一種對特種車輛的金屬件進行表面預(yù)處理的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種對特種車輛的金屬件進行表面預(yù)處理的方法，所述方法包括裝件、酸洗去銹、表調(diào)和磷化工序，其特征在于：所述磷化工序由磷化、水洗、水質(zhì)調(diào)節(jié)和干燥步驟組成；且每個工序均在常溫下操作。經(jīng)本發(fā)明方法預(yù)處理后的金屬件表面無銹跡，不返銹、不掛灰、膜層粒晶均勻；磷化膜重2.0g/m2，膜厚為2～4μm，膜層顆粒的粒徑＜10μm；經(jīng)鹽霧試驗達到240小時以上，劃格拉力試驗達到1級，油漆結(jié)合力為0級。另外，本發(fā)明方法還具有操作簡單、安全可靠、無需特殊設(shè)備和苛刻條件、適合工業(yè)化生產(chǎn)要求、節(jié)能減排等優(yōu)點。
【專利說明】一種對特種車輛的金屬件進行表面預(yù)處理的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對特種車輛的金屬件進行表面預(yù)處理的方法，屬于金屬表面處理【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]金屬材料在使用時受環(huán)境影響會發(fā)生腐蝕、磨損、疲勞和斷裂，不僅會導(dǎo)致金屬件的早期失效和損壞、破壞外觀裝飾、影響使用壽命，還會造成環(huán)境污染、交通事故發(fā)生和材料能源的浪費。尤其是，消防車、軍用裝備車等特種車輛產(chǎn)生的腐蝕損壞還將會對出警滅火和戰(zhàn)時任務(wù)的完成帶來重大影響和損失。因此，特種車輛的防腐蝕問題歷來受到國內(nèi)外專家和業(yè)內(nèi)專業(yè)人士的重視。
[0003]由于制造特種車輛使用的金屬材料一般為冷軋鋼、低碳鋼、A3鋼等，各類工件經(jīng)剪切、沖壓、鈑金、冷作、點焊、堆焊等工序處理后形成有一定冶金形態(tài)和結(jié)構(gòu)并覆有較難處理的高壓氧化皮膜層，在經(jīng)過工藝所需要的周期性儲存后還有不同程度的重銹型銹層。而由于道路行駛條件不同和氣候、區(qū)域和應(yīng)用環(huán)境的特點差異，對車輛涂裝的涂料結(jié)合力和材質(zhì)耐腐蝕性有較高要求，特別是對金屬件內(nèi)外表面、焊縫、管線均要求有較好的耐腐蝕性。
[0004]國際工程學(xué)界通常將用物理、化學(xué)或電化學(xué)的方法對涂裝前的金屬工件表面的各種污垢、銹層(氧化皮)、水分、塵埃等異物進行清除，并改善其表面性質(zhì)以適應(yīng)現(xiàn)代涂裝要求的工作稱為涂裝前處理或金屬表面預(yù)處理。進行涂裝前處理或金屬表面預(yù)處理可為涂裝提供良好基底，提聞涂I吳附著力和涂I吳的耐蝕力。
[0005]目前工業(yè)化中，對制造特種車輛的金屬件進行表面預(yù)處理常采用如下工藝:
[0006]a)噴砂(丸)除銹工藝:噴砂打磨型
[0007]優(yōu)點:噴涂后涂料附著力好；缺點:工序間隔期間易受空氣中的水蒸氣受潮氧化返銹產(chǎn)生金屬基底的二次腐蝕危險，且對環(huán)境污染和員工身體健康產(chǎn)生較大影響。
[0008]b)普通酸洗后直接噴涂型
[0009]酸洗后不作磷化處理，直接進行防銹底漆(鉛丹漆)涂層處理，結(jié)果耐腐蝕的效果極差，以直涂鉛丹漆為例，在25°C氣溫、30%以上的空氣濕度條件下，耐腐蝕防護性平均約一年不到，在夏季70%以上的空氣濕度和每年約一月以上的霉雨季節(jié)里90%以上空氣濕度的影響下，其耐腐蝕防護性實際不到半年。
[0010]c)普通磷化型
[0011]磷化膜是不導(dǎo)電的隔離膜，可以防止電解質(zhì)的橫向發(fā)展，有效抑制膜下絲狀腐蝕及涂膜損壞處腐蝕的擴展；磷化膜還是多孔性的膜層，涂料可滲透到這些孔隙中與磷化膜咬合，產(chǎn)生強大的剪切力。所以，經(jīng)過磷化處理后涂膜的強固和耐蝕性可得以提高。但由于需要經(jīng)酸洗-水洗-磷化-鈍化-噴涂等多道工序，且工作溫度> 600C，以致操作繁瑣、能耗大、設(shè)備維護及廢棄物處理壓力大，很難符合環(huán)保要求，不能滿足特種車輛的工業(yè)化生產(chǎn)要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種對特種車輛的金屬件進行表面預(yù)處理的方法，以滿足特種車輛的工業(yè)化生產(chǎn)要求。
