应用背景:
腐蚀是材料三大失效方式之一,对国民经济和国防建设中的各个部门造成很大的损失。据发达国家统计,每年由于金属腐蚀所造成的直接经济损失约占其国民经济总产值的2-4%,全世界每年由于锈蚀而报废的金属约占世界金属全年产量的20-40%,其中钢铁材料有30%由于锈蚀而损失。这导致资源浪费严重,锈蚀危害惊人,仅我国因此造成的经济损失就达数万亿元。不仅如此,钢铁构件的腐蚀也是重大的安全隐患源,因此,对钢铁材料进行有效的防腐蚀处理,以避免锈蚀则极其重要。
目前世界金属防锈技术的总体发展方向是省资源、省能源、无毒害、无污染。其中直接采用防锈油护理金属制品是油封防锈的传统方法,但此类产品既不利于后清洗工艺,又造成不必要的资源浪费且污染环境。而化学转化膜是采用有效的表面覆盖层对钢铁材料或制件进行防护,由于转化膜处理工艺及设备简单、操作方便、投资少效益高而被广泛用在制造业中。由于转化膜不仅可以实现理想的防腐效果,还可以实现防磨润滑、着色装饰、易焊催化等多种功能性特点,广泛应用于机械模具、精密仪器、标准件、军品以及日用品的防护和装饰,尤其适用于不允许电镀或油漆的零件以及在油中工作的精密机械零件的防护。
特别遵循可持续发展诞生的功能转化膜技术之一的室温发黑处理工艺一直备受关注,已成为钢铁材料表面工程的热点领域。为此,开发第三代钢铁表面室温功能转化膜原液符合高效、经济、环保的时代要求。此类室温功能转化膜原液(简称钢铁室温发黑液)可广泛应用于钢铁零部件制造业,对其部件的储运环节、中间环节或最终产品进行功能化发黑处理,既可使钢铁表面具有良好的耐蚀、耐磨等功能特征,又可根据用户具体需求改善制品的附加特性。其典型特点是前处理和后处理可实现自动弥补。
另外,本项目采用的工艺路线先进合理,主要原材料和设备均以国产化;处理的金属表面防锈一体化材料的整体性能指标已达到甚至超过了国外知名品牌的水平,性价比优势明显。这对于提升此类转移膜产品档次,增强其国际竞争力,具有较强的示范性和带动性。
产品特性:
本项目研发的产品实现了转化膜颗粒沉积的均匀性和自主镶嵌性,原液配制无沉淀。经经场发射扫描电镜分析表明,该转移膜层致密均匀,未见明显沟槽缺陷且结合明显优于国内样品。主要特点如下:
1)高效:整个处理过程可在15min钟内完成,其中化学转移膜形成时间只需10~30s;对钢性无选择,含碳量不同和表面加状态不同的钢铁零件均能获得整体表面颜色的一致效果,其防腐性高、附着力好,盐雾化时间最高可达70h,表面硬度处理前后可提高25%,工艺性能适应力强。
2)节能环保:整个处理过程均在常温下进行,不需加热,无废气废物排出,废液经过简单处理即可达到PH值所需的排放标准。发黑完全不需用电,同碱性高温发黑比,节电节能。
3)美观实用:经过本处理液处理的样品,表面黑亮,外观金属质感强,特别适用于空气湿度较大的地区工件的防锈处理,其防锈能力可调可控,优质防锈制品的防锈时间可达2年半以上;
4)成本低:无需复杂的工艺流程与处理方法;所需仪器设备相对简单易行,而且重复性好,样品准备时间也短,普及推广容易。
5)功能性:可根据需要用户需求采取浸渍、刷涂、喷淋等方式。其表面处理不会因工件尺寸不同而难以实施和控制。可实现防磨润滑、抗摔防砸、易焊催化和等防腐美观功能。
6)常见缺陷的预判及控制:加强发黑的前处理工艺,严格控制各工艺时间节点和后处理工序微裂纹填充。 |