CN106967970A - 一种钢铁表面常温发黑钝化剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢铁表面常温发黑钝化剂，属金属表面处理技术领域。为由以下组份组成的水溶液：铜盐0.5‑3.5g/L，硒化物0.5‑5.0g/L,铈盐5‑25g/L，磷钼酸盐10‑40g/L，磷酸盐缓冲溶液10‑35g/L,镍盐0.2‑2.5g/L，络合稳定剂0.2‑5.0g/L,润湿剂0.2‑5.0g/L。本发明提供一种新型常温发黑剂。它将常温发黑和钝化处理合二为一，减化了常温发黑工艺，其效果与常温发黑后再钝化工艺相当。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种钢铁表面发黑处理，以增强钢铁耐蚀性和装饰性的材料，尤其涉及一种钢铁表面常温发黑钝化剂，属金属表面处理技术领域。
背景技术
钢铁表面发黑钝化处理即对钢铁表面进行氧化处理，以增强钢铁表面的耐蚀性和装饰性。传统的发黑工艺是采用高温碱性发黑工艺，即亚硝酸钠碱性发黑工艺。该工艺需要将钢铁浸入含亚硝酸钠的碱性发黑剂中，经140℃以上的高温处理30-90分钟。生产周期长，能耗大，亚硝酸钠对人体健康危害大，是公认的致癌物，因此近年来逐渐被常温发黑工艺取代。常温发黑工艺与传统的碱性发黑工艺相比，具有节能环保，工艺简单，易控制，生产周期短（发黑时间一般几分钟到十几分钟等优点。但这种常温发黑工艺处理的钢铁表面发黑层比较疏松，耐蚀性和耐磨性不佳，因此发黑后需再钝化或表面封孔处理。本发明提供一种新型常温发黑剂。它将常温发黑和钝化处理合二为一，减化了常温发黑工艺，其效果与常温发黑后再钝化工艺相当。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种钢铁表面常温发黑钝化剂。它克服了目前钢铁表面常温发黑方法中由于发黑层耐蚀性差的问题。用本发明提供的发黑剂处理后的45#钢板，其中性盐雾实验大于96小时。
为了达到上述目的，本发明中的常温发黑钝化剂为由以下组份组成的水溶液：
铜盐0.5-3.5g/L，硒化物0.5-5.0g/L, 铈盐5-25g/L，磷钼酸盐10-40g/L，磷酸盐缓冲溶液10-35g/L, 镍盐0.2-2.5g/L，络合稳定剂0.2-5.0g/L, 润湿剂0.2-5.0g/L。
所述的铜盐为硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、醋酸铜中的任意一种，优选硫酸铜；所述的硒化物为亚硒酸或二氧化硒；
所述的铈盐优选硝酸铈；
所述的磷钼酸盐为磷钼酸铵、磷钼酸钾、磷钼酸钠中的任意一种，优选磷钼酸铵；
所述的磷酸盐缓冲溶液为磷酸二氢盐与磷酸一氢盐的混和物,它们的摩尔比为1:4~4:1；
所述的镍盐为硫酸镍、硝酸镍、醋酸镍中的任意一种，优选硫酸镍；
所述的络合稳定种为酒石酸、柠檬酸、苹果酸中的任意一种；
所述润湿剂为阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂中任意一种。
配制时先将铜盐溶于去离子水，然后加入络合稳定剂，搅拌混匀后加入所述的硒化物溶解，作为溶液A；将润湿剂溶于去离子水，然后将稀土化合物和磷钼酸盐加入搅拌溶解，作为溶液B；将所述的磷酸二氢盐与磷酸一氢盐按所述的的摩尔比溶于去离子水中，然后加入所述的镍盐，搅拌溶解，作为溶液C；
将溶液A在搅拌条件下加入溶液C中混匀，继续在搅拌条件下加入溶液B，搅拌5-10分钟即得本发明所述的钢铁表面常温发黑钝化剂。
本发明提供一种新型常温发黑剂。它将常温发黑和钝化处理合二为一，减化了常温发黑工艺，其效果与常温发黑后再钝化工艺相当。
具体实施方式
实施例1
