子水冲洗干净备用；
（4）镀锌钢板表面钝化处理：
a.一次钝化处理：将步骤（3）活化处理后的镀锌钢板放入一次钝化液中浸泡处理20s后取出备用；所述的一次钝化液由如下重量份的物质组成：27份钼酸盐、16份钨酸盐、9份硅酸盐、5份双氧水、900份水；
b.二次钝化处理：将操作a处理后的镀锌钢板放入二次钝化液中，向其中通入电流密度为170~180mA/dm2的电流，处理25s后取出备用；所述的二次钝化液由如下重量份的物质组成：30份钼酸盐、14份钨酸盐、9份锆酸盐、4份单宁酸、5份植酸、2份高锰酸钾、6份钝化助剂、1200份水；
（5）烘干固化：
将步骤（4）处理后的镀锌钢板放入温度为80~85℃的条件下烘干处理15~20s后取出即可。
进一步的，步骤（1）中所述的打磨处理以镀锌钢板表面具有银白色金属光泽为准。
进一步的，步骤（2）中所述的除油液为微碱性除油液。
进一步的，步骤（4）中所述的钼酸盐由钼酸钠、钼酸钾组成。
进一步的，步骤（4）中所述的钨酸盐由钨酸钠、钨酸钴组成。
进一步的，步骤（4）操作a中所述的硅酸盐由硅酸钠、硅酸钾组成。
进一步的，步骤（4）操作a中所述的一次钝化液的pH值为1.5~2.5。
进一步的，步骤（4）操作b中所述的锆酸盐由锆酸钾、锆酸钠组成。
进一步的，步骤（4）操作b中所述的二次钝化液的pH值为2.5~3.5。
进一步的，步骤（4）操作b中所述的钝化助剂由如下重量份的物质组成：4份邻苯二甲酸酐、3份乙二胺四乙酸、2份苯骈三氮唑、4份羟基亚乙基二膦酸、8份丙烯酸树脂、4份二乙二醇乙醚、3份氯化铈、4份甲基三乙氧基硅烷。
实施例2
一种镀锌钢板的表面钝化处理工艺，包括如下步骤：
（1）镀锌钢板表面打磨处理：
将待加工的镀锌钢板放入工架台上，用砂纸对其表面进行打磨处理，去除氧化物膜层，完成后取出备用；
（2）镀锌钢板表面除油处理：
将步骤（1）处理后的镀锌钢板浸入除油液中进行除油处理，控制除油液的温度为40℃，完成后用去离子水冲洗干净备用；
（3）镀锌钢板表面活化处理：
将步骤（2）处理后的镀锌钢板放入体积分数为9%的盐酸溶液中浸泡处理6s后取出，完成后用去离子水冲洗干净备用；
（4）镀锌钢板表面钝化处理：
a.一次钝化处理：将步骤（3）活化处理后的镀锌钢板放入一次钝化液中浸泡处理25s后取出备用；所述的一次钝化液由如下重量份的物质组成：32份钼酸盐、18份钨酸盐、14份硅酸盐、10份双氧水、1100份水；
b.二次钝化处理：将操作a处理后的镀锌钢板放入二次钝化液中，向其中通入电流密度为190~200mA/dm2的电流，处理30s后取出备用；所述的二次钝化液由如下重量份的物质组成：35份钼酸盐、19份钨酸盐、11份锆酸盐、8份单宁酸、9份植酸、5份高锰酸钾、8份钝化助剂、1400份水；
（5）烘干固化：
将步骤（4）处理后的镀锌钢板放入温度为85~90℃的条件下烘干处理25~30s后取出即可。
进一步的，步骤（1）中所述的打磨处理以镀锌钢板表面具有银白色金属光泽为准。
进一步的，步骤（2）中所述的除油液为微碱性除油液。
进一步的，步骤（4）中所述的钼酸盐由钼酸钠、钼酸钾、钼酸钙组成。
进一步的，步骤（4）中所述的钨酸盐由钨酸钠、钨酸钴、钨酸亚铁组成。
进一步的，步骤（4）操作a中所述的硅酸盐由硅酸钠、硅酸钾、硅酸镁组成。
进一步的，步骤（4）操作a中所述的一次钝化液的pH值为1.5~2.5。
进一步的，步骤（4）操作b中所述的锆酸盐由锆酸钾、锆酸钠组成。
进一步的，步骤（4）操作b中所述的二次钝化液的pH值为2.5~3.5。
进一步的，步骤（4）操作b中所述的钝化助剂由如下重量份的物质组成：7份邻苯二甲酸酐、5份乙二胺四乙酸、4份苯骈三氮唑、6份羟基亚乙基二膦酸、12份丙烯酸树脂、6份二乙二醇乙醚、5份氯化铈、9份甲基三乙氧基硅烷。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例1相比，在步骤（4）镀锌钢板表面钝化处理的操作b中，省去二次钝化液中的钝化助剂成分，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，省去步骤（4）镀锌钢板表面钝化处理的操作b，除此外的方法步骤均相同。
对照组
现有常见的钝化处理方法。
为了对比本发明效果，选取同一批次的镀锌钢板随机分为五组，分别用上述五种方式对应钝化处理后，再对处理后的成品进行品质测试，具体对比数据见下表1：
