一种铜鼓的防锈铸造方法技术

本发明专利技术提供一种铜鼓的防锈铸造方法，属于金属制品的铸造及防腐技术领域。所述方法包括以下步骤(1)将熔融的铜水倒入模具中进行浇筑铜鼓，待冷却至200～300℃时，在植酸溶液浸泡后捞起沥干；(2)将沥干后的铜鼓放入高温炉中退火，然后再放入植酸溶液浸泡；(3)重复退火和浸泡植酸溶液3～6次后，打磨铜鼓表面，用乙醇冲洗铜鼓表面；(4)将冲洗好的铜鼓放在植酸溶液浸泡后捞起沥干；(5)将步骤(3)浸泡好的铜鼓放入真空烘箱中烘后取出冷却至室温；(6)重复步骤(4)(5)2～4次后，用乙醇清洗铜鼓表面。在铜鼓铸造过程中在高温下浸泡植酸；形成致密、有序的单分子膜，它可以阻挡环境介质对铜鼓上的未腐蚀的铜金属的侵蚀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属制品的铸造及防腐
，具体涉及一种铜鼓的防锈铸造方法。
技术介绍
青铜时代是人类利用金属的第一个时代，在考古学上标志着人类文化发展的一个重要阶段。青铜器具有极高的历史价值、艺术价值和科学价值。然而，由于青铜材料本身在潮湿空气中易发生腐蚀，加之古代青铜器经历了数千年的漫长岁月，所处的环境复杂多样，致使这些珍贵的文物遭受了不可逆转的损伤。因此，确立有效地保护方法是馆藏珍贵青铜文物保护方面所面临的需求和共性问题。近些年来，在金属材料表面构筑超疏水薄膜用以增加金属的抗腐蚀能力得到广泛的关注及研究。金属腐蚀是金属在环境中的腐蚀介质发生作用而使金属成为氧化状态的热力学自发过程。据报道，每年由于金属腐蚀而造成的经济损失占国民生产总值的1.5～2.4％。为了减缓金属腐蚀或防止金属腐蚀，采用涂层保护的方法是防腐蚀方法中应用最广泛也是最有效的措施。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种铜鼓的防锈铸造方法，在铜鼓铸造过程中在高温下浸泡植酸；本专利技术通过简单有效的一步溶液自组装生长法，提供一种在将特定的缓蚀剂植酸，将植酸分子自组装在金属表面上，形成致密、有序的单分子膜，它可以阻挡环境介质对铜鼓上的未腐蚀的铜金属的侵蚀，保护基底金属免遭腐蚀，也能在铜鼓表面形成一层防止腐蚀的自组装单分子阻蚀膜。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种铜鼓的防锈铸造方法，包括以下步骤：(1)将熔融的铜水倒入模具中进行浇筑成铜鼓，待冷却至200～300℃时，将铜鼓立即浸入植酸溶液浸泡30～60min后捞起沥干；(2)将沥干后的铜鼓放入高温炉中退火，然后再将铜鼓放入植酸溶液浸泡30～60min，退火温度为250～350℃，退火时间为3～6h；(3)重复退火和浸泡植酸溶液3～6次后，打磨铜鼓表面，用乙醇冲洗铜鼓表面；(4)将冲洗好的铜鼓放在植酸溶液浸泡8～12h后捞起沥干；(5)将步骤(3)浸泡好的铜鼓放入真空烘箱中烘烤10～20h后取出冷却至室温；(6)重复步骤(4)(5)2～4次后，最后用乙醇清洗铜鼓表面即可。本专利技术所述铜水的原料组成及组分为：锡2.0～4.0％、锌6.0～9.0％、铅4.0～7.0％、镍0.5～1.5％、其余为铜。本专利技术所述植酸溶液的浓度为0.1～0.2mol/L，步骤(4)的浸泡温度为40～60℃，且植酸溶液的溶剂为去离子水、乙醇或丙酮中的一种。