原料包括硫酸铜0.5g，酒石酸0.2g（络合稳定剂），二氧化硒1.0g，硝酸铈20g，磷酸盐（二氢盐与一氢盐的摩尔比1:2的混合物）10g,磷钼酸铵10g，硫酸镍0.2g，十二烷基磺酸钠0.2g（润湿剂）。
配制时先将铜盐溶于200ml去离子水，然后加入络合稳定剂，搅拌混匀后加入所述的硒化物溶解。作为溶液A；将润湿剂溶于500ml去离子水，然后将稀土化合物和磷钼酸盐加入搅拌溶解，作为溶液B；将所述的磷酸二氢盐与磷酸一氢盐按所述的摩尔比溶于300ml去离子水中，然后加入所述的镍盐，搅拌溶解，作为溶液C。
将溶液A在搅拌条件下缓慢加入溶液C中混匀，继续在搅拌条件下加入溶液B，搅拌5-10分钟即得本发明所述的钢铁表面发黑钝化剂。用其处理后的45#钢板其中性盐雾实验96h。
实施例2
硫酸铜2.0g，酒石酸1.0g，二氧化硒2.0g，硝酸铈5.0g，磷酸盐（二氢盐与一氢盐的摩尔比1:1的混合物）25g,磷钼酸钾40g，硫酸镍1.0g，OP-10 1.0g（润湿剂）。
配制时先将铜盐溶于200ml去离子水，然后加入络合稳定剂，搅拌混匀后加入所述的硒化物溶解。作为溶液A；将润湿剂溶于500ml去离子水，然后将稀土化合物和磷钼酸盐加入搅拌溶解，作为溶液B；将所述的磷酸二氢盐与磷酸一氢盐按所述的的摩尔比溶于300ml去离子水中，然后加入所述的镍盐，搅拌溶解，作为溶液C。
将溶液A在搅拌条件下缓慢加入溶液C中混匀，继续在搅拌条件下加入溶液B，搅拌5-10分钟即得本发明所述的钢铁表面发黑钝化剂。用其处理后的45#钢板其中性盐雾实验98h。
实施例3
硝酸铜1.0g，柠檬酸0.5g，亚硒酸2.0g，硝酸铈25g，磷酸盐（二氢盐与一氢盐的摩尔比1:2的混合物）30g,磷钼酸钠20g，硝酸镍2.0g，十二烷基硫酸钠2.0g。
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实施例 4
氯化铜3.0g，苹果酸3.0g，二氧化硒4.0g，硝酸铈30g，磷酸盐（二氢盐与一氢盐的摩尔比4:1的混合物）35g,磷钼酸铵25g，醋酸镍2.5g，吐温80 3.0g。
配制时先将铜盐溶于200ml去离子水，然后加入络合稳定剂，搅拌混匀后加入所述的硒化物溶解。作为溶液A；将润湿剂溶于500ml去离子水，然后将稀土化合物和磷钼酸盐加入搅拌溶解，作为溶液B；将所述的磷酸二氢盐与磷酸一氢盐按所述的的摩尔比溶于300ml去离子水中，然后加入所述的镍盐，搅拌溶解，作为溶液C。
将溶液A在搅拌条件下缓慢加入溶液C中混匀，继续在搅拌条件下加入溶液B，搅拌5-10分钟即得本发明所述的钢铁表面发黑钝化剂。用其处理后的45#钢板其中性盐雾实验102h。
实施例5
醋酸铜3.5g，柠檬酸5.0g，亚硒酸1.0g，硝酸铈20g，磷酸盐（二氢盐与一氢盐的摩尔比1:4的混合物）25g,磷钼酸铵10g，硫酸镍2.5g，十二烷基磺酸钠5.0g。
配制时先将铜盐溶于200ml去离子水，然后加入络合稳定剂，搅拌混匀后加入所述的硒化物溶解。作为溶液A；将润湿剂溶于500ml去离子水，然后将稀土化合物和磷钼酸盐加入搅拌溶解，作为溶液B；将所述的磷酸二氢盐与磷酸一氢盐按所述的的摩尔比溶于300ml去离子水中，然后加入所述的镍盐，搅拌溶解，作为溶液C。
将溶液A在搅拌条件下缓慢加入溶液C中混匀，继续在搅拌条件下加入溶液B，搅拌5-10分钟即得本发明所述的钢铁表面发黑钝化剂。用其处理后的45#钢板其中性盐雾实验104h。
实施例6
硫酸铜3.0gL，酒石酸4.0g，二氧化硒5.0g，硫酸铈25g，磷酸盐（二氢盐与一氢盐的摩尔比1:3的混合物）30g,磷钼酸铵40g，硫酸镍2.5g，OP-10 2.0g。
