一种针对粉末冶金铁基零件的表面防腐处理的方法技术

本发明专利技术公开了一种针对粉末冶金铁基零件的表面防腐处理的方法，具体包括如下步骤：步骤1，对零件表面进行预处理；步骤2，将步骤1处理后的零件浸在铜溶液或环氧树脂溶液中，进行封孔；步骤3，配制绿色的达克罗混合液；步骤4，将步骤3制得的达克罗混合液涂布在零件表面；步骤5，对步骤4涂覆溶液后的零件进行固化烧结。本发明专利技术解决了当前粉末冶金零件达克罗处理表面耐蚀层与基体结合力差、盐雾实验寿命短、含六价铬离子致癌的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种针对粉末冶金铁基零件的表面防腐处理的方法
本专利技术属于金属的表面处理
，涉及一种针对粉末冶金铁基零件的表面防腐处理的方法。
技术介绍
铁基粉末冶金零件，具有传统熔铸工艺所无法获得的独特的化学组成和物理、力学性能，材料的孔隙度可控，组织均匀、无宏观偏析，大规模生产和重复性好、表面光洁度、精度高。因而广泛应用于汽车、仪表、工程机械、航空航天等领域，特别是一些精密机械领域。然而，铁易锈蚀，为此需要对零件进行表面处理，并且该零件由于采用粉末冶金技术制备，或多或少都存在一定的孔隙率，如果采用不合适的表面处理技术，如电镀、发黑等，不仅起不到美观和防腐的作用，反而因孔隙的存在而加速它的腐蚀。当前，铁基粉末冶金零件不仅要求近净成型，而且向着高密、高强、高韧方向发展。同时，各种工件表面处理方法层出不穷，传统的电镀、发黑等技术已经不能满足绿色环保的要求。因此，寻找一种具有防腐性能且相对环保的零件表面处理工艺具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种针对粉末冶金铁基零件的表面防腐处理的方法，该方法解决了当前粉末冶金零件达克罗处理表面耐蚀层与基体结合力差、盐雾实验寿命短、含六价铬离子致癌的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种针对粉末冶金铁基零件的表面防腐处理的方法，具体包括如下步骤：步骤1，对零件表面进行预处理；步骤2，将步骤1处理后的零件浸在铜溶液或环氧树脂溶液中，进行封孔；步骤3，配制绿色的达克罗混合液；步骤4，将步骤3制得的达克罗混合液涂布在零件表面；步骤5，对步骤4涂覆溶液后的零件进行固化烧结。本专利技术的特点还在于，步骤1的具体过程为：对零件的棱角处进行去毛刺处理；采用固体喷砂的方式去除零件表面氧化物。步骤2中封孔的时间为2～3分钟。步骤3的具体过程为：步骤3.1，将2.4％～3.6％的Tween-20溶液、8％～14％的乙二醇溶液、2％～3％的钼酸钠颗粒和去离子水在磁力搅拌器上常温下搅拌直至钼酸钠完全溶解，得混合溶液A；步骤3.2，向混合溶液A中依次加入18％～32％的片状锌粉和6％～15％的片状铝粉，在磁力搅拌器上搅拌直至粉浆完全分散均匀，得混合溶液B；步骤3.3，将10％～12％的KH560和丙烯酸树脂溶液加入到混合溶液B中，在磁力搅拌器上常温下搅拌5～6h，得混合溶液C；步骤3.4，依次向混合溶液C中加入3～5滴羟乙基纤维素醚溶液和3～5滴异辛醇溶液，常温下搅拌12～24h，然后加入0.5％～1.8％氨水溶液常温搅拌2～3h，制得绿色达克罗涂液。步骤4中涂布达克罗混合液时，喷涂距离为250～270mm。步骤5的具体过程为：将步骤4涂覆好的零件先在普通箱式炉中升温到80～110℃预热10分钟，再以10℃/分钟的速度缓慢加热到280～300℃保温20～30分钟，然后随炉冷却至室温。本专利技术的有益效果是，本专利技术采用特殊的表面(封孔)预处理；采用特殊形状和尺寸的金属Zn粉、Al粉，并对其进行调控。有别于经典达克罗处理的工艺参数；运用满足环保要求的无机盐替代含六价铬离子的铬酸盐；改进固化烧结工艺，避免烧结时混合液中有机元素挥发造成粘结强度和表面质量下降。附图说明图1是本专利技术一种针对粉末冶金铁基零件的表面防腐处理的方法在零件表面预处理时带棱角的碳化硅颗粒的SEM图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。达克罗表面技术，又称非电解法片状锌粉涂层，是一种主要由锌铝粉、铬酐、分散剂、保护剂、去离子水和其他助剂按照一定比例混合制成的具有防腐性能的涂层，将达克罗涂液采用喷涂、浸涂、刷涂或者甩涂的方法涂覆在零件表面，在80～110℃下初步烘干后，再在(290±10)℃下固化烧结制得。表1为达克罗技术和常规使用的金属零件表面处理技术的对比。表1达克罗和常规使用的金属零件表面处理技术对比达克罗涂层的防腐机理主要是物理屏蔽作用、钝化作用和电化学防护作用。