一种球阀用碳钢球体表面处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种球阀用碳钢球体表面处理工艺；包括以下步骤：S1：对碳钢球体表面进行除杂处理；S2：取步骤S1处理过的碳钢球体，浸泡在pH为8的钼酸钠溶液中，取出后，冲洗、吹干后，备用；S3：取步骤S2处理过的碳钢球体，浸泡于硅烷溶液中，缓慢提起，在碳钢球体表面形成一层硅烷膜，氮气吹干、干燥，即为硅烷化碳钢球体；S4：取硅烷化碳钢球体，在90℃的热水中反应30min后，擦干置于电镀槽中，电镀镍液，在硅烷化碳钢球体表面形成一层镍层，取出硅烷化碳钢球体，用去离子水和丙酮溶液分别清洗5

【技术实现步骤摘要】
一种球阀用碳钢球体表面处理工艺


[0001]本专利技术涉及碳钢球体表面处理
，具体为一种球阀用碳钢球体表面处理工艺。

技术介绍

[0002]球阀可用于气质和流体的控制与调节，适用于含有微小固体颗粒和含有纤维等的介质中，常常应用于化工、制药、电力、钢铁等领域。而球体在球阀当中承担着启闭件的作用，常用的球体材质为黄铜和不锈钢。当球体材质选用黄铜时，因为黄铜的耐磨性不佳，导致球阀的使用寿命下降，而且黄铜常常都会经过电镀处理，而电镀处理过程中，或产生废水等，严重的影响了环境，同时伤害人体健康，因此不锈钢的使用频率较高。
[0003]但是球阀的应用的环境比较苛刻，会经常接触到具有腐蚀性的环境，而碳钢因为其本身具有的特性，也会经常受到腐蚀，从而导致阀门泄露等更为严重的事故，所以对碳钢表面进行处理来达到防腐蚀性是尤为重要的。
[0004]常用的表面处理工艺是在碳钢球体表面进行镀层处理，通常是镀镍层或者镀磷层，但是磷层会产生含磷废水，影响人体健康，虽然两种镀层均可以提高碳钢球体表面的硬度，但是耐腐蚀性并没有显著性提高，导致腐蚀性物质会持续对碳钢球体表面进行腐蚀。因此，对碳钢球体表面进行处理来提高其耐腐蚀性是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种球阀用碳钢球体表面处理工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种球阀用碳钢球体表面处理工艺，包括以下步骤：
[0008]S1：将碳钢球体浸泡于酸溶液中0.5
‑
1h，用去离子水清洗、晾干后，用砂纸打磨，去离子水冲洗、吹干后，使用酒精棉球对碳钢球体表面进行擦洗，烘干，备用；
[0009]S2：取步骤S1处理过的碳钢球体，在50
‑
60℃浸泡在pH为8的钼酸钠溶液中5
‑
10min，取出后，分别用去离子水和无水乙醇进行冲洗、氮气吹干后，备用；
[0010]S3：取步骤S2处理过的碳钢球体，在30
‑
40℃浸泡于硅烷溶液中2
‑
5min，缓慢提起，在碳钢球体表面形成一层硅烷膜，氮气吹干、干燥，即为硅烷化碳钢球体；
[0011]S4：取硅烷化碳钢球体，在90℃的热水中反应30min后，擦干置于电镀槽中，电镀镍液，在硅烷化碳钢球体表面形成一层镍层，取出硅烷化碳钢球体，用去离子水和丙酮溶液分别清洗5
‑
15min，烘干，即为球阀用碳钢球体。
[0012]进一步地，步骤S3中，硅烷溶液各组分包括：正硅酸乙酯、双
‑
[3
‑
(三乙氧基)硅丙基]四硫化物硅烷、无水乙醇、去离子水；所述正硅酸乙酯、双
‑
[3
‑
(三乙氧基)硅丙基]四硫化物硅烷、无水乙醇、去离子水的质量比为0.2：6：6：88；所述硅烷溶液pH值为3
‑
5。
[0013]进一步地，步骤S4中，镍镀液各组分包括：硫酸镍30
‑
40g/L、氯化镍10
‑
20g/L、二氧
化锆0.2
‑
1g/L、二氧化钛0.5
‑
1g/L、次亚磷酸钠30
‑
40g/L、络合剂25
‑
40g/L、硝酸铈0.2
‑
0.3g/L、聚乙二醇10
‑
15g/L、缓蚀剂10
‑
15g/L，其余为去离子水；所述镍镀液pH值为5，镀液温度为80
‑
90℃，电镀时间0.5
‑
1h。
[0014]进一步地，所述络合剂为乳酸和柠檬酸的混合；所述缓蚀剂为油酸酰胺、1
‑
甲基
‑5‑
巯基
‑
1,2,3,4
‑
四氮唑、金纳米粒子中的一种或多种。
[0015]进一步地，当缓蚀剂为油酸酰胺时，需对其进行改性处理，改性油酸酰胺的制备工艺为：通入氮气，将油酸在油浴下升温至130
‑
150℃，加入磷酸和顺丁烯二酸苷，反应2
‑
5h后，静置降温到100
‑
120℃时，加入氢氧化钾和乙二醇胺，继续反应2