本专利技术所述烘箱的烘烤温度为70～100℃，真空度为-0.06～-0.1KPa，在真空烘烤时，每隔3小时向真空烘箱内通入干燥的氮气，然后重新抽负压至真空度为-0.06～-0.1KPa。本专利技术用植酸溶液浸泡铜鼓，主要因为植酸分子结构中有能同金属配合地24个氧原子、12个羟基和6个磷酸基；6个磷酸基只有1个处于a位，其他5个均在e位上，其中有4个磷酸基处于同一平面上，所以植酸易溶于水，表现较强的酸性。植酸是一种少见的金属螯合剂，在水溶液中易发生电离出氢离子，电离后带负电荷，当金属与其接触时，金属易失去电子而带正荷。又由于植酸分子具有6个磷酸基，每个磷酸基中的氧原子都可以作为配位原子和金属离子进行螯合，故其极易与金属表面呈正电性的金属离子结合，在金属表面发生化学吸附，用金属结合形成很稳定的络合物。植酸分子通过-P＝0磷酸基在铜鼓表面形成一层致密的单分子保护膜，它能有效地阻止O2等进入金属表面，从而减缓了铜鼓的腐蚀。植酸由于具有独特的分子结构及理化性质，而且具有天然毒特性，可以被用来作为缓蚀剂。植酸最有使用价值的是其特殊功能，它与Fe3+、Cn2+、Ni2+、Zn2+等金属离子有着特别强的螯合能力，形成螯合物附着在金属表面阻步金属的腐蚀。因此植酸可作为一种较理想的绿色环保型缓蚀剂。本专利技术反复浸泡植酸溶液反复抽真空烘烤，可以使铜鼓表面微孔中的空气抽出，植酸分子可以顺利进入微孔与微孔表面的铜反应，形成保护层，以保证铜鼓每个点都能有效得到铜的植酸螯合物的保护，防止进一步腐蚀。本专利技术在铜鼓铸造时就开始采用浸泡植酸溶液的方法处理铜鼓，主要因为铜鼓在铸造过程中，外表没有经过打磨，存在很多微细孔可以较好的吸收植酸分子，而且在高温情况下，植酸分子跟容易进入铜鼓的微孔中，促进了铜鼓表面与植酸的螯合，而且反复退火处理，进一步植酸进入微孔的充分性，提高了防腐的效果。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术利用植酸与铜鼓表面的铜发生螯合反应形成致密、有序的单分子膜，它可以阻挡环境介质对铜鼓上的未腐蚀的铜金属的侵蚀，保护基底金属免遭腐蚀，同时利用真空烘烤的方法和反复浸泡植酸溶液，可以使铜鼓微孔中的空气析出，更有利于植酸与微孔中的铜螯合，使保护层覆盖更致密。【附图说明】图1是水滴滴在青铜铜鼓表面的接触角图。图2是不同腐蚀性溶液滴在青铜铜鼓的表面接触角图；其中溶液的组分及质量分数分别为(A)1.0％KCl；(B)1.0％HCl；(C)1.0％KOH。【具体实施方式】下面结合附图及具体实施方式做进一步的说明。实施例1一种铜鼓的防锈铸造方法，括以下步骤：(1)将熔融的铜水倒入模具中进行浇筑成铜鼓，待冷却至200℃时，将铜鼓立即浸入植酸溶液浸泡30min后捞起沥干；(2)将沥干后的铜鼓放入高温炉中退火，然后再将铜鼓放入植酸溶液浸泡30min，退火温度为250℃，退火时间为3h；(3)重复退火和浸泡植酸溶液3次后，打磨铜鼓表面，用乙醇冲洗铜鼓表面；(4)将冲洗好的铜鼓放在植酸溶液浸泡8h后捞起沥干；(5)将步骤(3)浸泡好的铜鼓放入真空烘箱中烘烤10h后取出冷却至室温；(6)重复步骤(4)(5)2次后，最后用乙醇清洗铜鼓表面即可。本专利技术所述铜水的原料组成及组分为：锡2.0％、锌6.0％、铅4.0％、镍0.5％、其余为铜。本专利技术所述植酸溶液的浓度为0.1mol/L，步骤(4)的浸泡温度为40℃，且植酸溶液的溶剂为去离子水。