專利名稱:Q235鋼制件表面微弧氧化電泳涂裝復(fù)合處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種Q235鋼制件表面微弧氧化電泳涂裝復(fù)合處理的方法,屬于金屬 材料表面處理技術(shù)。
背景技術(shù):
Q235鋼因其高強度、高韌性、容易加工、成本低等優(yōu)點,而成為汽車、航空、國防等 領(lǐng)域用量最大的一類金屬材料。但其最大的缺點就是易銹蝕和磨損,這不僅造成巨大的經(jīng) 濟損失,而且限制了其在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。目前對此類鋼鐵表面處理常用的方法有磷化處理,化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理,電鍍處理 等。所述處理方法,不僅成本較高,且對環(huán)境污染嚴(yán)重,對人體健康有害。微弧氧化/電泳涂裝復(fù)合處理工藝是近些年來發(fā)展起來的對鋁、鎂等金屬及其 合金表面復(fù)合處理的工藝。到目前為止,微弧氧化/電泳涂裝復(fù)合處理技術(shù)僅限于在鋁、 鎂等金屬及其合金表面的防腐處理上。雖然此處理復(fù)合技術(shù)在鋁、鎂等金屬及其合金表 面處理取得了一定的進展,復(fù)合處理后的鋁、鎂等金屬及其合金表面性能方面也達到了一 定的要求。但目前在Q235鋼表面微弧氧化/電泳涂裝復(fù)合處理未見有報道。中國專利 CN200510010012. 3雖將微弧氧化技術(shù)應(yīng)用于鋼鐵表面的處理,但其微弧氧化的電解液配方 復(fù)雜,成本較高,且工藝復(fù)雜,量產(chǎn)可能較小。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種工藝性能良好,生產(chǎn)成本較低的Q235鋼制件表面微弧氧化 電泳涂裝復(fù)合處理的方法,以有效提高Q235鋼表面耐腐蝕性能,擴大Q235鋼在前述領(lǐng)域內(nèi) 的大量應(yīng)用。本發(fā)明實現(xiàn)其目的的技術(shù)方案是一種Q235鋼制件表面微弧氧化電泳涂裝復(fù)合處理的方法,包括微弧氧化處理,其 創(chuàng)新點在于,該方法的步驟依次包括a、對Q235鋼制件表面作微弧氧化處理,所述微弧氧化處理是將經(jīng)預(yù)處理后清潔 的Q235鋼制件,放入電解槽內(nèi)的鋁酸鹽處理液中,以其為陰極,以不銹鋼制件為陽極,在 所述陰、陽極之間施加一定電壓,使被處理Q235鋼制件表面與處理液界面上產(chǎn)生微電弧放 電,由所產(chǎn)生的微弧對被處理Q235鋼制件表面進行微弧氧化處理形成陶瓷層;b、對經(jīng)a步驟被微弧氧化處理的被處理件Q235鋼制件表面進行清潔處理,然后晾 干后放入干燥容器中備用;C、將經(jīng)b步驟處理的Q235鋼制件,放入環(huán)氧陰極電泳漆中浸潤和攪動,起動電源 并調(diào)節(jié)至電泳電壓,實施電泳漆涂裝;d、電泳涂裝結(jié)束后,即用高壓水噴洗Q235鋼制件,待洗除表面浮漆后,用吹風(fēng)吹 干并經(jīng)烘干處理,即得制成品。由以上所給出的技術(shù)方案可以明了,本發(fā)明將表面微弧氧化處理形成基體金屬氧化陶瓷層,與電泳涂裝處理復(fù)合在一起,其所獲得的防腐蝕耐磨保護層,由于是由陶瓷層和 電泳漆層復(fù)合構(gòu)成,因而其防腐蝕和耐磨性能得到疊加,有效提高了本發(fā)明的實用價值;且 本發(fā)明的加工步驟連續(xù)進行,方法簡便易控,工藝性能良好,生產(chǎn)成本較低,從而實現(xiàn)了本 發(fā)明的目的。