一种金属注射成型产品表面复合处理剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种金属注射成型(MIM)产品表面处理的复合处理剂及其制备方法和应用，本发明专利技术金属注射成型产品表面复合处理剂包含柠檬酸、稀土盐、成膜促进剂、缓蚀剂及表面活性剂，同时配以pH调节剂调节复合处理剂的pH，其能够形成与MIM产品结合性良好、耐腐蚀性强、无空洞、裂陷、致密均匀的涂层，有利于提升MIM产品的耐腐蚀性能。品的耐腐蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
一种金属注射成型产品表面复合处理剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于金属材料的表面处理防护
，特别涉及一种金属注射成型产品表面复合处理剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]MIM(Metal injection Molding，金属注射成型)是一种将粉末冶金与塑料成形工艺相结合的制造工艺技术，具体是先将所选粉末与粘结剂进行混合，然后将混合料进行制粒再注射成型所需要的形状，在成型以后排出粘结剂，再对脱脂坯进行烧结。MIM工艺适合各种粉末材料的成形，能直接成型几何形状复杂的小型零件(重量为0.03～200g)。
[0003]MIM产品具有内部组织均匀、致密度高、产品表面光洁度好、尺寸精度高、产品质量稳定以及可大批量生产的优点，但是该产品在使用的过程中，因为与外界环境的直接或间接接触，在使用的过程中，其产品的表面会存在腐蚀的现象，需要对MIM产品的方面进行防腐处理。
[0004]金属表面处理是传统方法使用钝化液，即强酸/或者含有重金属的强氧化性金属盐(铬酸盐、高锰酸盐等)钝化金属表面，使其生成保护膜，从而达到抗氧化的功效。而在很多发达国家，目前已渐渐淘汰这种传统的钝化方式，因为传统的强酸/强氧化剂在生成钝化膜的同时，既造成环境重金属污染，又威胁操作人员的健康。
[0005]为了克服传统钝化液中的缺陷，研究人员逐渐研发出了环境友好型钝化液，如柠檬酸型钝化液、植酸型钝化液等。公开号为CN106222675A的中国专利技术专利申请，公开了一种柠檬酸环境友好钝化液，含柠檬酸、络合剂、缓蚀剂、pH缓冲剂和表面活性剂，获得较好的钝化效果。公开号为CN101748400A的中国专利技术专利申请，公开了一种不锈钢的柠檬酸双氧水钝化液。现有技术中的钝化液存在钝化膜层致密度不高、钝化液储存性能不佳，从而导致MIM产品及后续生产均不稳定。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本专利技术对现有MIM产品表面防护措施进行了大量的研究，提供了一种金属注射成型产品表面复合处理剂，该复合处理剂包含柠檬酸、稀土盐、成膜促进剂、缓蚀剂、表面活性剂、去离子水，调节pH为中性其能够形成与MIM产品结合性良好、耐腐蚀性强、无空洞、裂陷、致密均匀的涂层，且后续表面进一步涂层处理时，与涂层的结合性非常好，有利于提升MIM产品的防腐性能。
[0007]在本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种金属注射成型产品(MIM产品)表面复合处理剂，其pH值为7～8，且以体积1L计，所述金属注射成型产品表面复合处理剂包含以下组分：
[0008][0009]在本专利技术所述复合处理剂中，柠檬酸对铁的活性比对铬、镍的活性强，可以有效地将 MIM产品表面的游离铁除掉，使镍、铬在MIM产品表面富集，形成致密氧化层，从而起到钝化并保护MIM产品的作用；硫酸亚铈的Ce
3+
是变价离子，在介质中可以被氧化为Ce
4+
，可以在MIM产品表面附着形成一层含有Ce
3+
和Ce
4+
氧化物；SO
42
‑
在成膜过程中起着重要的促进作用，可以起到活化MIM产品基体表面的作用，促进钝化膜形成，从而提高MIM产品耐腐蚀性。
[0010]优选地，在上述复合处理剂中，所述改性剂为成膜促进剂，更优选为偏钒酸钠、偏钒酸铵、偏钒酸钾的一种，更优选为偏钒酸铵。
[0011]优选地，在上述复合处理剂中，所述缓蚀剂为混合型缓蚀剂，更优选为有机膦盐类缓蚀剂。
[0012]优选地，在上述复合处理剂中，所述表面活性剂为阴离子型表面活性剂，更优选为磺酸盐型阴离子表面活性剂。