本专利技术所述烘箱的烘烤温度为70℃，真空度为-0.06KPa，在真空烘烤时，每隔3小时向真空烘箱内通入干燥的氮气，然后重新抽负压至真空度为-0.06KPa。实施例2一种铜鼓的防锈铸造方法，包括以下步骤：(1)将熔融的铜水倒入模具中进行浇筑成铜鼓，待冷却至300℃时，将铜鼓立即浸入植酸溶液浸泡60min后捞起沥干；(2)将沥干后的铜鼓放入高温炉中退火，然后再将铜鼓放入植酸溶液浸泡60min，退火温度为350℃，退火时间为6h；(3)重复退火和浸泡植酸溶液6次后，打磨铜鼓表面，用乙醇冲洗铜鼓表面；(4)将冲洗好的铜鼓放在植酸溶液浸泡12h后捞起沥干；(5)将步骤(3)浸泡好的铜鼓放入真空烘箱中烘烤20h后取出冷却至室温；(6)重复步骤(4)(5)2～4次后，最后用乙醇清洗铜鼓表面即可。本专利技术所述铜水的原料组成及组分为：锡4.0％、锌9.0％、铅7.0％、镍1.5％、其余为铜。本专利技术所述植酸溶液的浓度为0.2mol/L，步骤(4)的浸泡温度为60℃，且植酸溶液的溶剂为去离子水、乙醇或丙酮中的一种。本专利技术所述烘箱的烘烤温度为100℃，真空度为-0.1KPa，在真空烘烤时，每隔3小时向真空烘箱内通入干燥的氮气，然后重新抽负压至真空度为-0.1KPa。实施例3一种铜鼓的防锈铸造方法，包括以下步骤：(1)将熔融的铜水倒入模具中进行浇筑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜鼓的防锈铸造方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将熔融的铜水倒入模具中进行浇筑成铜鼓，待冷却至200～300℃时，将铜鼓立即浸入植酸溶液浸泡30～60min后捞起沥干；(2)将沥干后的铜鼓放入高温炉中退火，然后再将铜鼓放入植酸溶液浸泡30～60min；(3)重复退火和浸泡植酸溶液3～6次后，打磨铜鼓表面，用乙醇冲洗铜鼓表面；(4)将冲洗好的铜鼓放在植酸溶液浸泡8～12h后捞起沥干；(5)将步骤(3)浸泡好的铜鼓放入真空烘箱中烘烤10～20h后取出冷却至室温；(6)重复步骤(4)(5)2～4次后，最后用乙醇清洗铜鼓表面即可。

【技术特征摘要】
1.一种铜鼓的防锈铸造方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将熔融的铜水倒入模具中进行浇筑成铜鼓，待冷却至200～300℃时，将铜鼓立即浸入植酸溶液浸泡30～60min后捞起沥干；(2)将沥干后的铜鼓放入高温炉中退火，然后再将铜鼓放入植酸溶液浸泡30～60min；(3)重复退火和浸泡植酸溶液3～6次后，打磨铜鼓表面，用乙醇冲洗铜鼓表面；(4)将冲洗好的铜鼓放在植酸溶液浸泡8～12h后捞起沥干；(5)将步骤(3)浸泡好的铜鼓放入真空烘箱中烘烤10～20h后取出冷却至室温；(6)重复步骤(4)(5)2～4次后，最后用乙醇清洗铜鼓表面即可。2.根据权利要求1所述一种铜鼓的防锈铸造方法，其特征在于，所述铜水的原料组成及组分为：锡2.0～4.0％、锌6.0～9.0％、铅4.0～7.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：牙运永，谭安益，
申请(专利权)人：东兰音乐铜鼓文化传播有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广西;45