[0013]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0014]一種對特種車輛的金屬件進行表面預(yù)處理的方法，包括裝件、酸洗去銹、表調(diào)和磷化工序，其特征在于:所述磷化工序由磷化、水洗、水質(zhì)調(diào)節(jié)和干燥步驟組成；且每個工序均在常溫下操作。
[0015]作為一種優(yōu)選方案，磷化步驟所用的磷化液由建槽劑BL-334A、促進劑BC-031、中和劑BH-001和水配制而成，其中:建槽劑BL-334A的含量為60千克/噸，促進劑BC-031的含量為1.6千克/噸，中和劑BH-001的含量為0.8千克/噸。
[0016]作為進一步優(yōu)選方案，所述磷化液的配制工藝如下:在磷化槽內(nèi)先注入60%配方量的水，然后向其中加入配方量的建槽劑BL-334A，攪拌均勻后再向槽內(nèi)加入配方量的中和劑BH-001，采用壓縮空氣攪拌均勻；再向槽內(nèi)注入余量水，在開始處理工件前向槽中加入配方量的促進劑BL-031，并采用壓縮空氣攪拌均勻。
[0017]作為一種優(yōu)選方案，磷化步驟的工藝條件為:在常溫下采用槽浸法、壓縮空氣攪拌；當(dāng)環(huán)境溫度彡20°C時，總酸度為29?32pt，磷化處理時間為20?30分鐘；當(dāng)環(huán)境溫度彡20°C時，總酸度為26?29pt，磷化處理時間為15?20分鐘；游離酸度為I?2pt。
[0018]作為一種優(yōu)選方案，所述水洗步驟是在常溫下、將磷化后的金屬件先用水噴淋5?7分鐘，然后用pH值大于10的堿水浸洗5?7分鐘。
[0019]作為一種優(yōu)選方案，所述水質(zhì)調(diào)節(jié)步驟是在常溫下采用槽浸法、壓縮空氣攪拌，使水洗后的金屬件在水質(zhì)調(diào)節(jié)液內(nèi)處理4?5分鐘。
[0020]作為進一步優(yōu)選方案，所述水質(zhì)調(diào)節(jié)液是由水質(zhì)調(diào)節(jié)劑TS-300與水配制而成，其中:水質(zhì)調(diào)節(jié)劑TS-300的含量為10千克/噸，pH值為8?9，污染度〈0.2pt。
[0021]作為一種優(yōu)選方案，所述干燥步驟是在常溫下對金屬件表面采用自然風(fēng)吹干，對金屬件的邊角夾層、焊縫采用高壓壓縮空氣吹干。
[0022]作為一種優(yōu)選方案，酸洗去銹工序采用的酸洗液是由工業(yè)鹽酸、酸性除銹添加劑BR-101A與水配制而成，總酸度彡230g/L。
[0023]作為一種優(yōu)選方案，所述表調(diào)工序是在常溫下采用槽浸法、壓縮空氣攪拌，使酸洗去銹后的金屬件在表調(diào)液內(nèi)處理6?7分鐘；所述表調(diào)液是由表調(diào)劑BTX-001與水配制而成，其中:表調(diào)劑BTX-001的含量為3?5千克/噸，pH值為7.5?9.5。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0025]1、實現(xiàn)了每個工序均在常溫條件下進行，使廢棄物排放相比現(xiàn)有工藝可減少70%，具有節(jié)能減排的顯著效果，容易符合環(huán)保要求；
[0026]2、經(jīng)本發(fā)明方法預(yù)處理后的金屬件表面無銹跡，不返銹、不掛灰、膜層粒晶均勻；
[0027]3、經(jīng)本發(fā)明方法預(yù)處理后的磷化膜重2.0g/m2，膜厚為2?4μ m，膜層顆粒的粒徑< 10 μ m ;經(jīng)鹽霧試驗達到240小時以上，劃格拉力試驗達到I級，油漆結(jié)合力為O級；
[0028]4、本發(fā)明方法操作簡單，安全可靠，無需特殊設(shè)備和苛刻條件，適合工業(yè)化生產(chǎn)要求。

【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步詳細、完整地說明。