[0013]本专利技术所述复合处理剂将柠檬酸与硫酸亚铈复合，在成膜促进剂、缓蚀剂、表面活性剂的辅助作用下，在MIM产品表面形成结合性良好、耐腐蚀性强、无空洞、裂陷、致密均匀的钝化层，从而提高MIM产品的耐腐蚀性能。
[0014]在本专利技术的第二方面，本专利技术提供一种上述MIM产品表面复合处理剂的制备方法，其依次包括以下步骤：
[0015]S1在500mL的去离子水中依次加入成膜促进剂、缓蚀剂、表面活性剂，搅拌混合均匀，获得溶液A；
[0016]S2在溶液A中加入柠檬酸和稀土盐，搅拌混合均匀，获得溶液B；
[0017]S3用去离子水将溶液B补充至1L，搅拌混合均匀，并用AMP
‑
95调节pH至7～8，即可得到上述金属注射成型产品表面复合处理剂。
[0018]本专利技术所述复合处理剂的制备方法简单易操作且环保，同时制备过程中不产生磷酸盐、镍、锰、铬等污染离子，且无沉淀废渣，满足国家环保要求，且有利于大规模制备。
[0019]在本专利技术的第三方面，本专利技术提供一种上述MIM产品表面复合处理剂的应用，所述应用为将所述金属注射成型产品表面复合处理剂用于金属注射成型产品表面，其依次包括以下步骤：
[0020](1)前处理：依次对金属注射成型产品表面进行水洗、脱脂除油、压缩空气吹干；
[0021](2)表面处理：将经过步骤(1)前处理过的金属注射成型产品置于所述金属注射成型产品表面复合处理剂中进行表面处理；
[0022](3)后处理：将经过步骤(2)的表面处理的金属注射成型产品水洗，压缩空气吹干随后烘干即可。
[0023]本专利技术所述金属注射成型产品表面复合处理剂用于处理MIM产品表面的过程简单，不需要复杂的设备，也不需要对现有设备进行改造，成本低廉，易于实施，对操作人员没有较高的技术要求，非常具有广泛的应用前景。
[0024]优选地，在上述应用中，所述步骤(1)中所述的MIM产品为不锈钢、合金钢的一种，更优选为316L不锈钢、17
‑
4PH不锈钢、304L不锈钢、303不锈钢、420不锈钢、430不锈钢、630不锈钢、4605不锈钢、8704不锈钢、4140合金钢、4605合金钢、FN02合金钢、 FN04合金钢、FN08合金钢中的一种。
[0025]优选地，在上述应用中，所述步骤(1)中对MIM产品进行脱脂除油的方式可采用本领域常见的脱脂除油的方式进行，如使用碱性脱脂剂如碱性碳酸钠或氢氧化钠水溶液进行即可，对MIM产品的表面进行脱脂除油的方式并没有严格的限定。
[0026]优选地，在上述应用中，所述步骤(2)中对MIM产品进行表面处理采用浸渍的方式进行，即将经过前处理的MIM产品浸于本专利技术复合处理剂中15～30min即可完成MIM产品的表面处理。
[0027]优选地，在上述应用中，所述步骤(3)中对MIM产品进行后处理是将经过表面处理的MIM产品置于温度为80～120℃的烘箱中10～20min即可完成后处理。
[0028]相比于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
[0029](1)柠檬酸对铁的活性比对铬、镍的活性强，可以有效地将MIM产品表面的游离铁除掉，在MIM产品表面形成铬、镍的富集层，从而获得致密钝化层，提高MIM产品耐腐蚀性能。
[0030](2)稀土盐在M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属注射成型产品表面复合处理剂，其特征在于，其pH值为7～8，且以体积1L计，所述金属注射成型产品表面复合处理剂包含以下组分：2.根据权利要求1所述的金属注射成型产品表面复合处理剂，其特征在于，所述稀土盐为硫酸亚铈、硫酸铈中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的金属注射成型产品表面复合处理剂，其特征在于，所述成膜促进剂为偏钒酸钠、偏钒酸铵、偏钒酸钾的一种或多种。4.根据权利要求1所述的金属注射成型产品表面复合处理剂，其特征在于，所述缓蚀剂为混合型缓蚀剂。5.根据权利要求1所述的金属注射成型产品表面复合处理剂，其特征在于，所述表面活性剂为阴离子型表面活性剂。6.根据权利要求1所述的金属注射成型产品表面复合处理剂，其特征在于，所述金属注射成型产品为不锈钢、合金钢的一种。7.一种权利要求1～6中任一项所述的金属注射成型产品表面复合处理剂的制备方法，其特征在于，其依次包括以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，唐浩，张卯，尹必高，何新波，
申请(专利权)人：北京科技大学广州新材料研究院，
类型：发明
国别省市：