環(huán)保型工序間防銹液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種可同時(shí)適用于鋁合金、銅合金和鋼鐵零件表面工序間防銹、防變色處理的防銹液。本發(fā)明所述的環(huán)保型工序間防銹液為水性溶液，組分濃度為：殼聚糖2-20g/L，聚乙二醇0.01-0.5g/L，植酸1-15g/L，三乙醇胺1-20g/L。本發(fā)明所述的環(huán)保型中性防銹液的pH值為7.0-8.0。本發(fā)明所述的環(huán)保型工序間防銹液，可以根據(jù)使用環(huán)境用水按照10%-100%的比例稀釋后用于零件表面的機(jī)械加工的工序間防銹處理。本發(fā)明的防銹液可同時(shí)用于鋁合金、銅合金和鋼鐵機(jī)加工零部件的表面工序間防銹，是一種環(huán)境友好的水基防銹劑。
【專利說(shuō)明】環(huán)保型工序間防銹液
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及工序間金屬零件表面的防銹處理方法，特別是一種同時(shí)適用于鋁、銅、和鋼鐵材料表面的防銹液。
【背景技術(shù)】
[0003]金屬材料的銹蝕是其在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，在需要多道加工工序的時(shí)候，由于保存不善或者環(huán)境惡劣，零件在工序間會(huì)發(fā)生腐蝕生銹，不但影響零件的使用效果和功能，而且浪費(fèi)資源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年因生銹而報(bào)廢的鋼鐵達(dá)幾千萬(wàn)噸，我國(guó)2000年因材料腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失也高達(dá)5000億人民幣。世界一些先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、日本等都非常重視金屬零件加工過(guò)程中防銹工作，開(kāi)發(fā)出大量的用于工序間、短期、長(zhǎng)期的防腐蝕產(chǎn)品或涂鍍層技術(shù)，以保證產(chǎn)品零件在加工、服役過(guò)程中不發(fā)生腐蝕或者生銹。
[0004]基于機(jī)械加工零件的工序間防銹這一問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)外采用的方法大體有兩種:一種是含有亞硝酸鈉等氧化型緩蝕劑的水溶液；另外一種是含有防銹油劑的有機(jī)溶液。防銹水成本低，但使用濃度大，防銹期很短(僅幾個(gè)小時(shí))，必須定期浸泡或噴淋和補(bǔ)加防銹劑，工作量大，工件必須存放在有浸泡池或噴淋設(shè)備的室內(nèi)，且亞硝酸鹽有劇毒，是國(guó)際上公認(rèn)的致癌物質(zhì)；防銹油防銹效果較好，但成本高，更重要的是將其用于工序間防銹，當(dāng)防銹期結(jié)束須將其去除，工序復(fù)雜且需要采用大量有機(jī)溶劑，因而帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染和安全隱患。
[0005]近年來(lái)日益嚴(yán)重的環(huán)境污染促使各國(guó)相繼制定環(huán)保法，傳統(tǒng)防銹油由于涂覆和去除過(guò)程中揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放愈來(lái)愈受到限制，水基防銹劑因其具有不燃、無(wú)味、低毒和低污染等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛重視。
[0006]在水基防銹劑相關(guān)研究中，一`些新的研究方向已引起了人們的重視。如納米技術(shù)應(yīng)用形成的防銹膜，是將納米材料應(yīng)用到水基防銹技術(shù)中，獲得納米復(fù)合體系防銹涂層，使成膜均勻、堅(jiān)韌、致密。但這只處于研究階段，短時(shí)間很難達(dá)到工業(yè)實(shí)用。還有將氣相防銹劑溶解在水中得到氣相防銹水的相關(guān)研究，依靠揮發(fā)后的氣體吸附在金屬零件表面，抑制金屬的陰、陽(yáng)極反應(yīng)，從而防止金屬生銹。這類方法也存在較大的局限性，其使用的防銹劑一般都含有有毒成分，且實(shí)用性比較窄。另有一些含硅含磷的水基防銹劑，這類防銹劑由于硅的存在會(huì)對(duì)零件的后續(xù)表面處理(電鍍等)帶來(lái)一定的影響，而磷的存在又帶來(lái)一些環(huán)保問(wèn)題。
