专利名称:Q235钢制件表面微弧氧化电泳涂装复合处理的方法
技术领域:
本发明涉及一种Q235钢制件表面微弧氧化电泳涂装复合处理的方法,属于金属 材料表面处理技术。
背景技术:
Q235钢因其高强度、高韧性、容易加工、成本低等优点,而成为汽车、航空、国防等 领域用量最大的一类金属材料。但其最大的缺点就是易锈蚀和磨损,这不仅造成巨大的经 济损失,而且限制了其在工业领域中的应用。目前对此类钢铁表面处理常用的方法有磷化处理,化学转化膜处理,电镀处理 等。所述处理方法,不仅成本较高,且对环境污染严重,对人体健康有害。微弧氧化/电泳涂装复合处理工艺是近些年来发展起来的对铝、镁等金属及其 合金表面复合处理的工艺。到目前为止,微弧氧化/电泳涂装复合处理技术仅限于在铝、 镁等金属及其合金表面的防腐处理上。虽然此处理复合技术在铝、镁等金属及其合金表 面处理取得了一定的进展,复合处理后的铝、镁等金属及其合金表面性能方面也达到了一 定的要求。但目前在Q235钢表面微弧氧化/电泳涂装复合处理未见有报道。中国专利 CN200510010012. 3虽将微弧氧化技术应用于钢铁表面的处理,但其微弧氧化的电解液配方 复杂,成本较高,且工艺复杂,量产可能较小。
发明内容
本发明旨在提供一种工艺性能良好,生产成本较低的Q235钢制件表面微弧氧化 电泳涂装复合处理的方法,以有效提高Q235钢表面耐腐蚀性能,扩大Q235钢在前述领域内 的大量应用。本发明实现其目的的技术方案是一种Q235钢制件表面微弧氧化电泳涂装复合处理的方法,包括微弧氧化处理,其 创新点在于,该方法的步骤依次包括a、对Q235钢制件表面作微弧氧化处理,所述微弧氧化处理是将经预处理后清洁 的Q235钢制件,放入电解槽内的铝酸盐处理液中,以其为阴极,以不锈钢制件为阳极,在 所述阴、阳极之间施加一定电压,使被处理Q235钢制件表面与处理液界面上产生微电弧放 电,由所产生的微弧对被处理Q235钢制件表面进行微弧氧化处理形成陶瓷层;b、对经a步骤被微弧氧化处理的被处理件Q235钢制件表面进行清洁处理,然后晾 干后放入干燥容器中备用;C、将经b步骤处理的Q235钢制件,放入环氧阴极电泳漆中浸润和搅动,起动电源 并调节至电泳电压,实施电泳漆涂装;d、电泳涂装结束后,即用高压水喷洗Q235钢制件,待洗除表面浮漆后,用吹风吹 干并经烘干处理,即得制成品。由以上所给出的技术方案可以明了,本发明将表面微弧氧化处理形成基体金属氧化陶瓷层,与电泳涂装处理复合在一起,其所获得的防腐蚀耐磨保护层,由于是由陶瓷层和 电泳漆层复合构成,因而其防腐蚀和耐磨性能得到叠加,有效提高了本发明的实用价值;且 本发明的加工步骤连续进行,方法简便易控,工艺性能良好,生产成本较低,从而实现了本 发明的目的。本发明的进一步创新点在于所述Q235钢制件的清洁预处理,是先采用400号 1200号水砂纸打磨,再采用由NaOH 15 40g/L, Na2CO3 5 30g/L, 1 5滴(合0. 05 0. 2mL) OP乳化剂配制成的碱洗 液除油脱脂5 15min ;再采用由重量百分含量为H2S043 15%,HCl 1 2%配制成的酸 活化液活化3 15min。由所给出的这一技术方案可见,其碱洗液和酸活化液的碱和酸的浓 度都比较低,在工业生产上可以重复使用,这不但其碱洗、活化的生产成本低,而且对环境 的污染也是很小的。所述铝酸盐处理液的组分及各组分单位体积的重量含量是,铝酸钠5 25g/L,磷 酸二氢钠0. 5 5g/L,钨酸钠0 10g/L,硅酸钠0 5g/L。这是本发明所优选的,但不局 限于此。例如采用钾盐或钙盐也都是可以的。由这一技术方案可以明了,由于所述铝酸盐 处理液的各组分的含量都相对偏低,因而其生产成本比较低。在工业生产中,可通过所述处 理液的现场化学分析,而添加所需铝酸钠等物质,实现所述处理液的重复连续应用。所述微弧氧化处理的工艺参数是电流模式为脉冲直流,电流密度在1 5A/dm2 范围内,频率在50 172. 45HZ范围内,处理时间在10 80min范围内,被处理Q235钢制 件微弧氧化陶瓷层的厚度在1 20 μ m范围内。这一技术方案,是通过若干次实验结果的 分析而遴选的最佳方案。所述Q235钢制件的阴极电泳漆的涂装步骤是,将经微弧氧化处理好的Q235钢制 件,放入搅拌均勻的环氧阴极电泳漆中,浸润0 30s时间,并使Q235钢制件在阴极电泳漆 中来回搅动0 10s,起动电源并缓慢调节至电泳电压,实施电泳涂装。其中所述浸润油漆 时间是0秒和搅动时间是0秒,是表示将被加工件放入所述电泳漆中,即可实施电泳漆粘着