本發(fā)明的進一步創(chuàng)新點在于所述Q235鋼制件的清潔預(yù)處理,是先采用400號 1200號水砂紙打磨,再采用由NaOH 15 40g/L, Na2CO3 5 30g/L, 1 5滴(合0. 05 0. 2mL) OP乳化劑配制成的堿洗 液除油脫脂5 15min ;再采用由重量百分含量為H2S043 15%,HCl 1 2%配制成的酸 活化液活化3 15min。由所給出的這一技術(shù)方案可見,其堿洗液和酸活化液的堿和酸的濃 度都比較低,在工業(yè)生產(chǎn)上可以重復(fù)使用,這不但其堿洗、活化的生產(chǎn)成本低,而且對環(huán)境 的污染也是很小的。所述鋁酸鹽處理液的組分及各組分單位體積的重量含量是,鋁酸鈉5 25g/L,磷 酸二氫鈉0. 5 5g/L,鎢酸鈉0 10g/L,硅酸鈉0 5g/L。這是本發(fā)明所優(yōu)選的,但不局 限于此。例如采用鉀鹽或鈣鹽也都是可以的。由這一技術(shù)方案可以明了,由于所述鋁酸鹽 處理液的各組分的含量都相對偏低,因而其生產(chǎn)成本比較低。在工業(yè)生產(chǎn)中,可通過所述處 理液的現(xiàn)場化學(xué)分析,而添加所需鋁酸鈉等物質(zhì),實現(xiàn)所述處理液的重復(fù)連續(xù)應(yīng)用。所述微弧氧化處理的工藝參數(shù)是電流模式為脈沖直流,電流密度在1 5A/dm2 范圍內(nèi),頻率在50 172. 45HZ范圍內(nèi),處理時間在10 80min范圍內(nèi),被處理Q235鋼制 件微弧氧化陶瓷層的厚度在1 20 μ m范圍內(nèi)。這一技術(shù)方案,是通過若干次實驗結(jié)果的 分析而遴選的最佳方案。所述Q235鋼制件的陰極電泳漆的涂裝步驟是,將經(jīng)微弧氧化處理好的Q235鋼制 件,放入攪拌均勻的環(huán)氧陰極電泳漆中,浸潤0 30s時間,并使Q235鋼制件在陰極電泳漆 中來回攪動0 10s,起動電源并緩慢調(diào)節(jié)至電泳電壓,實施電泳涂裝。其中所述浸潤油漆 時間是0秒和攪動時間是0秒,是表示將被加工件放入所述電泳漆中,即可實施電泳漆粘著
涂裝,但其涂裝質(zhì)量可能會差一點。所述電泳漆是HED-5000環(huán)氧型陰極電泳漆,其電泳條件包括,電壓在100 200V 范圍內(nèi),PH值在5. 5 6. 5范圍內(nèi),處理溫度在20 35°C范圍內(nèi),電泳時間在20 150s范 圍內(nèi),烘干溫度在160 180°C范圍內(nèi),烘干時間在20 30min范圍內(nèi)。但不局限于此,尤其 是HED-5000環(huán)氧型陰極電泳漆,可由其它牌號的環(huán)氧型陰極電泳漆所替代。例如HED-2000 或HED-6000環(huán)氧型陰極電泳漆等等。上述技術(shù)方案得以實施后,本發(fā)明所具有的防腐蝕耐磨性能好,工藝簡單易控,量 產(chǎn)性高,生產(chǎn)成本低,工藝效率高,對環(huán)境和人體基本無害等特點,是顯而易見的,為Q235 鋼在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上更加廣泛的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)條件。
圖1是本發(fā)明一種具體實施方式
的工藝流程簡示圖。
具體實施例方式參讀附圖1,提供以下實施例