‑
5h。
[0016]进一步地，所述金纳米粒子的制备方法为：将油酸钠的水溶液和硼氢化钠的水溶液混合均匀，加入氯金酸的水溶液混合均匀，升温至60
‑
90℃，继续反应0.5
‑
1h，静置冷却。
[0017]进一步地，步骤S4中，电镀槽中阳极为镍板，阴极为碳钢球体；电镀镍液条件为：温度为40
‑
60℃，电流密度为4.5A/dm2，电镀时间为0.5
‑
1h。
[0018]对于碳钢球体表面耐腐蚀性差的特点，本申请首先对碳钢球体进行了酸洗等步骤，以去除其表面杂质，防止杂质对后续镀层的影响，接着在碳钢球体表面进行预氧化，最后在碳钢球体表面通过浸泡和电镀的方式镀了一层硅烷层和镍层，其中硅烷层作为预处理层，提高了碳钢球体与镍层之间的粘结附着力。
[0019]本申请在碳钢球体表面镀了两层，对碳钢球体表面起到保护的作用，同时硅烷层可以提高镍层与碳钢球体表面的交联度，从而提高镍层与碳钢球体之间的附着力，但是硅烷层因为其厚度比较薄，同时膜层会出现致密性不强、膜层不均匀的现象，导致硅烷层难以与碳钢球体表面进行粘结，为了避免此种现象的发生，本申请在沉积硅烷层之前首先利用钼酸钠溶液对碳钢球体表面进行了预氧化，使碳钢球体表面的羟基含量增多，在表面形成了FeOOH，活性位点增多，因此硅烷分子可以吸附在碳钢球体表面形成硅烷膜，与碳钢球体的附着力提高，同时限定了钼酸钠溶液的pH值为8，当溶液pH呈酸性时，钼酸钠溶液在碳钢球体表面会形成钼酸盐，降低了FeOOH的含量，导致硅烷膜无法沉积在碳钢球体表面。
[0020]为了进一步提高碳钢球体表面镍层的致密性，本申请镍镀液各组分包括：“：硫酸镍30
‑
40g/L、氯化镍10
‑
20g/L、二氧化锆0.2
‑
1g/L、二氧化钛0.5
‑
1g/L、次亚磷酸钠30
‑
40g/L、络合剂25
‑
40g/L、硝酸铈0.2
‑
0.3g/L、聚乙二醇10
‑
15g/L、缓蚀剂10
‑
15g/L”，在镀液中加入聚乙二醇，可以与氯离子配合，提高镍层的致密性，进一步降低镍层的粗糙度，络合剂选用乳酸和柠檬酸的复配，可以提高碳钢球体表面的硬度和耐腐蚀性，同时提高了纳米粒子在镀液中的分散稳定性；在镀液中又加入了纳米粒子二氧化锆和二氧化钛，二氧化钛使碳钢球体具有绝缘性，二氧化锆赋予了碳钢球体的耐腐蚀性，当二氧化锆和二氧化钛复合时，使镍层表面致密且均本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种球阀用碳钢球体表面处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：S1：将碳钢球体浸泡于酸溶液中0.5
‑
1h，用去离子水清洗、晾干后，用砂纸打磨，去离子水冲洗、吹干后，使用酒精棉球对碳钢球体表面进行擦洗，烘干，备用；S2：取步骤S1处理过的碳钢球体，在50
‑
60℃浸泡在pH为8的钼酸钠溶液中5
‑
10min，取出后，分别用去离子水和无水乙醇进行冲洗、氮气吹干后，备用；S3：取步骤S2处理过的碳钢球体，在30
‑
40℃浸泡于硅烷溶液中2
‑
5min，缓慢提起，在碳钢球体表面形成一层硅烷膜，氮气吹干、干燥，即为硅烷化碳钢球体；S4：取硅烷化碳钢球体，在90℃的热水中反应30min后，擦干置于电镀槽中，电镀镍液，在硅烷化碳钢球体表面形成一层镍层，取出硅烷化碳钢球体，用去离子水和丙酮溶液分别清洗5
‑
15min，烘干，即为球阀用碳钢球体。2.根据权利要求1所述的一种球阀用碳钢球体表面处理工艺，其特征在于：步骤S3中，硅烷溶液各组分包括：正硅酸乙酯、双
‑
[3
‑
(三乙氧基)硅丙基]四硫化物硅烷、无水乙醇、去离子水；所述正硅酸乙酯、双
‑
[3
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(三乙氧基)硅丙基]四硫化物硅烷、无水乙醇、去离子水的质量比为0.2：6：6：88；所述硅烷溶液pH值为3
‑
5。3.根据权利要求1所述的一种球阀用碳钢球体表面处理工艺，其特征在于：步骤S4中，镍镀液各组分包括：硫酸镍30
‑
40g/L、氯化镍10
‑
20g/L、二氧化锆0.2
‑
1g/L、二氧化钛0.5
‑
1g/L、次亚磷...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶礼义，夏永果，邵学海，刘科，
申请(专利权)人：温州加利利阀门制造有限公司，
类型：发明
国别省市：