涂装,但其涂装质量可能会差一点。所述电泳漆是HED-5000环氧型阴极电泳漆,其电泳条件包括,电压在100 200V 范围内,PH值在5. 5 6. 5范围内,处理温度在20 35°C范围内,电泳时间在20 150s范 围内,烘干温度在160 180°C范围内,烘干时间在20 30min范围内。但不局限于此,尤其 是HED-5000环氧型阴极电泳漆,可由其它牌号的环氧型阴极电泳漆所替代。例如HED-2000 或HED-6000环氧型阴极电泳漆等等。上述技术方案得以实施后,本发明所具有的防腐蚀耐磨性能好,工艺简单易控,量 产性高,生产成本低,工艺效率高,对环境和人体基本无害等特点,是显而易见的,为Q235 钢在工农业生产上更加广泛的应用提供了基础条件。
图1是本发明一种具体实施方式
的工艺流程简示图。
具体实施例方式参读附图1,提供以下实施例
实施例1 Q235钢前处理方法是,将采用400号 1200号水砂纸依次打磨,再采用20g/ LNaOH, 15g/LNa2C03,1滴OP-IO乳化剂配制成的碱洗液除油、脱脂5min,再采用3% H2SO4, 7% HCL配制成的活化液活化lOmin,然后在35°C的特定比例铝酸盐电解液中微弧氧化 lOmin,终止电压170V,频率172Hz,基值时间2. 99,电流密度3A/dm2。所述特定比例铝酸盐电解液组成为(单位体积内的重量含量):铝酸钠10g/L磷酸二氢钠1. 5g/L硅酸钠Og/L钨酸钠Og/L微弧氧化后的Q235钢用自来水和蒸馏水清洗,在放入超声波清洗器中清洗Smin 后,转入PH值为5. 90的HED-5000大红色环氧阴极电泳漆中浸润3s,搅动5s,电泳电压缓 慢调节至100V,调节至IOOV稳定电压用时5s,电泳135s,烘干时间30min,烘干温度170°C。电泳漆层附着力0级电泳漆层铜乙酸腐蚀时间958h膜层质量大红色,色泽均勻光滑。实施例2、Q235钢前处理方法是,将采用400号 1200号水砂纸依次打磨,采用15g/LNaOH, 25g/LNa2C03,4滴0P-10乳化剂配制成的碱洗液除油、脱脂5min,再采用8% H2SO4,12% HCL 配制成的活化液活化13min,然后在25°C的特定比例铝酸盐电解液中微弧氧化30min,终止 电压207V,频率172Hz,基值时间2. 99,电流密度2A/dm2。所述特定比例铝酸盐电解液组成为(单位体积内的重量含量):铝酸钠10g/L磷酸二氢钠1. 5g/L硅酸钠0g/L钨酸钠2g/L微弧氧化后的Q235钢用自来水和蒸馏水清洗,放入超声波清洗器中清洗Smin后, 转入PH值为5. 90的HED-5000天蓝色环氧阴极电泳漆中浸润10s,搅动8s,电泳电压缓慢 调节至160V,调节至160V稳定电压用时10s,电泳135s,烘干时间30min,烘干温度170°C。电泳漆层附着力0级电泳漆层铜乙酸腐蚀时间958h膜层质量天蓝色,色泽均勻光滑。实施例3、Q235钢前处理方法是将采用400号 1200号水砂纸依次打磨,采用30g/LNa0H,20g/LNa2C03,2滴OP-IO乳化剂配制成的碱洗液除油、脱脂lOmin,再采用6. 5% H2SO4,8% HCL配制成的活化液活化lOmin,然后在25°C的特定比例铝酸盐电解液中微弧氧化60min, 终止电压246V,频率172Hz,基值时间2. 99,电流密度1. 5A/dm2。所述特定比例铝酸盐电解液组成为(单位体积内的重量含量):铝酸钠10g/L