[0007]由此可見(jiàn)，開(kāi)發(fā)出一種防銹能力強(qiáng)、成本低、對(duì)后續(xù)加工影響小、環(huán)保型的水基防銹劑產(chǎn)品，將有助于解決不同材料零部件加工工序間的防銹、環(huán)保安全、后續(xù)加工等難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種可同時(shí)適用于鋁合金、銅合金和鋼鐵零件表面工序間防銹、防變色處理的防銹液。
[0009]本發(fā)明所述的環(huán)保型工序間防銹液，包括殼聚糖，聚乙二醇，植酸，三乙醇胺。
[0010]本發(fā)明所述的環(huán)保型工序間防銹液為水性溶液，組分濃度為:殼聚糖2-20 g/L，聚乙二醇 0.01-0.5 g/L，植酸 1-15 g/L，三乙醇胺 1-20 g/L。
[0011]本發(fā)明所述的環(huán)保型中性防銹液的pH值為7.0-8.0。
[0012]本發(fā)明所述的環(huán)保型工序間防銹液，可以根據(jù)使用環(huán)境用水按照10%_100%的比例稀釋后用于零件表面的機(jī)械加工的工序間防銹處理。
[0013]本發(fā)明可采用以下制備方法，步驟為:
(I)基礎(chǔ)組分的制備:
在水中加入一定量的殼聚糖和聚乙二醇配制成10-20倍濃度的溶液；
2)防銹液的制備:
1.在水中添加一定量的植酸和三乙醇胺，再分別將步驟I)所配制的一定量的基礎(chǔ)組分加入到所得溶液中，并補(bǔ)充水到所需容量；
I1.利用Imol/L氫氧化鉀水溶液調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)防銹液的pH值至7.0-8.0，配制成防銹液。
[0014]本發(fā)明所述的環(huán)保型防銹液，可用于鋁合金、銅合金和鋼鐵機(jī)械加工零件表面的工序間防銹處理。
`[0015]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
1.本發(fā)明所述的環(huán)保型防銹液其PH值為中性到弱堿性，而現(xiàn)有水基防銹劑的pH值一般都大于9，有的甚至超過(guò)12，這類高pH的防銹液不適用于鋁合金、銅合金零件表面，而本發(fā)明的防銹液可同時(shí)用于鋁合金、銅合金和鋼鐵機(jī)加工零部件的表面工序間防銹。
[0016]2.本發(fā)明所述的防銹液是一種環(huán)保型防銹液，不含亞硝酸鹽、鉻等有毒有害物質(zhì)，不含硅酸鹽等對(duì)零件表面處理溶液和后續(xù)工藝產(chǎn)生影響的物質(zhì)，不含磷等對(duì)環(huán)境和廢水處理帶來(lái)麻煩等物質(zhì)，是一種環(huán)境友好的水基防銹劑。
[0017]3.本發(fā)明所述的環(huán)保型防銹液可為鋼鐵零件工序間提供良好的防銹作用，根據(jù)不同儲(chǔ)存環(huán)境、不同儲(chǔ)存時(shí)間的防護(hù)要求，調(diào)整防銹液的稀釋比例，可提供最經(jīng)濟(jì)合理的防銹效果。
[0018]4.本發(fā)明所述的環(huán)保型防銹液可為鋁合金零件工序間提供良好的防護(hù)，根據(jù)不同儲(chǔ)存環(huán)境、不同儲(chǔ)存時(shí)間的防護(hù)要求，調(diào)整防銹液的稀釋比例，可提供最經(jīng)濟(jì)合理的防腐蝕效果。
[0019]5.本發(fā)明所述的環(huán)保型防銹液可為銅合金零件工序間提供良好的防變色防腐蝕保護(hù)，根據(jù)不同儲(chǔ)存環(huán)境、不同儲(chǔ)存時(shí)間的防護(hù)要求，調(diào)整防銹液的稀釋比例，可提供最經(jīng)濟(jì)合理的防變色效果。
[0020]
【具體實(shí)施方式】[0021] 實(shí)施例一
1.防銹液的配制
I)基礎(chǔ)組分的制備:
將殼聚糖6g和聚乙二醇0.15g加入60mL去離子水中，配制成基礎(chǔ)組分；2)標(biāo)準(zhǔn)防銹液的制備:
1.將4.5g植酸和7g三乙醇胺加入到200mL去離子水中，再分別將步驟I)所配制的基礎(chǔ)組分加入到所得溶液中，并補(bǔ)充去離子水到IL ；
I1.利用Imol/L氫氧化鉀去離子水溶液調(diào)整防銹液pH值至7.5后備用。
[0022]2、試樣的前處理
試驗(yàn)過(guò)程中使用的材料包括:2A12鋁合金、H62黃銅和45#碳鋼，按以下步驟處理后備用。
[0023]對(duì)2A12招合金的處理過(guò)程為:除油一水洗一除包招一水洗一出光一水洗一干燥。其中各步的溶液成分和工藝規(guī)范如下所示:
除油:氫氧化鈉 NaOH 12g/L ;磷酸三鈉 Na3PO4.12H20 50g/L ;硅酸鈉 Na2SiO3 25g/L ；溫度70°C ;處理時(shí)間:15min。
