[发明专利]一种用涂覆陶瓷膜替代磷化的工艺方法

说明书

本发明公开了一种用涂覆陶瓷膜替代磷化的工艺方法。它采用用纳米二氧化硅胶体溶液处理工件，在工件表面生成氧化硅陶瓷膜，替代磷化膜，步骤为清洗：用清洗液清洗工件，除去工件表面的浮锈和油污，同时活化工件表面，清洗液是SiO₂质量含量为0.1～2％纳米二氧化硅胶体溶液；涂敷：以SiO₂质量含量为0.3～10％纳米二氧化硅胶体溶液为涂敷液，加热涂敷液至40～90℃，用涂敷液涂敷工件表面，使工件表面处于胶体溶液内，并且使胶体溶液中的微凝胶沉积到工件表面上；干燥：把工件从胶体溶液中移出，沥干工件移出时夹带的液体，然后干燥完成所述涂覆陶瓷膜替代磷化的工艺。上述方法具有工艺简单、加工过程环保等优点。

技术领域

本发明属于金属材料防腐技术领域，特别涉及一种替代磷化的工艺方法。

背景技术

磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。由于磷化处理能大幅度提高金属表面耐腐蚀性，以及相对简单可靠、费用低廉、操作方便的工艺方法，因此被大量应用于金属材料防腐和涂装前处理中。

但是，由于磷化处理液含锌、锰、镍等重金属离子和大量的磷，处理过程中又需消耗大量的水，所以，随着近些年来人们环保意识的提升，寻找一种新型的环保、节水、低排放、低使用成本的前处理技术来替代磷化工艺已成为行业的共识。

近年来替代磷化工艺在工业应用中相对比较成熟的是硅烷化法。2011年10月，重庆大学化学化工学院冉长荣的硕士学位论文《年硅烷化500万平方米钢铁表面工艺设计》，详细介绍了硅烷化处理钢铁表面的工艺过程，认为该工艺与传统磷化处理工艺相比，硅烷处理工艺中不含锌、镍等有害重金属以及其它的有害成分，而且处理成本更低，具有良好的经济效益和环保效益。

但该工艺中还是存在着脱脂工序需用到亚硝酸钠等有害物、排放废水中含有醇类等有机物、水洗工序需消耗大量的水、硅烷预处理工艺复杂、硅烷膜质量对工艺参数稳定性的要求较高等问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种工艺简单、环保、节水，能够替代磷化工艺的陶瓷膜工艺方法。

为了实现上述目的，本发明的用涂覆陶瓷膜替代磷化的工艺方法，采用用纳米二氧化硅胶体溶液处理工件，在工件表面生成氧化硅陶瓷膜，替代磷化膜，其具体工艺为：

(1)清洗：用清洗液清洗工件，除去工件表面的浮锈和油污，同时活化工件表面，所述清洗液是SiO₂质量含量为0.1～2％纳米二氧化硅胶体溶液；

(2)涂敷：以SiO₂质量含量为0.3～10％纳米二氧化硅胶体溶液为涂敷液，加热涂敷液至40～90℃，使其中微凝胶的含量增加；用涂敷液涂敷工件表面，使工件表面处于涂敷液内，并且使涂敷液中的微凝胶沉积到工件表面上；

(3)干燥：把工件从涂敷液中移出，沥干工件移出时夹带的液体，然后干燥完成所述涂覆陶瓷膜替代磷化的工艺，所述干燥为自然干燥、热风干燥或焙烧处理；

所述纳米二氧化硅的胶体溶液是以碱金属离子作为稳定剂，溶剂为水。

所述涂敷液使用后更换下的旧液，直接或经稀释后作为清洗液。

所述清洗前对清洗液加热，所述加热温度为40-90℃。

所述涂敷液的加热温度优选为60-75℃。

所述涂敷是用涂敷液喷淋或者浸泡。

所述的清洗液，其SiO₂质量含量优选为0.3～1％。

所述的涂敷液，其SiO₂质量含量优选为0.5～5％。

所述的陶瓷膜为无定型纳米二氧化硅陶瓷膜，其厚度为50～900nm，优选为100～500nm.