磷酸二氢钠1. 5g/L硅酸钠0. 5g/L钨酸钠Og/L微弧氧化后的Q235钢用自来水和蒸馏水清洗,放入超声波清洗器中清洗Smin后, 转入PH值为5. 90的HED-5000紫色环氧阴极电泳漆中浸润20s,搅动10s,电泳电压缓慢调 节至200V,调节至200V稳定电压用时13s,电泳160s,烘干时间30min,烘干温度170°C。电泳漆层附着力0级电泳漆层铜乙酸腐蚀时间958h膜层质量紫色,色泽均勻光滑。在以上所描述的3个实施例中,所述碱洗液组分含量,是单位体积内的重量含量, 而所述酸洗活化液组分含量,是重量百分含量(%)。而所述电泳漆,也可以是HED-2000或 HED-6000环氧阴极电泳漆。由以上所描述的3个实施例可见,本发明是十分成功的。
权利要求
一种Q235钢制件表面微弧氧化电泳涂装复合处理的方法,包括微弧氧化处理,其特征在于,该方法的步骤依次包括a、对Q235钢制件表面作微弧氧化处理,所述微弧氧化处理是将经预处理后清洁的Q235钢制件,放入电解槽内的铝酸盐处理液中,以其为阴极,以不锈钢制件为阳极,在所述阴、阳极之间施加一定电压,使被处理Q235钢制件表面与处理液界面上产生微电弧放电,由所产生的微弧对被处理Q235钢制件表面进行微弧氧化处理形成陶瓷层;b、对经a步骤被微弧氧化处理的被处理件Q235钢制件表面进行清洁处理,然后晾干后放入干燥容器中备用;c、将经b步骤处理的Q235钢制件,放入环氧阴极电泳漆中浸润和搅动,起动电源并调节至电泳电压,实施电泳漆涂装;d、电泳涂装结束后,即用高压水喷洗Q235钢制件,待洗除表面浮漆后,用吹风吹干并经烘干处理,即得制成品。
2.根据权利要求1所述的Q235钢制件表面微弧氧化电泳涂装复合处理的方法,其特 征在于,所述Q235钢制件的清洁预处理,是先采用400号 1200号水砂纸打磨,再采用 由NaOH 15 40g/L,Na2C03 5 30g/L,1 5滴OP乳化剂配制成的碱洗液除油脱脂5 15min ;再采用由重量百分含量为H2S043 15%,HC1 1 2%配制成的酸活化液活化3 15min。
3.根据权利要求1所述的Q235钢制件表面微弧氧化电泳涂装复合处理的方法,其特征 在于,所述铝酸盐处理液的组分及各组分单位体积的重量含量是,铝酸钠5 25g/L,磷酸 二氢钠0. 5 5g/L,钨酸钠0 10g/L,硅酸钠0 5g/L。
4.根据权利要求1所述的Q235钢制件表面微弧氧化电泳涂装复合处理的方法,其特征 在于,所述微弧氧化处理的工艺参数是电流模式为脉冲直流,电流密度在1 5A/dm2范围 内,频率在50 172. 45HZ范围内,处理时间在10 80min范围内,被处理Q235钢制件微 弧氧化陶瓷层的厚度在1 20 y m范围内。
5.根据权利要求1所述的Q235钢制件表面微弧氧化电泳涂装复合处理的方法,所述 Q235钢制件的阴极电泳漆的涂装步骤是,将经微弧氧化处理好的Q235钢制件,放入搅拌均 勻的阴极电泳漆中,浸润0 30s时间,并使Q235钢制件在阴极电泳漆中来回搅动0 10s, 起动电源并缓慢调节至电泳电压,实施电泳涂装。
6.根据权利要求5所述的Q235钢制件表面微弧氧化电泳涂装复合处理的方法,其特征 在于,所述电泳漆是HED-5000环氧型阴极电泳漆,其电泳条件包括,电压在100 200V范 围内,PH值在5. 5 6. 5范围内,处理温度在20 35°C范围内,电泳时间在20 150s范 围内,烘干温度在160 180°C范围内,烘干时间在20 30min范围内。
全文摘要
本发明所公开的是一种Q235钢制件表面微弧氧化电泳涂装复合处理的方法,以其方法步骤依次包括,对表面清洁后的Q235钢制件微弧氧化处理,表面清洁处理,电泳漆涂装处理,涂装后清洁烘干处理为主要特征,具有工艺性能良好,生产成本较低,制成品质量好等特点。
文档编号C25D11/34GK101831684SQ20101018599
公开日2010年9月15日 申请日期2010年5月28日 优先权日2010年5月28日
发明者包晔峰, 杨华山, 蒋永锋 申请人:河海大学常州校区