一种提升铸铁件防腐性能的加工工艺 |
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申请号 | CN201710670617.8 | 申请日 | 2017-08-08 | 公开(公告)号 | CN107502847A | 公开(公告)日 | 2017-12-22 |
申请人 | 合肥正明机械有限公司; | 发明人 | 周正明; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种提升 铸 铁 件防腐性能的加工工艺,包括如下步骤:(1)表面预处理、(2)燃烧除油处理、(3)表层复合处理、(4)热浸 镀 锌 处理。本发明各工艺步骤搭配合理,有效改善了对 铸铁 件的加工处理效果,提升了其耐磨、耐腐、强度等性能,明显延长了铸铁件的使用寿命,具有很强的市场竞争 力 。 | ||||||
权利要求 | 1.一种提升铸铁件防腐性能的加工工艺,其特征在于,包括如下步骤: |
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说明书全文 | 一种提升铸铁件防腐性能的加工工艺技术领域背景技术[0002] 铸铁件在现在的机械设备加工制造中的使用量较大,但其表面的耐腐等特性不佳,在制成成品使用前还需要进行表面处理。热浸镀锌工艺是现有常用的一种表面处理方法,具体工艺是将工件浸入450 500℃高温熔融状态的锌溶液中,使熔融锌浸润覆盖在工件~表面,形成保护层。但该工艺对热浸锌前去油处理要求很高,浸镀前工件表面应无一点油污。而多数铸铁工件的内部结构较为疏松,机械加工生产时有大量的机油或润滑油浸入工件内部,常规的溶剂等方法除油,只能除去表面的油污,由于工件放入热浸镀锌槽中的时间极短,工件内部的机油等不能通过高温镀锌溶液逼出燃烧除尽,在使用时当工件内部深层的油污涌出,就会残留在工件表面,高温的锌溶液就不能很好的附着形成镀锌保护层,造成工件的报废。对此有人通过对工件进行不断的燃烧加热除油处理来改善上述问题,但其对应的处理效果不佳,需要进一步的改进。 发明内容[0003] 本发明的目的是针对现有的问题,提供了一种提升铸铁件防腐性能的加工工艺。 [0004] 本发明是通过以下技术方案实现的:一种提升铸铁件防腐性能的加工工艺,包括如下步骤: (1)表面预处理: a.先将铸铁件放入退火炉中进行退火处理,完成后取出备用; b.将操作a处理后的铸铁件放入到化学除油液中进行去油脱脂处理,完成后取出用清水冲洗一遍后备用; c.用砂纸对操作b处理后的铸铁件进行表面打磨处理,完成后洗去表面碎屑后备用; (2)燃烧除油处理: 将步骤(1)处理后的铸铁件放入到密闭罐内,先将密闭罐内的温度升至200 230℃,压~ 力增至1.3 1.5MPa,保温保压处理5 8min后快速卸温卸压,然后向密闭罐内通入燃烧介质~ ~ 燃烧加热对铸钢工件进行除油处理,完成取出备用; (3)表层复合处理: a.将步骤(2)处理后的铸铁件放入到喷丸机内进行喷丸处理,控制喷丸时压缩空气的压力为1.0 1.2MPa,完成后取出备用; ~ b.将操作a处理后的铸铁件浸入到改性处理液中,加热保持改性处理液的温度为55 60~ ℃,浸泡处理12 15min后取出备用;所述的改性处理液中各成分及其对应重量份为:7 10份~ ~ 硝酸钠、2 4份亚硝酸钠、3 5份硝酸钾、0.2 0.5份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、180 200份水; ~ ~ ~ ~ (4)热浸镀锌处理: 将步骤(3)处理后的铸铁件浸入到高温熔融状态的锌溶液中,浸泡镀锌处理40 45s后~ 取出,自然冷却至室温后即可。 [0005] 进一步的,步骤(1)操作b中所述的化学除油液为丙酮。 [0006] 进一步的,步骤(1)操作c中所述的打磨处理具体是先用300目的砂纸进行打磨,然后用500目的砂纸进行打磨,最后用800目的砂纸进行打磨。 [0007] 进一步的,步骤(2)中所述的快速卸温卸压处理是在8s内将密闭罐内的温度和压力降至常温常压。 [0012] 为了增强对铸铁件的镀锌处理品质,需要对铸铁件内的残留油类成分进行去除处理,现有方法中的多数处理效果不佳,造成后续镀锌层的品质较差,进而影响了铸铁件的使用寿命。