在烧结固化过程中，涂液中的Cr6+将会被还原成类似于nCrO3·mCrO3的复合铬酸盐化合物，可以将涂液中的数层片状锌铝粉粘接在一起，形成一层致密的防护层牢牢的粘附在金属表面上。同时，涂料中的铬酸与钢铁基体氧化生成凝胶状铬酸盐钝化膜(Fe2O3·Cr2O3)，固化后形成完整致密的涂层，阻止腐蚀介质的侵入。本专利技术一种针对粉末冶金铁基零件的表面防腐处理的方法，具体包括如下步骤：步骤1：表面预处理：采用旋转的敞开式去毛刺装置(装有一定数量带棱角的碳化硅颗粒)将零件棱角处的毛刺去除，采用固体喷砂方式去除表面氧化物等附着产物。去毛刺装置参数：磨粒粒径8～30μm，磨料浓度为40％～50％，挤压力为4.5～6.8MPa，加工时间60min。碳化硅颗粒的SEM图如图1所示。喷砂工艺参数：气压0.5～0.7MPa，喷砂距离130～140mm，喷砂角度70°，喷砂时间20s，磨料为80目的颗粒状棕刚玉砂，平均粒径为178μm。步骤2：封孔处理：由于孔隙的存在会使得达克罗混合液渗入材料内部，对材料性能造成不好的影响，为此根据材料工况条件选择两种封孔技术，如果材料对性能要求较高，采用低熔点金属熔浸封孔；如果对材料服役要求不高，则采用环氧树脂进行封孔。本专利技术采用低熔点的铜或环氧树脂进行封孔，把待封孔的零件浸在铜溶液或环氧树脂溶液中，2～3分钟后取出即完成封孔。步骤3：配制绿色的达克罗混合液：Zn粉、Al粉是达克罗涂液中起主要作用的一种成分，配制涂液应选用片状金属粉，形成层状结构。粉体的粒度是影响涂层微观结构的重要因素，选用粒径较小的会形成堆积，锌片与铝片之间没有明显的结合，这种结构使涂层的耐蚀性降低。选用粒径较大(≥10μm)的片状粉，从涂层的微观结构上看，会形成很好的层状结构。以氮气为保护气体和通过研磨泵外套的循环冷却水控制温度，采用干式搅拌球磨法制备出粒径约为13～17μm的片状金属粉，以满足达克罗涂料对锌铝粉粒度的要求。保证pH值保持在8.0～9.0，润湿剂在涂液中把金属粉和水基溶液结合在一起，使涂液成为均匀稳定的溶液。对于粘结剂，选择没有污染的钼酸盐作为钝化剂，同时添加适量有机树脂作为粘合剂来代替有污染的铬酐。各成分的比例如表2所示。配制的达克罗混合液呈糊状。表2达克罗组成成分及作用具体配制过程为：将2.4％～3.6％的Tween-20溶液、8％～14％的乙二醇溶液、2％～3％的钼酸钠颗粒和去离子水(余量)在磁力搅拌器上常温下搅拌直至钼酸钠完全溶解。然后，向溶液中依次加入18％～32％的片状锌粉和6％～15％的片状铝粉(金属粉粒径约为13～17μm)，在磁力搅拌器上搅拌直至粉浆完全分散均匀。然后再将10％～12％的KH560和丙烯酸树脂溶液加入到粉浆中，在磁力搅拌器上常温下搅拌5～6h，之后，依次加入3～5滴羟乙基纤维素醚溶液和3～5滴异辛醇溶液，常温下搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对粉末冶金铁基零件的表面防腐处理的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：/n步骤1，对零件表面进行预处理；/n步骤2，将步骤1处理后的零件浸在铜溶液或环氧树脂溶液中，进行封孔；/n步骤3，配制绿色的达克罗混合液；/n步骤4，将步骤3制得的达克罗混合液涂布在零件表面；/n步骤5，对步骤4涂覆溶液后的零件进行固化烧结。/n

【技术特征摘要】
1.一种针对粉末冶金铁基零件的表面防腐处理的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤1，对零件表面进行预处理；
步骤2，将步骤1处理后的零件浸在铜溶液或环氧树脂溶液中，进行封孔；
步骤3，配制绿色的达克罗混合液；
步骤4，将步骤3制得的达克罗混合液涂布在零件表面；
步骤5，对步骤4涂覆溶液后的零件进行固化烧结。


2.根据权利要求1所述的一种针对粉末冶金铁基零件的表面防腐处理的方法，其特征在于：所述步骤1的具体过程为：
对零件的棱角处进行去毛刺处理；采用固体喷砂的方式去除零件表面氧化物。


3.根据权利要求2所述的一种针对粉末冶金铁基零件的表面防腐处理的方法，其特征在于：所述步骤2中封孔的时间为2～3分钟。


4.根据权利要求3所述的一种针对粉末冶金铁基零件的表面防腐处理的方法，其特征在于：所述步骤3的具体过程为：
步骤3.1，将2.4％～3.6％的Tween-20溶液、8％～14％的乙二醇溶液、2％～3％的钼酸钠颗粒和去离子水在磁力搅拌器上常温下...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文革，邢婉晴，燕婕，徐谢堃，惠文静，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61