配制时先将铜盐溶于200ml去离子水，然后加入络合稳定剂，搅拌混匀后加入所述的硒化物溶解。作为溶液A；将润湿剂溶于500ml去离子水，然后将稀土化合物和磷钼酸盐加入搅拌溶解，作为溶液B；将所述的磷酸二氢盐与磷酸一氢盐按所述的的摩尔比溶于300ml去离子水中，然后加入所述的镍盐，搅拌溶解，作为溶液C。
将溶液A在搅拌条件下缓慢加入溶液C中混匀，继续在搅拌条件下加入溶液B，搅拌5-10分钟即得本发明所述的钢铁表面发黑钝化剂。用其处理后的45#钢板其中性盐雾实验101h。
实施例7
硝酸铜2.5g，苹果酸2.5g，亚硒酸3.0g，硫酸铈35g，磷酸盐（二氢盐与一氢盐的摩尔比1:4的混合物）25g,磷钼酸铵30g，硫酸镍1.5g，十二烷基磺酸钠1.0g。
配制时先将铜盐溶于200ml去离子水，然后加入络合稳定剂，搅拌混匀后加入所述的硒化物溶解。作为溶液A；将润湿剂溶于500ml去离子水，然后将稀土化合物和磷钼酸盐加入搅拌溶解，作为溶液B；将所述的磷酸二氢盐与磷酸一氢盐按所述的的摩尔比溶于300ml去离子水中，然后加入所述的镍盐，搅拌溶解，作为溶液C。
将溶液A在搅拌条件下缓慢加入溶液C中混匀，继续在搅拌条件下加入溶液B，搅拌5-10分钟即得本发明所述的钢铁表面发黑钝化剂。用其处理后的45#钢板其中性盐雾实验102h。
Claims (10)
1.一种钢铁表面常温发黑钝化剂，其特征在于，为由以下组份组成的水溶液：
铜盐0.5-3.5g/L，硒化物0.5-5.0g/L,铈盐5-25g/L，磷钼酸盐10-40g/L，磷酸盐缓冲溶液10-35g/L,镍盐0.2-2.5g/L，络合稳定剂0.2-5.0g/L,润湿剂0.2-5.0g/L。
2.根据权利要求1所述的钢铁表面常温发黑钝化剂，其特征在于，所述的铜盐为硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、醋酸铜中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的钢铁表面常温发黑钝化剂，其特征在于，所述的硒化物为亚硒酸或二氧化硒。
4.根据权利要求1所述的钢铁表面常温发黑钝化剂，其特征在于，所述的铈盐为硝酸铈。
5.根据权利要求1所述的钢铁表面常温发黑钝化剂，其特征在于，所述的磷钼酸盐为磷钼酸铵、磷钼酸钾、磷钼酸钠中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的钢铁表面常温发黑钝化剂，其特征在于，所述的磷酸盐为磷酸二氢盐与磷酸一氢盐的混和物,它们的摩尔比为1:4～4:1。
7.根据权利要求1所述的钢铁表面常温发黑钝化剂，其特征在于，所述的镍盐为硫酸镍、硝酸镍、醋酸镍中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的钢铁表面常温发黑钝化剂，其特征在于，所述的络合稳定种为酒石酸、柠檬酸、苹果酸中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的钢铁表面常温发黑钝化剂，其特征在于，所述润湿剂为阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂中任意一种。
10.权利要求1所述的钢铁表面常温发黑钝化剂的制备方法，其特征在于：
配制时先将铜盐溶于去离子水，然后加入络合稳定剂，搅拌混匀后加入所述的硒化物溶解，作为溶液A；将润湿剂溶于去离子水，然后将稀土化合物和磷钼酸盐加入搅拌溶解，作为溶液B；将所述的磷酸二氢盐与磷酸一氢盐按所述的的摩尔比溶于去离子水中，然后加入所述的镍盐，搅拌溶解，作为溶液C；
将溶液A在搅拌条件下加入溶液C中混匀，继续在搅拌条件下加入溶液B，搅拌5-10分钟即得所述的钢铁表面常温发黑钝化剂。
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