實施例1 Q235鋼前處理方法是,將采用400號 1200號水砂紙依次打磨,再采用20g/ LNaOH, 15g/LNa2C03,1滴OP-IO乳化劑配制成的堿洗液除油、脫脂5min,再采用3% H2SO4, 7% HCL配制成的活化液活化lOmin,然后在35°C的特定比例鋁酸鹽電解液中微弧氧化 lOmin,終止電壓170V,頻率172Hz,基值時間2. 99,電流密度3A/dm2。所述特定比例鋁酸鹽電解液組成為(單位體積內(nèi)的重量含量):鋁酸鈉10g/L磷酸二氫鈉1. 5g/L硅酸鈉Og/L鎢酸鈉Og/L微弧氧化后的Q235鋼用自來水和蒸餾水清洗,在放入超聲波清洗器中清洗Smin 后,轉(zhuǎn)入PH值為5. 90的HED-5000大紅色環(huán)氧陰極電泳漆中浸潤3s,攪動5s,電泳電壓緩 慢調(diào)節(jié)至100V,調(diào)節(jié)至IOOV穩(wěn)定電壓用時5s,電泳135s,烘干時間30min,烘干溫度170°C。電泳漆層附著力0級電泳漆層銅乙酸腐蝕時間958h膜層質(zhì)量大紅色,色澤均勻光滑。實施例2、Q235鋼前處理方法是,將采用400號 1200號水砂紙依次打磨,采用15g/LNaOH, 25g/LNa2C03,4滴0P-10乳化劑配制成的堿洗液除油、脫脂5min,再采用8% H2SO4,12% HCL 配制成的活化液活化13min,然后在25°C的特定比例鋁酸鹽電解液中微弧氧化30min,終止 電壓207V,頻率172Hz,基值時間2. 99,電流密度2A/dm2。所述特定比例鋁酸鹽電解液組成為(單位體積內(nèi)的重量含量):鋁酸鈉10g/L磷酸二氫鈉1. 5g/L硅酸鈉0g/L鎢酸鈉2g/L微弧氧化后的Q235鋼用自來水和蒸餾水清洗,放入超聲波清洗器中清洗Smin后, 轉(zhuǎn)入PH值為5. 90的HED-5000天藍色環(huán)氧陰極電泳漆中浸潤10s,攪動8s,電泳電壓緩慢 調(diào)節(jié)至160V,調(diào)節(jié)至160V穩(wěn)定電壓用時10s,電泳135s,烘干時間30min,烘干溫度170°C。電泳漆層附著力0級電泳漆層銅乙酸腐蝕時間958h膜層質(zhì)量天藍色,色澤均勻光滑。實施例3、Q235鋼前處理方法是將采用400號 1200號水砂紙依次打磨,采用30g/LNa0H,20g/LNa2C03,2滴OP-IO乳化劑配制成的堿洗液除油、脫脂lOmin,再采用6. 5% H2SO4,8% HCL配制成的活化液活化lOmin,然后在25°C的特定比例鋁酸鹽電解液中微弧氧化60min, 終止電壓246V,頻率172Hz,基值時間2. 99,電流密度1. 5A/dm2。所述特定比例鋁酸鹽電解液組成為(單位體積內(nèi)的重量含量):鋁酸鈉10g/L
磷酸二氫鈉1. 5g/L硅酸鈉0. 5g/L鎢酸鈉Og/L微弧氧化后的Q235鋼用自來水和蒸餾水清洗,放入超聲波清洗器中清洗Smin后, 轉(zhuǎn)入PH值為5. 90的HED-5000紫色環(huán)氧陰極電泳漆中浸潤20s,攪動10s,電泳電壓緩慢調(diào) 節(jié)至200V,調(diào)節(jié)至200V穩(wěn)定電壓用時13s,電泳160s,烘干時間30min,烘干溫度170°C。電泳漆層附著力0級電泳漆層銅乙酸腐蝕時間958h膜層質(zhì)量紫色,色澤均勻光滑。在以上所描述的3個實施例中,所述堿洗液組分含量,是單位體積內(nèi)的重量含量, 而所述酸洗活化液組分含量,是重量百分含量(%)。而所述電泳漆,也可以是HED-2000或 HED-6000環(huán)氧陰極電泳漆。由以上所描述的3個實施例可見,本發(fā)明是十分成功的。
權(quán)利要求
