专利名称：一种金属的防腐蚀方法
技术领域：
本发明涉及一种金属制件的表面处理工艺，具体地说是提出一种金属的防腐蚀方法。
在现有的技术中，金属制件为了防止腐蚀，大部分进行电镀锌、而单纯电镀锌抗蚀性较差，在炎热闷湿的环境中，镀锌件常出现“长白霜”现象，令电镀工作者与使用者烦恼。近年来，国际国内电镀工作者相继开发了锌镍、锌铁、锌钴等锌基合金镀。详见日本“实务表面技术35.20～25(1988.1)。上述合金镀层时单纯镀锌已前进了一步、耐蚀性可提高两倍以上，锌铁合金镀层经黑色钝化之后耐蚀性可提高三倍，但因钝化膜较软，在震动、耐磨的场合依然有不足之处。
本发明的目的是针对上述镀锌层的缺点，采用了在金属制件上进行锌铁合金电镀及黑色钝化的表面处理，涂以聚氯乙烯耐酸碱清漆，保护黑色钝化膜免于划伤和受无机酸类腐蚀；又采用锌基合金做牺牲阳极的办法转移电化学腐蚀，以达到金属制件的防腐蚀目的。
下面详细阐述本发明的要点第一步称为锌铁合金电镀，首先将金属材料工件放入锌铁合金电镀液中，锌铁合金电镀液组成如下氢氧化钠NaOH 100～200g/L氧化锌 ZnO 10～20g/L电镀开缸剂 XTL118 90～110ml/L上述溶液中将工件进行电镀，温度在室内温度，电流密度Dk＝0.5～2.5A/dm2，阳极与阴极面积比1.5～2∶1。镀前工件的除油除锈按常规处理。
第二步称为黑色钝化，将上述电镀好的工件放入下列组成的黑色钝化液中钝化。
硫酸铜CuSO4.7H2O20～50g/L铬 酐CrO320～50g/L钝化开缸剂XTH318 200～240ml/L上述溶液配制好之后将工件放入其中，pH＝2-3，温度0～30℃时浸渍3～10min，取出后工件已由原来的银白色变成华贵的亚光黑色，水冲洗后在55℃的热风中吹干。
第三步称为聚氯乙烯耐酸碱清漆涂复将聚氯乙烯清漆，用刷轻轻均匀的涂复于经过锌铁合金电镀及黑色钝化后的金属材料工件表面上，室温下快速风干。
第四步用锌合金板做牺牲阳极与上述处理过的金属材料工件并挂已转移腐蚀。
锌合金组成 锌(Zn)98％ 铟(In)2％外型尺寸7cm×10cm×2cm重量1kg熔炼温度300℃经过本发明提出的方法处理过的金属材料工件，其锌铁合金电镀层及黑色钝化膜经连续喷雾144小时的盐雾试验未见白锈，按JB1606～75《电工产品中性盐雾试验》标准试验经102周期(2448小时)未见红锈，超过了日本报道的2000小时出红锈时间。锌铁合金镀层及黑色钝化膜、不仅具有高耐蚀性，还有良好的后加工性、按测试标准ISO2819及ANST/ASTMB5.7-70规定、对锌铁合金镀层及黑色钝化膜的附着强度进行测试(镀层为15μm)经五周期热震试验后，镀层未见鼓泡和脱落现象，因此可以对镀后钝后的工件进行冲，拉、压等后加工。本发明可以取代现有的热浸锌，喷塑，高温发黑等工艺，在造船，汽车等行业中有广泛的应用，特别是在铁道函洞中路轨的防腐蚀方面。
实施例1将市售工业纯
