本发明涉及一种在耐候钢、特殊钢或普通碳素钢的表面上,快速形成耐候性防锈膜的工艺技术。 露天使用的建筑机械、空实腹钢窗、输电塔架或电视转播塔架、铁路或公路桥梁、客货车皮、贮存罐等,由于经受工业或海洋大气的持续腐蚀,普通碳素钢每2~4个月就周期性的脱落一次。耐候钢虽在1.5~2年内能形成青褐色的致密防锈层,但在亚硫酸气体或氯离子偏高的地区则也难以形成致密的防锈层。
这些钢在使用前,虽然可以采用众所周知的化学手段,使其在表面上形成一层氧化膜或各类盐膜,如磷化、发蓝等;但由于形成的皮膜结晶粗大、多孔,在上述的腐蚀地区仍不能产生防腐作用。
日本特公昭45-32608号专利文献提供了一种耐候钢、特殊钢或普通碳素钢形成防锈膜的方法。其工艺程序包括:表面酸洗净化-氧化-稳定化-充分发锈。这种方法虽然可以获得较好的防腐效果,但在其稳定化的工序中所用的纯工业丹宁酸,是一种资源较少、价格昂贵的原料,不利于降低成本;同时,该工艺所形成的防锈膜对氯离子的抗腐蚀性并不理想。
本发明的目的是针对上述的问题作如下地改进:(1)利用一种资源丰富、价格低廉、至少不低于现有效果的原料,减少甚至取代现有技术所用的纯工业丹宁酸;(2)通过对现有技术的进一步完善,提高防锈膜的抗氯离子腐蚀的能力。
本发明的主要内容是:
1.耐候钢或特殊钢的处理:
(1)以草酸溶液为主体,加入磷酸或加入可溶性磷酸盐。再加入一种以上的金属盐,例如重铬酸钾、亚硝酸钠、亚硫酸钠等做促进剂。
(2)把钢浸入(1)所述的溶液中,在20~100℃下保持0.1~1.5小时,使钢的表面形成氧化膜。
(3)以栲胶或以3∶5的栲胶与工业丹宁酸的混合液为主体。加入双氧水或加入一种以上的金属盐。例如高锰酸钾、亚硝酸钠、钼酸铵等做促进剂。
(4)把已形成氧化膜的钢浸入(3)所述的溶液中,在20~100℃下保持0.1~1.5小时,使氧化膜稳定化。
(5)把形成稳定氧化膜的钢置于大气或水蒸汽中充分发锈,使其形成耐候性的防锈膜。
2.普通碳素钢的处理:基本工艺与耐候钢或特殊钢的处理方法大致相同,只是在酸洗净化以后,先浸入浓度为0.01~50%的硫酸铜和重铬酸盐(例如重铬酸钾等)溶液中,进行表面富集铬铜元素的处理。处理的温度为室温至60℃,时间为0.1~1.5小时。富集铬铜的处理以后,再依次进行氧化、稳定化和充分发锈的处理程序。
以上各种反应液中所加入的稳定剂或促进剂的浓度均为0.01~50%。
实施例1:把耐候钢(C0.12%,Si0.32%,Mn0.86%,P0.035%,S0.03%,Cr0.52%,Ni0.30%,V0.04%)浸在8%硫酸+4%盐酸中。温度为50~60℃,保持15分钟,酸洗后用10%氢氧化钠溶液中和,使表面净化,随后浸渍在草酸浓度为9%,磷酸浓度为2%。磷酸铁为1%,重铬酸钾为1%的水溶液中,温度为70℃,时间40分钟,在钢表面上形成氧化膜。把形成氧化膜的钢浸渍在栲胶浓度为20%,亚硝酸钠为1%的水溶液中,温度为85℃,保持时间为50分钟,使氧化膜稳定化,然后在大气中暴露一昼夜使其充分生锈,即可得到青褐色的致密防锈膜。经过上述处理的钢,经在工业大气和海洋大气中曝露六个月,没有红锈皮生成。
实施例2:把普通碳素钢的空腹钢窗料(C0.14%,Si0.23%,Mn0.45%,P0.032%,S0.031%)在8%硫酸+4%盐酸的溶液中。温度为50~60℃,保持15分钟,酸洗后用10%氢氧化钠溶液中和,使表面净化,随后浸渍在硫酸铜浓度为6%,重铬酸钾浓度为5%的溶液中,温度为50~60℃,保持40分钟,使表面富集铬铜元素。而后再按耐候钢的全部工艺过程进行氧化-稳定化-发锈的处理。经过上述处理的钢,在工业大气中曝露六个月,没有产生红锈皮。
本发明的主要优点是:经过本发明方法处理的耐候钢、特殊钢或普碳钢,不仅具有现有技术的功能作用,即在表面上形成一种结晶细化、致密、并有少量微孔的耐候性防锈膜,使钢材在腐蚀性气氛中具有较好的抗腐蚀性;同时,还具有扩大原料的资源,降低成本40~50%的效果,并且显著提高防锈膜的抗氯离子腐蚀的能力。例如现有技术形成的防锈膜可在3%氯化钠溶液中浸放1小时内无锈,而用本发明形成的防锈膜则在浸放3小时后仍可无锈。