[發明專利]一種不銹鋼表面鈍化處理液及鈍化處理方法

有效

• 申請號: 201611012977.0
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN106637353B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 林志峰;李相波;許立坤
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: C25D11/34
• 分類號: C25D11/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種不銹鋼表面鈍化處理液及鈍化處理方法，屬于金屬材料表面處理領域。該鈍化處理液包括稀土金屬鹽、硅酸鹽和氧化劑，稀土金屬鹽為硫酸鈰，硅酸鹽為硅酸鈉，氧化劑為高錳酸鉀，將上述物質加入到一定量的蒸餾水中，充分攪拌至固體物質全部溶解。本發明以不銹鋼為工作電極，將其置于鈍化處理液中，與參比電極和對電極組成三電極體系，對工作電極進行陽極氧化，在不銹鋼表面形成鈍化膜層，實現對不銹鋼表面的鈍化處理。本發明的鈍化處理液不含六價鉻和硫酸、硝酸或鹽酸等強腐蝕性酸，制備工藝簡單，成本低廉，重現性好且無需大型昂貴設備，所制備的鈍化膜層能應用于不銹鋼制品表面處理等領域，明顯提高不銹鋼的耐蝕性，延長其使用壽命。

技術領域

本發明公開了一種可在不銹鋼表面制備耐蝕性膜層的鈍化處理液及處理方法，該處理液及方法適用于不銹鋼表面處理，屬金屬材料表面處理技術領域。

背景技術

金屬腐蝕每年給國民經濟帶來巨大損失。常見的金屬腐蝕防護方法包括制成耐腐蝕合金和涂層等。常見的用以制備合金的元素包括鎳（Ni）、鉻（Cr）、硅（Si）、鉬（Mo）等。不銹鋼是常見的耐蝕性較強的鋼鐵材料，其由鐵和鎳、鉻等元素構成。不銹鋼具有獨特的強度、較高的耐磨性、優越的防腐性能及不易生銹等優良的特性。因而被廣泛應用于化工、食品機械、機電等領域。

不銹鋼在普通大氣環境中具有良好的耐蝕性能，這是因為其表面具有一層致密的鈍化膜。當不銹鋼被應用到海洋環境等腐蝕性較強的環境中時，腐蝕性較強的離子如氯離子等能夠破壞其表面的鈍化膜，從而引起不銹鋼的腐蝕。表面處理是提高不銹鋼耐蝕性的主要方法，同時也是去除表面污物，改善美觀程度的主要方法，主要包括化學法和電化學法。化學法是將不銹鋼樣品浸泡到含有化學試劑的溶液中進行處理一定的時間，通過試劑中的物質與鋼進行反應生成鈍化膜。試劑中多含有硝酸、鹽酸等強酸和鉻酸等強污染性物質，如果處理不當，則給環境造成一定的威脅。電化學法所用的處理液同樣具有一定的污染性，如文獻中報道的一種處理液中含有：鉻酐 5 g/L，鉬酸銨 20 g/L，硫酸銨 30 g/L，硼酸15 g/L，陽極電流密度 0.3～0.4 A/dm²，溫度15～20 ℃，時間 15～20 min。這種傳統的硝酸和鉻酸鈍化，其酸液對人體有害且污染環境。因此，開發綠色、污染性小的不銹鋼處理液勢在必行。

目前研究者已經開發出了一些環保型的處理工藝，如采用偏釩酸鈉130～150 g/L、硫酸1100～1200 g/L的處理液，釩酸鹽 24 %、硫酸 42 %的處理液等。這些處理液多含有高濃度的硫酸等強酸，對后續的廢水處理仍有不小的壓力。

發明內容

本發明在充分了解國內外不銹鋼表面處理方法的基礎上，提供一種綠色環保型不銹鋼表面鈍化處理液及鈍化處理方法，該處理方法基于本發明的鈍化處理液，在陽極電流的作用下，不銹鋼表面的金屬元素失去電子，溶液中的稀土金屬離子和硅酸根離子在Jacquet擴散層中與金屬離子反應，生成含有稀土元素和鐵等金屬元素的硅酸化合物，并沉積到不銹鋼表面，形成一層耐蝕性強的薄膜，從而提高不銹鋼的耐蝕性能。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

1、本發明提供一種不銹鋼表面鈍化處理液，包括稀土金屬鹽、硅酸鹽和氧化劑，其中，稀土金屬鹽為硫酸鈰，硅酸鹽為硅酸鈉，氧化劑為高錳酸鉀，將上述物質加入到一定量的蒸餾水中，充分攪拌至固體物質全部溶解。

具體的，每升所述鈍化處理液中包括：硫酸鈰0.05-0.1 mol，硅酸鈉0.002-0.005mol，高錳酸鉀5-15 g。

2、本發明另提供一種不銹鋼表面鈍化處理方法，該方法以不銹鋼作為三電極體系中的工作電極，將工作電極置于上述鈍化處理液中，與參比電極和對電極組成相導通的三電極體系，對工作電極在恒定電流密度下進行陽極氧化，在不銹鋼表面形成鈍化膜層。

具體的，該方法包括如下步驟：

1）鈍化處理液的配置：根據鈍化處理液的組成，按照配比進行配置；