性钠18Og溶于0.6L自来水中，再加入20g市售工业纯的氧化锌、搅拌均匀待用。将锌铁合金添加剂XTL118 100ml加入上述溶液中觉拌加自来水至1L。将除油除锈后的金属工件放入电镀液中。电流密度Dk＝2A/dm2，电镀15分钟，取出冲洗，然后放入黑色钝化剂中钝化3分钟后取出、冲洗，在55℃的热风中吹干。黑色钝化液由市售硫酸铜30g/L和市售工业纯铬酐30g/L溶解于去离子水中组成(水的电阻率＞200kΩ.cm)将黑色钝化液开缸剂XTH318、200ml加入上述溶液中搅拌加去离子水至1l。
实施例21.首先将铁路隧道中鱼尾板和螺栓，放入锌铁合金电镀液中电镀，电镀液按氢氧化钠NaOH，150g/L，氧化锌ZnO，20g/L，电镀开缸剂XTL118，100ml/L配制，温度为室内温度即可，电流密度Dk＝1，阳极与阴极面积比为1.5～2∶1。
2.将上述电镀好的金属材料工件放入黑色钝化液中纯化，pH值为2.5，温度为摄氏10℃，浸渍时间8分钟。
3.然后将聚氯乙烯清漆，均匀的涂复在金复材料工件的表面上。
4.用锌合金板做牺牲阳极与上述处理过的金属材料工件并挂，已转解腐蚀。
锌合金板是锌Zn占98％，铟In占2％，外型尺寸为7cm×10cm×2cm，重量1公斤，熔炼温度为摄氏300℃。
在隧道中有腐蚀性气体Nox、SO2及山水中含氟，经过本发明处理过的工件与没有任何防腐处理的鱼尾板和螺栓做对照试验，效果十分明显，没处理过的一年来锈迹斑斑、螺栓直径已明显减小约2m/m，而经过本发明处理过的鱼尾板、螺栓、黑色膜层依然完好没有任何锈迹，在黑龙江省横道河子附近渡草隧道内进行试验，受到哈尔滨铁路局科技处的表扬。
权利要求
1.一种金属的防腐蚀方法，其特征在于按下述步骤实现，(1)首先将金属材料工件放入锌铁合金电镀液中，其温度在室温，电流密度Dk＝0.5～2.5A/dm2，阳极与阴极面积比为1.5～2∶1。(2)将上述电镀好的金属材料工件放入黑色钝化液中纯化，其pH值在2-3，温度T在0°＜T＜30°之间时浸渍3-10分钟。(3)然后将聚氯乙烯清漆，均匀的涂复在金属材料工件的表面上。(4)用锌合金做牺牲阳极与上述处理过的金属材料工件并挂。
2.根据权利要求1所述的防腐蚀方法，其特征在于锌钝合金电镀液按以下比例配制，即氢氧化钠NaOH在100-200g/L，氧化锌ZnO在10～20g/L，电镀开缸剂XTL118在90～110ml/L。
3.根据权利要求1所述的防腐蚀方法，其特征在于黑色钝化液按以下比例配制，即硫酸铜CuSO4.7H2O在20～50g/L，铬酐CrO3在20～50g/L，钝化开缸剂XTH318在200～240ml/L。
4.根据权利要求1所述的防腐蚀方法，其特征在于锌合金是由锌Zn占98％。铟In占2％组成，外型尺寸7cm×10cm×2cm，熔炼温度300℃。
全文摘要
本发明提出一种金属防腐蚀的方法，具体地说就是在金属工件上进行锌铁合金镀及黑色钝化表面处理后，又涂覆以聚氯乙烯耐酸碱漆，又加以锌铟合金做牺牲阳极的复合技术已提高金属工件的防腐蚀能力。其中锌铁合金电镀及黑色钝化膜耐腐性可比普通镀锌提高五倍以上。本发明可广泛应用于造船、汽车等行业的金属工件表面处理，亦可用于铁道涵洞中路轨的防腐蚀。
文档编号C23F17/00GK1155017SQ95119609
公开日1997年7月23日 申请日期1995年11月24日 优先权日1995年11月24日
发明者褚德威, 韩毓华, 全成军 申请人:哈尔滨工业大学