[0024]除包招:氫氧化鈉NaOH 5% wt ;溫度80°C ;時(shí)間3min ；
出光:硝酸HNO3 30% vol ;時(shí)間5~IOs ；
對(duì)H62黃銅的處理過(guò)程為:除油一180#水砂紙打磨一水洗一干燥。其中除油過(guò)程的溶液成分和工藝規(guī)范如下所示:氫氧化鈉NaOH 12g/L ;碳酸鈉Na2CO3 25g/L ;磷酸三鈉Na3PO4.12H20 60g/L ;硅酸鈉 Na2Si0312g/L ;溫度 55V ;處理時(shí)間 15min。
[0025]對(duì)45#碳鋼的處理過(guò)程為:除油一180#水砂紙打磨一水洗一干燥。其中除油過(guò)程的溶液成分和工藝規(guī)范如下所示:氫氧化鈉NaOH 80g/L ;碳酸鈉Na2C0330g/L ;磷酸三鈉Na3PO4.12H20 60g/L ;硅酸鈉 Na2SiO`3 12g/L ;溫度 60 V ;處理時(shí)間 15min。
[0026]3.防銹性能測(cè)試 O測(cè)試方法
疊片試驗(yàn):疊片試驗(yàn)借鑒《SH / T0692防銹油》中的方法，將浸過(guò)防銹液的試樣晾干，每種材料取試樣3片，疊放在一起，兩邊用不銹鋼片夾住，上面加2kg重物，然后放入潮濕環(huán)境試驗(yàn)箱中，控制溫度為40°C，濕度90%，時(shí)間為3天。3天之后取出，拆開(kāi)組合體，檢查接觸面的狀態(tài)，按照下面4個(gè)等級(jí)給予評(píng)價(jià)。
[0027]a)無(wú)變化。
[0028]b)有容易去除的印跡或污物。
[0029]c)有一些不能去除的印跡或污點(diǎn)。
[0030]d)有大量的不能去除的印跡或污點(diǎn)。
[0031]浸泡試驗(yàn):浸泡試驗(yàn)的方法借鑒《SH/T 0080-91防銹油脂腐蝕性試驗(yàn)法》，將45#鋼，H62黃銅及2A12鋁合金試樣置于盛有防銹液的燒杯中，并確保試樣之間不發(fā)生接觸。將燒杯置于55±2°C的恒溫水浴箱中，放置3天。取出之后，將試樣用自來(lái)水沖洗干凈，晾干。根據(jù)試樣的顏色變化(與新打磨試片比較)，按下列等級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià):
O級(jí)一光売如初；
I級(jí)一均勻輕微變色；
2級(jí)一明顯變色；
3級(jí)一嚴(yán)重變色或有明顯腐蝕。
[0032]2)測(cè)試結(jié)果
分別取步驟I制備的防銹液100mL、300mL、500ml用去離子水稀釋成IL溶液，標(biāo)記為
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)保型工序間防銹液，包括，殼聚糖，聚乙二醇，植酸，三乙醇胺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型工序間防銹液，其特征在于，各組分濃度為:殼聚糖2-20 g/L，聚乙二醇 0.01-0.5 g/L，植酸 1-15 g/L，三乙醇胺 1-20 g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型工序間防銹液，其特征在于配制的防銹液的PH值為7.0-8.0 ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型工序間防銹液，其特征在于，可以根據(jù)使用環(huán)境用按照10%-100%的比例稀釋后用于機(jī)加工零件表面的工序間防銹處理。
5.一種環(huán)保型工序間防銹液的制備方法，其特征包括以下步驟: 1)基礎(chǔ)組分的制備: ` 1.在水中加入一定量的殼聚糖和聚乙二醇配制成10倍濃度的基礎(chǔ)組分； 2)防銹液的制備: `1.在水中添加一定量的植酸和三乙醇胺，再分別將步驟I)所配制的一定量的基礎(chǔ)組分加入到所得溶液中，并補(bǔ)充水到所需容量；I1.利用Imol/L氫氧化鉀溶`液調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)防銹液的pH值至7.0-8.0，配制成防銹液。
【文檔編號(hào)】C23F11/173GK103668220SQ201210353268
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月21日
【發(fā)明者】程紅霞, 王利華, 王力強(qiáng), 彭濤, 朱立群, 李衛(wèi)平, 楊素心 申請(qǐng)人:成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司, 北京航空航天大學(xué)