一種Q235鋼制件表面微弧氧化電泳涂裝復(fù)合處理的方法,包括微弧氧化處理,其特征在于,該方法的步驟依次包括a、對Q235鋼制件表面作微弧氧化處理,所述微弧氧化處理是將經(jīng)預(yù)處理后清潔的Q235鋼制件,放入電解槽內(nèi)的鋁酸鹽處理液中,以其為陰極,以不銹鋼制件為陽極,在所述陰、陽極之間施加一定電壓,使被處理Q235鋼制件表面與處理液界面上產(chǎn)生微電弧放電,由所產(chǎn)生的微弧對被處理Q235鋼制件表面進行微弧氧化處理形成陶瓷層;b、對經(jīng)a步驟被微弧氧化處理的被處理件Q235鋼制件表面進行清潔處理,然后晾干后放入干燥容器中備用;c、將經(jīng)b步驟處理的Q235鋼制件,放入環(huán)氧陰極電泳漆中浸潤和攪動,起動電源并調(diào)節(jié)至電泳電壓,實施電泳漆涂裝;d、電泳涂裝結(jié)束后,即用高壓水噴洗Q235鋼制件,待洗除表面浮漆后,用吹風(fēng)吹干并經(jīng)烘干處理,即得制成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Q235鋼制件表面微弧氧化電泳涂裝復(fù)合處理的方法,其特 征在于,所述Q235鋼制件的清潔預(yù)處理,是先采用400號 1200號水砂紙打磨,再采用 由NaOH 15 40g/L,Na2C03 5 30g/L,1 5滴OP乳化劑配制成的堿洗液除油脫脂5 15min ;再采用由重量百分含量為H2S043 15%,HC1 1 2%配制成的酸活化液活化3 15min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Q235鋼制件表面微弧氧化電泳涂裝復(fù)合處理的方法,其特征 在于,所述鋁酸鹽處理液的組分及各組分單位體積的重量含量是,鋁酸鈉5 25g/L,磷酸 二氫鈉0. 5 5g/L,鎢酸鈉0 10g/L,硅酸鈉0 5g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Q235鋼制件表面微弧氧化電泳涂裝復(fù)合處理的方法,其特征 在于,所述微弧氧化處理的工藝參數(shù)是電流模式為脈沖直流,電流密度在1 5A/dm2范圍 內(nèi),頻率在50 172. 45HZ范圍內(nèi),處理時間在10 80min范圍內(nèi),被處理Q235鋼制件微 弧氧化陶瓷層的厚度在1 20 y m范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Q235鋼制件表面微弧氧化電泳涂裝復(fù)合處理的方法,所述 Q235鋼制件的陰極電泳漆的涂裝步驟是,將經(jīng)微弧氧化處理好的Q235鋼制件,放入攪拌均 勻的陰極電泳漆中,浸潤0 30s時間,并使Q235鋼制件在陰極電泳漆中來回攪動0 10s, 起動電源并緩慢調(diào)節(jié)至電泳電壓,實施電泳涂裝。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的Q235鋼制件表面微弧氧化電泳涂裝復(fù)合處理的方法,其特征 在于,所述電泳漆是HED-5000環(huán)氧型陰極電泳漆,其電泳條件包括,電壓在100 200V范 圍內(nèi),PH值在5. 5 6. 5范圍內(nèi),處理溫度在20 35°C范圍內(nèi),電泳時間在20 150s范 圍內(nèi),烘干溫度在160 180°C范圍內(nèi),烘干時間在20 30min范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明所公開的是一種Q235鋼制件表面微弧氧化電泳涂裝復(fù)合處理的方法,以其方法步驟依次包括,對表面清潔后的Q235鋼制件微弧氧化處理,表面清潔處理,電泳漆涂裝處理,涂裝后清潔烘干處理為主要特征,具有工藝性能良好,生產(chǎn)成本較低,制成品質(zhì)量好等特點。
文檔編號C25D11/34GK101831684SQ20101018599
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者包曄峰, 楊華山, 蔣永鋒 申請人:河海大學(xué)常州校區(qū)