表1
| 硫酸铜点滴变黑时间（s） | 模拟海水浸泡出现腐蚀点的时间（h） | 模拟海水浸泡480h后的腐蚀面积（%） | GB/T6461-2002进行的评价等级 | |
| 实施例1 | 45~50 | 185~192 | 10~14 | 9 |
| 实施例2 | 48~52 | 188~195 | 9~15 | 9 |
| 对比实施例1 | 34~38 | 160~166 | 17~22 | 8 |
| 对比实施例2 | 26~31 | 135~142 | 31~36 | 6 |
| 对照组 | 29~33 | 138~145 | 29~34 | 6 |
注：上表1中所述的模拟海水中各成分及含量为：氯化钠26.7g/L，氯化钾0.7 g/L，氯化钙1.2 g/L，碳酸氢钠0.2 g/L，氯化镁2.3 g/L，硫酸镁3.2 g/L，余量为水，且模拟海水的pH值为6.5~7.2，温度为常温。
由上表1可以看出，本发明钝化处理工艺处理后的成品质量较高，品质较好，有很强的市场竞争力。
Claims (10)
1.一种镀锌钢板的表面钝化处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）镀锌钢板表面打磨处理：
将待加工的镀锌钢板放入工架台上，用砂纸对其表面进行打磨处理，去除氧化物膜层，完成后取出备用；
（2）镀锌钢板表面除油处理：
将步骤（1）处理后的镀锌钢板浸入除油液中进行除油处理，控制除油液的温度为35~40℃，完成后用去离子水冲洗干净备用；
（3）镀锌钢板表面活化处理：
将步骤（2）处理后的镀锌钢板放入体积分数为6~9%的盐酸溶液中浸泡处理4~6s后取出，完成后用去离子水冲洗干净备用；
（4）镀锌钢板表面钝化处理：
a.一次钝化处理：将步骤（3）活化处理后的镀锌钢板放入一次钝化液中浸泡处理20~25s后取出备用；所述的一次钝化液由如下重量份的物质组成：27~32份钼酸盐、16~18份钨酸盐、9~14份硅酸盐、5~10份双氧水、900~1100份水；
b.二次钝化处理：将操作a处理后的镀锌钢板放入二次钝化液中，向其中通入电流密度为170~200mA/dm2的电流，处理25~30s后取出备用；所述的二次钝化液由如下重量份的物质组成：30~35份钼酸盐、14~19份钨酸盐、9~11份锆酸盐、4~8份单宁酸、5~9份植酸、2~5份高锰酸钾、6~8份钝化助剂、1200~1400份水；
（5）烘干固化：
将步骤（4）处理后的镀锌钢板放入温度为80~90℃的条件下烘干处理15~30s后取出即可。
2.根据权利要求1所述的一种镀锌钢板的表面钝化处理工艺，其特征在于，步骤（1）中所述的打磨处理以镀锌钢板表面具有银白色金属光泽为准。
3.根据权利要求1所述的一种镀锌钢板的表面钝化处理工艺，其特征在于，步骤（2）中所述的除油液为微碱性除油液。
4.根据权利要求1所述的一种镀锌钢板的表面钝化处理工艺，其特征在于，步骤（4）中所述的钼酸盐由钼酸钠、钼酸钾、钼酸钙中的至少一种组成。
5.根据权利要求1所述的一种镀锌钢板的表面钝化处理工艺，其特征在于，步骤（4）中所述的钨酸盐由钨酸钠、钨酸钴、钨酸亚铁中的至少一种组成。
6.根据权利要求1所述的一种镀锌钢板的表面钝化处理工艺，其特征在于，步骤（4）操作a中所述的硅酸盐由硅酸钠、硅酸钾、硅酸镁中的至少一种组成。
7.根据权利要求1所述的一种镀锌钢板的表面钝化处理工艺，其特征在于，步骤（4）操作a中所述的一次钝化液的pH值为1.5~2.5。
8.根据权利要求1所述的一种镀锌钢板的表面钝化处理工艺，其特征在于，步骤（4）操作b中所述的锆酸盐由锆酸钾、锆酸钠中的至少一种组成。
9.根据权利要求1所述的一种镀锌钢板的表面钝化处理工艺，其特征在于，步骤（4）操作b中所述的二次钝化液的pH值为2.5~3.5。
10.根据权利要求1所述的一种镀锌钢板的表面钝化处理工艺，其特征在于，步骤（4）操作b中所述的钝化助剂由如下重量份的物质组成：4~7份邻苯二甲酸酐、3~5份乙二胺四乙酸、2~4份苯骈三氮唑、4~6份羟基亚乙基二膦酸、8~12份丙烯酸树脂、4~6份二乙二醇乙醚、3~5份氯化铈、4~9份甲基三乙氧基硅烷。
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