[0030]實施例中所用的酸性除銹添加劑BR-101A、表調(diào)劑BTX-001、建槽劑BL-334A、促進劑BC-031、中和劑BH-001、水質(zhì)調(diào)節(jié)劑TS-300均購自大連三達奧克化學(xué)股份有限公司。
[0031]實施例
[0032]一、準備工作
[0033]a)保持酸洗工作槽液的液面高度，當(dāng)液面過低，應(yīng)按比例補加工業(yè)鹽酸、BR-101A和自來水；
[0034]b)水洗(浸洗)槽放滿自來水。
[0035]二、清理
[0036]a)用抹布和鋼刷清除工件表面重粘稠油污、電焊氧化皮及外表污物；
[0037]b)清除或用油網(wǎng)撈除酸洗工作槽表面的油污。
[0038]三、裝件
[0039]裝載工件的框或架，要符合裝載要求。小件裝框盡量減少工件表面互相重疊，避免工件深凹處形成氣室；工件的銳邊、鋒角不得超出框外及架外。
[0040]四、酸洗去銹
[0041]將工件吊入酸洗槽前，行車要對準紅色標線，然后慢慢入槽，速度不能過快，避免造成水箱浮起及小件漂入槽內(nèi)和工件與槽壁碰撞。每隔15?20min吊起工件，觀察除銹情況，并使酸液攪動，提高酸洗效率。
[0042]酸洗去銹采用的酸洗液是由工業(yè)鹽酸、酸性除銹添加劑BR-101A與水配制而成，總酸度> 230g/L。
[0043]將酸洗去銹后的工件吊出酸洗槽，浙干酸液，然后浸入水洗(浸洗)槽內(nèi)，開啟壓縮空氣攪拌，浸洗2min后吊起；開啟噴淋水泵噴淋2?3min，沖洗殘液；如工件形狀復(fù)雜，不能沖清殘液，可吊至池邊空地，用壓力清水沖洗；對于散件、水箱件以及駕駛室工件，根據(jù)冷水清洗的效果，可反復(fù)進行兩次清洗，并用壓力膠管水管噴射水箱底部及駕駛室內(nèi)頂棚，將酸洗液噴射清洗干凈。
[0044]經(jīng)酸洗去銹后的工件表面不應(yīng)有氧化皮、銹斑、黑色粘膜或墨綠色酸膜，在正常情況下應(yīng)呈灰白色(鋼件基體本色)；若個別零件殘有局部少量氧化皮或黃銹，應(yīng)以砂紙或刷子進行補充清除，嚴重者重新酸洗。
[0045]酸洗液15天抽樣分析一次，當(dāng)總酸度低于230g/L時，則應(yīng)同時補加工業(yè)鹽酸(31%)和BR-101A ;根據(jù)工件酸霧程度，可適當(dāng)添加酸霧抑制劑SN-1ll。
[0046]①酸洗液酸度值的測定
[0047]試劑:酚酞指示劑、1%乙醇溶液、0.1N氫氧化鈉標準溶液；
[0048]測定步驟:用移液管吸取酸洗液0.5mL,置于250mL三角燒杯中，加蒸餾水約50mL，加酚酞指示劑3?4滴，搖勻。用0.1N氫氧化鈉標準溶液滴定至溶液由無色變?yōu)榉奂t色30秒不變色為終點，記錄消耗的NaOH毫升數(shù)，計算方法:
[0049]HCL (g/L) = (NNa0H X VNa0H X 36.5) /0.5。
[0050]②酸洗液中亞鐵含量的測定
[0051]試劑:磺基水楊酸指示劑(20%水溶液)、過硫酸銨(固體)、乙二胺四乙酸二鈉標準液(0.05摩爾濃度)；
[0052]測定步驟:用移液吸管吸取酸洗液ImL,置于250mL三角燒瓶內(nèi)，加蒸懼水約10mU磺基水楊酸指示劑5?10滴、過硫酸銨約0.5g，搖勻；用0.05摩爾濃度的乙二胺四乙酸二鈉標準液滴定至溶液由紫色變?yōu)闊o色或淺黃色為終點，記下乙二胺四乙酸二鈉標準液耗量V。
[0053]計算:亞鐵含量(g/L) =55.85XVX乙二胺四乙酸二鈉標準液的摩爾濃度。
[0054]當(dāng)酸洗液中亞鐵含量達到120g/L時,將影響酸洗去銹質(zhì)量,應(yīng)及時更換新液。
[0055]五、表調(diào)
[0056]5.1表調(diào)液配制:
[0057]在表調(diào)槽內(nèi)加入六成的清水(以槽體全量20噸計算)，將60kg表調(diào)劑BTX-001慢慢加入到表調(diào)槽中，同時導(dǎo)入壓縮空氣充分攪拌；補加清水至20噸，徹底攪拌使混合均勻。
[0058]5.2表調(diào)條件:
[0059]在常溫下，采用槽浸法、壓縮空氣攪拌，使酸洗去銹后的金屬件在表調(diào)液內(nèi)處理6?7分鐘。
[0060]5.3質(zhì)量控制:
