一种含铬钢筋的钝化方法技术

本发明专利技术涉及一种含铬钢筋的钝化方法，属于金属材料表面处理领域。该钝化方法包括以下步骤。预处理：将钢筋工件作为阴极，与阳极同时浸入质量分数为5％‑15％的碳酸盐或磷酸盐清洗液中，并在两电极之间施加直流电场，去除工件表面油污以及氧化皮。表面钝化：交换正负极，使工件作为阳极，继续施加直流电场一定时间，在新鲜表面形成稳定致密的钝化膜。后处理：降低电压至工件表面等离子体消失，维持一定时间后，将工件清洗干燥，工艺完成。该发明专利技术在环境友好的盐溶液中，利用连续的阴极和阳极电解质等离子体技术去除钢筋表面的氧化皮并形成稳定致密的钝化膜，提高钢筋耐腐蚀性。该技术工艺简单、操作方便、且成本低、污染少，是一种高效、环保的钝化方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含铬钢筋的钝化方法，属于金属材料表面处理领域。
技术介绍
钢筋的锈蚀是混凝土结构破坏的关键问题。近年来，为提高钢筋的耐蚀性，添加铬等合金元素以增加其耐氯离子腐蚀能力，从而开发出低合金钢筋。但是钢筋在生产过程中表面会形成一层结合力强、含有铁的氧化物和氢氧化物的稳定的氧化皮，导致钢筋表面铬元素的缺失，降低其锈蚀临界Cl-浓度，耐蚀钢筋应有的钝化效果消失，使其耐腐蚀性大幅度下降。工程上常用酸洗的方法进行处理，使钢筋表面形成致密稳定的钝化膜，并提高钢筋的耐腐蚀性。但是，目前公开的专利均存在工艺复杂、所需溶剂种类多以及耗时较长等缺点。如名为“一种不锈钢钝化水溶液及其制备方法”的专利技术专利(CN102899683A)中所述，需使用包括钼酸盐和多种有机磷酸在内的近十种溶剂，且在钝化过程中所需时间不少于30分钟，该溶液制备复杂且钝化所需时间较长。再如名为“不锈钢钝化工艺”的专利技术专利(CN103451646A)中所述，钝化之前需采用酸洗去除表面油污且钝化过程也需要30-60分钟，工艺工程复杂。
技术实现思路
技术问题：本专利技术旨在提供一种含铬钢筋的钝化方法，以提高钢筋等金属材料的耐腐蚀性。其优势在于避免其它方法中酸液、氧化剂以及其它有机溶剂对环境的污染，和对操作工人健康的损害，并且提高工艺效率。技术方案：本专利技术中的一种含铬钢筋的钝化方法，具体步骤如下：1)预处理：将铬钢筋工件作为阴极，与作为阳极的对电极同时浸入质量分数为5％-15％的碳酸盐或磷酸盐电解液中，并在两电极之间施加直流电压，去除工件表面油污以及氧化皮，露出新鲜表面；2)表面钝化：将两电极交换，使钢筋工件与电源正极相连作为阳极，对电极作为阴极，在两电极之间施加直流电压，使钢筋表面形成致密的钝化膜；3)后处理：降低电压，使工件表面等离子体消失，保持此电压一定时间，再将工件取出后，清洗烘干即可。其中：预处理和表面钝化过程中，所施加的直流电压高于50伏，能使工件表面在电解液中产生等离子体，并能维持等离子放电状态。预处理和表面钝化过程中，所述工件表面在电解液中产生等离子体后，分别保持30-600秒，可去除表面油污及氧化皮，并在表面形成氧化膜。后处理过程中，所述降低电压，是将电压降低至等离子体消失，通常不超过70伏，并保持30-500秒。有益效果：该专利技术在环境友好的盐溶液中，利用连续的阴极和阳极电解质等离子体技术去除钢筋表面油污以及氧化皮，并在表面形成稳定致密的钝化膜。工艺简单、操作方便、且成本低、污染少，是一种高效、环保的处理方法。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术中含铬钢筋的钝化方法中预处理的示意图。图2为本专利技术中含铬钢筋的钝化方法中钝化膜形成的示意图。图3a为工件在钝化处理前铬元素的XPS图。图3b为工件在钝化处理后铬元素的XPS图。图4为工件在钝化处理前后的Tafel极化曲线。具体实施方式一、预处理。选择不锈钢板或其它耐蚀导体作为对电极，将对电极和工件分别与电源的正、负极相连后浸入盐溶液中并接通直流电源，升高电压，使工件表面产生连续稳定的等离子体后，在该电压值(通常高于50伏)处保持30-600秒后，去除工件表面油污以及氧化皮。二、表面钝化。将两电极交换，使工件与电源正极相连，作为阳极。再次在两电极之间施加直流电压，待工件表面产生连续稳定的等离子体后，在该电压值(通常高于50伏)处保持30-600秒后，使钢筋表面形成致密的钝化膜。三、后处理。降低电压直至工件表面等离子体消失，并在该电压值(通常低于70伏)下保持30-500秒。最后用工件控制系统将工件取出，清洗后烘干，工艺完成。实施例一在质量分数为15％的碳酸钠溶液中，110伏预处理200秒；转换电极，110伏处理120秒进行表面钝化；50伏后处理120秒，即可在工件表面形成致密稳定的钝化膜。1.表面预处理1)配制质量分数为15％的碳酸钠溶液，倒入电解池，溶液体积超过电解池的三分之二；2)将不锈钢板作为阳极、钢筋工件作为阴极，分别连接至直流电源正负极(如图1所示)；3)将阳极浸入碳酸钠溶液中，阴极工件通过工件控制系统浸入其中，接通直流电源，升高电压至110V，工件表面产生稳定连续的等离子体后，在该电压值处保持150秒后关闭电源；2.表面钝化1)转换电源阴、阳极，使工件与电源正极相连(如图2所示)；2)将电压升高至110V，工件表面产生稳定连续的等离子体后，在该电压值处保持200秒；3.后处理1)降低电压至50伏，工件表面等离子体消失，保持该电压120秒后关闭电源；2)用工件控制系统将工件取出，清洗、烘干即可。实施例二在质量分数为10％的碳酸钠溶液中，120伏预处理120秒；转换电极，100伏处理120秒进行表面钝化；60伏后处理100秒，即可在工件表面形成致密稳定的钝化膜。1.表面预处理1)配制质量分数为10％的碳酸钠溶液，倒入电解池，溶液体积超过电解池的三分之二；2)将不锈钢板作为阳极、钢筋工件作为阴极，分别连接至直流电源正负极(如图1所示)；3)将阳极浸入碳酸钠溶液中，阴极工件通过工件控制系统浸入其中，接通直流电源，升高电压至120V，工件表面产生稳定连续的等离子体后，在该电压值处保持120秒后关闭电源；2.表面钝化1)转换阴、阳极，使工件与电源正极相连(如图2所示)；2)将电压升高至100V，工件表面产生稳定连续的等离子体后，在该电压值处保持120秒；3.后处理1)降低电压至60伏，工件表面等离子体消失，保持该电压100秒后关闭电源；2)用工件控制系统将工件取出，清洗、烘干即可。实施例三在质量分数为8％的磷酸钠溶液中，130伏预处理120秒；转换电极，110伏处理120秒进行表面钝化；60伏后处理120秒，即可在工件表面形成致密稳定的钝化膜。1.表面预处理1)配制质量分数为8％的磷酸钠溶液，倒入电解池，溶液体积超过电解池的三分之二；2)将不锈钢板作为阳极、钢筋工件作为阴极，分别连接至直流电源正负极(如图1所示)；3)将阳极浸入磷酸钠溶液中，阴极工件通过工件控制系统浸入其中，接通直流电源，升高电压至130V，工件表面产生稳定连续的等离子体后，在该电压值处保持120秒后断开电源；2.表面钝化1)转换阴、阳极，使工件与电源正极相连(如图2所示)；2)将电压升高至110V，工件表面产生稳定连续的等离子体后，在该电压值处保持120秒；3.后处理1)降低电压至60伏，工件表面等离子体消失，保持该电压120秒后关闭电源；2)用工件控制系统将工件取出，清洗、烘干即可。除上述实施例外，本专利技术还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均属于本专利技术要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含铬钢筋的钝化方法，其特征在于该钝化方法包括以下步骤：1)预处理：将铬钢筋工件作为阴极，与作为阳极的对电极同时浸入质量分数为5％‑15％的碳酸盐或磷酸盐电解液中，并在两电极之间施加直流电压，去除工件表面油污以及氧化皮，露出新鲜表面；2)表面钝化：将两电极交换，使钢筋工件与电源正极相连作为阳极，对电极作为阴极，在两电极之间施加直流电压，使钢筋表面形成致密的钝化膜；3)后处理：降低电压，使工件表面等离子体消失，保持此电压一定时间，再将工件取出后，清洗烘干即可。

【技术特征摘要】
1.一种含铬钢筋的钝化方法，其特征在于该钝化方法包括以下步骤：1)预处理：将铬钢筋工件作为阴极，与作为阳极的对电极同时浸入质量分数为5％-15％的碳酸盐或磷酸盐电解液中，并在两电极之间施加直流电压，去除工件表面油污以及氧化皮，露出新鲜表面；2)表面钝化：将两电极交换，使钢筋工件与电源正极相连作为阳极，对电极作为阴极，在两电极之间施加直流电压，使钢筋表面形成致密的钝化膜；3)后处理：降低电压，使工件表面等离子体消失，保持此电压一定时间，再将工件取出后，清洗烘干即可。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张培根，杨莉，孙正明，沈晓妹，张亚梅，施锦杰，田无边，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32