[0061]使表調(diào)液的pH值保持在7.5?9.5(可用試紙測定并做好記錄)，若pH值低于7.5，可用液堿進行調(diào)節(jié)。每周測定一次總堿度，并做好記錄。
[0062]總堿度測定方法:取25mL處理液用吸管吸到燒杯中，滴定5滴指示劑(溴酚藍)，用滴定液(0.1N H2SO4)滴定直到溶液由藍紫色變?yōu)辄S色，此時所需滴定液的mL數(shù)就是堿度Pt。總堿度一般要求控制在3.8?4.2pt (允許偏高)。
[0063]六、磷化
[0064]6.1磷化液配制:
[0065]在磷化槽(以槽體全量為20噸計算)內(nèi)先注入60%配方量的水，然后向其中加入1200kg的建槽劑BL-334A，攪拌均勻后再向槽內(nèi)加入32kg中和劑BH-001，采用壓縮空氣攪拌均勻；再向槽內(nèi)注入自來水至20噸液面，在開始處理工件前向槽中加入16kg促進劑BL-031，并采用壓縮空氣攪拌均勻。
[0066]6.2磷化條件:
[0067]在常溫下采用槽浸法、壓縮空氣攪拌；當(dāng)環(huán)境溫度彡20°C時，總酸度為29?32pt，磷化處理時間為20?30分鐘；當(dāng)環(huán)境溫度彡20°C時，總酸度為26?29pt，磷化處理時間為15?20分鐘；游離酸度為I?2pt (最佳值為I?1.6pt)。
[0068]6.3質(zhì)量控制:
[0069]a)總酸度:將1mL處理液用吸管吸到燒杯內(nèi)，加入5?6滴指示劑(酚酞)，用滴定液(0.1N NaOH)滴定，直到藥液著上粉紅色，此時所需要的滴定液mL數(shù)表示總酸度pt ；
[0070]b)游離酸度:將處理液1mL用吸管吸到燒杯內(nèi)，加入2?3滴指示劑(溴酚蘭)，用滴定液(0.1N NaOH)直到藥液由黃色著上綠紫色，此時所需的滴定液的mL數(shù)表示游離酸度Pt ；
[0071]c)促進劑濃度:將處理液裝滿發(fā)酵管，對此加入2?5g試劑(氨基磺酸)上下晃動后，靜放2min，此時產(chǎn)生的氣體量(刻度)表示促進劑的濃度，I刻度為Ipt ；
[0072]d)磷化膜抗腐蝕性能測定:用硫酸銅混合液滴數(shù)滴于工件上，計算液滴由天蘭色變?yōu)橥咙S色或土紅色的時間，0.5min為不合格，I?2min為合格，2min以上為優(yōu)良。
[0073]七、水洗
[0074]在常溫下、將磷化后的金屬件先用水噴淋5?7分鐘,然后用pH值大于10的堿水浸洗5?7分鐘。
[0075]八、水質(zhì)調(diào)節(jié)
[0076]8.1水質(zhì)調(diào)節(jié)液的配制:
[0077]在水調(diào)槽(以槽體全量為20噸計算)內(nèi)先注入100%的自來水，再向槽內(nèi)加入200kg的水質(zhì)調(diào)節(jié)劑TS-300，并采用壓縮空氣攪拌均勻。
[0078]8.2水質(zhì)調(diào)節(jié)條件:
[0079]在常溫下，采用槽浸法、壓縮空氣攪拌，使水洗后的金屬件在水質(zhì)調(diào)節(jié)液內(nèi)處理4?5分鐘。
[0080]8.3質(zhì)量控制:
[0081]控制pH值為8?9，污染度〈0.2pt。若pH值〈8，應(yīng)添加TS-300進行調(diào)節(jié)；若pH值〈7.5，應(yīng)同時添加TS-300和促進劑BC-031進行調(diào)節(jié)。若污染度> 0.2pt時，應(yīng)立即更換新液并清洗槽體。
[0082]污染度的測定方法:取處理液10mL置于燒杯中，加4?5滴酚酞指示劑，以0.1NNaOH滴定液滴定,試液變?yōu)榉奂t色為止,所消耗的mL數(shù)為其污染度。
[0083]九、干燥
[0084]在常溫下，對金屬件表面采用自然風(fēng)吹干，對金屬件的邊角夾層、焊縫采用高壓壓縮空氣吹干。
[0085]實驗表明:經(jīng)本發(fā)明方法預(yù)處理后的金屬件表面無銹跡，不返銹、不掛灰、膜層粒晶均勻；磷化膜重2.0g/m2，膜厚為2?4μπι，膜層顆粒的粒徑< 10 μ m;經(jīng)鹽霧試驗達到240小時以上，劃格拉力試驗達到I級，油漆結(jié)合力為O級。
[0086]另外，由于本發(fā)明方法實現(xiàn)了每個工序均在常溫條件下進行，使廢棄物排放相比現(xiàn)有工藝可減少70%，具有節(jié)能減排的顯著效果，容易符合環(huán)保要求；并且操作簡單，安全可靠，無需特殊設(shè)備和苛刻條件，適合工業(yè)化生產(chǎn)要求。
[0087]最后有必要在此說明的是:以上實施例只用于對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細地說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種對特種車輛的金屬件進行表面預(yù)處理的方法，包括裝件、酸洗去銹、表調(diào)和磷化工序，其特征在于:所述磷化工序由磷化、水洗、水質(zhì)調(diào)節(jié)和干燥步驟組成；且每個工序均在常溫下操作。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:磷化步驟所用的磷化液由建槽劑BL-334A、促進劑BC-031、中和劑BH-OOl和水配制而成，其中:建槽劑BL-334A的含量為60千克/噸，促進劑BC-031的含量為1.6千克/噸，中和劑BH-001的含量為0.8千克/噸。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述磷化液的配制工藝如下:在磷化槽內(nèi)先注入60%配方量的水，然后向其中加入配方量的建槽劑BL-334A，攪拌均勻后再向槽內(nèi)加入配方量的中和劑BH-001，采用壓縮空氣攪拌均勻；再向槽內(nèi)注入余量水，在開始處理工件前向槽中加入配方量的促進劑BL-031，并采用壓縮空氣攪拌均勻。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，磷化步驟的工藝條件為:在常溫下采用槽浸法、壓縮空氣攪拌；當(dāng)環(huán)境溫度彡20°C時，總酸度為29?32pt，磷化處理時間為20?30分鐘；當(dāng)環(huán)境溫度彡20°C時，總酸度為26?29pt，磷化處理時間為15?20分鐘；游離酸度為I ?2pt0
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述水洗步驟是在常溫下、將磷化后的金屬件先用水噴淋5?7分鐘,然后用pH值大于10的堿水浸洗5?7分鐘。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述水質(zhì)調(diào)節(jié)步驟是在常溫下采用槽浸法、壓縮空氣攪拌，使水洗后的金屬件在水質(zhì)調(diào)節(jié)液內(nèi)處理4?5分鐘。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:所述水質(zhì)調(diào)節(jié)液是由水質(zhì)調(diào)節(jié)劑TS-300與水配制而成，其中:水質(zhì)調(diào)節(jié)劑TS-300的含量為10千克/噸，pH值為8?9，污染度〈0.2pt。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述干燥步驟是在常溫下對金屬件表面采用自然風(fēng)吹干，對金屬件的邊角夾層、焊縫采用高壓壓縮空氣吹干。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:酸洗去銹工序采用的酸洗液是由工業(yè)鹽酸、酸性除銹添加劑BR-101A與水配制而成，總酸度> 230g/L。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述表調(diào)工序是在常溫下采用槽浸法、壓縮空氣攪拌，使酸洗去銹后的金屬件在表調(diào)液內(nèi)處理6?7分鐘；所述表調(diào)液是由表調(diào)劑BTX-001與水配制而成，其中:表調(diào)劑BTX-001的含量為3?5千克/噸，pH值為7.5?.9.5。
【文檔編號】C23C22/07GK104342657SQ201310317632
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月25日
【發(fā)明者】顧士良, 嚴俊春, 彭旺暉, 張新春, 趙津 申請人:上海格拉曼國際消防裝備有限公司