本发明在大量的实验基础上,对铸铁件的加工处理方法进行了特殊的改进,具体是先进行了表面预处理,其中用退火处理消除铸铁件加工制造中的残存应力,然后对工件进行去油脱脂处理,除去表面可见的油类成分,最后用砂纸打磨去除表面氧化物杂质,并提升了表面光洁度,为后续的操作奠定基础,再对铸铁件进行燃烧除油处理,其中先对铸铁件进行高温高压处理后再快速的进行卸温卸压,能有效的促进铸铁件内的油类成分的渗出,从而可有效的缩短了燃烧去油处理的时长和效果,大大节约了加工成本,接着对铸铁件进行了表层复合处理,其中先进行了喷丸处理,其能在铸铁件表面上产生大量的微坑、微裂纹等,提升了表面的粗糙度,增加了锌层与铸铁件的接触表面积,可提升两者间的附着力强度,同时喷丸处理又能细化铸铁件表面组织的晶粒大小,匀化并增强了表层的致密性,从而降低了工件内部残留的油类成分的渗出,进而提升了镀锌层的性能和寿命,最后又用改性处理液对铸铁件进行浸泡处理,改性处理液中的硝酸盐等成分能改善铸铁件的表面活性,可提升热浸锌层在铸铁件表面的结合固定强度,最后对铸铁件进行了热浸镀锌处理,其中向锌溶液中添加了一定质量的纳米二氧化硅颗粒成分,其能填充于喷丸处理后铸铁件表层组织的微坑、微缝中,因任何处理工艺均不可能完全的将铸铁件内的残留油类成分消除,所以在工件的使用过程中,不可避免的会有少量油类成分渗出,此时纳米二氧化硅颗粒成分会对其进行吸附固定,防止其对锌层的破坏,同时又有部分纳米二氧化硅填充于锌层内,共同提升了锌层的吸附、耐磨、耐腐等特性。 具体实施方式[0014] 实施例1一种提升铸铁件防腐性能的加工工艺,包括如下步骤: (1)表面预处理: a.先将铸铁件放入退火炉中进行退火处理,完成后取出备用; b.将操作a处理后的铸铁件放入到化学除油液中进行去油脱脂处理,完成后取出用清水冲洗一遍后备用; c.用砂纸对操作b处理后的铸铁件进行表面打磨处理,完成后洗去表面碎屑后备用; (2)燃烧除油处理: 将步骤(1)处理后的铸铁件放入到密闭罐内,先将密闭罐内的温度升至200℃,压力增至1.3MPa,保温保压处理5min后快速卸温卸压,然后向密闭罐内通入燃烧介质燃烧加热对铸钢工件进行除油处理,完成取出备用; (3)表层复合处理: a.将步骤(2)处理后的铸铁件放入到喷丸机内进行喷丸处理,控制喷丸时压缩空气的压力为1.0MPa,完成后取出备用; b.将操作a处理后的铸铁件浸入到改性处理液中,加热保持改性处理液的温度为55℃,浸泡处理12min后取出备用;所述的改性处理液中各成分及其对应重量份为:7份硝酸钠、2份亚硝酸钠、3份硝酸钾、0.2份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、180份水; (4)热浸镀锌处理: 将步骤(3)处理后的铸铁件浸入到高温熔融状态的锌溶液中,浸泡镀锌处理40s后取出,自然冷却至室温后即可。 [0015] 进一步的,步骤(1)操作b中所述的化学除油液为丙酮。 [0016] 进一步的,步骤(1)操作c中所述的打磨处理具体是先用300目的砂纸进行打磨,然后用500目的砂纸进行打磨,最后用800目的砂纸进行打磨。 [0017] 进一步的,步骤(2)中所述的快速卸温卸压处理是在8s内将密闭罐内的温度和压力降至常温常压。 [0018] 进一步的,步骤(2)中所述的除油处理时,加热控制密闭罐内的温度为360℃,保温燃烧处理的时长为35min,所用的燃烧介质为天然气。 [0019] 进一步的,步骤(3)操作a中所述的喷丸处理时所用的喷丸介质是金刚砂,其颗粒大小为80目,喷嘴与铸钢工件的距离为100mm,喷射的角度为90°。 [0020] 进一步的,步骤(3)操作b中所述的改性处理液浸泡处理时,还施加了频率为70kHz的超声波进行处理。 [0021] 进一步的,步骤(4)中所述的高温熔融状态的锌溶液温度为470℃,所述锌溶液中还含有质量分数为9%的纳米二氧化硅。 [0022] 实施例2一种提升铸铁件防腐性能的加工工艺,包括如下步骤: (1)表面预处理: a.先将铸铁件放入退火炉中进行退火处理,完成后取出备用; b.将操作a处理后的铸铁件放入到化学除油液中进行去油脱脂处理,完成后取出用清水冲洗一遍后备用; c.用砂纸对操作b处理后的铸铁件进行表面打磨处理,完成后洗去表面碎屑后备用; (2)燃烧除油处理: 将步骤(1)处理后的铸铁件放入到密闭罐内,先将密闭罐内的温度升至220℃,压力增至1.4MPa,保温保压处理7min后快速卸温卸压,然后向密闭罐内通入燃烧介质燃烧加热对铸钢工件进行除油处理,完成取出备用; (3)表层复合处理: a.将步骤(2)处理后的铸铁件放入到喷丸机内进行喷丸处理,控制喷丸时压缩空气的压力为1.1MPa,完成后取出备用; b.将操作a处理后的铸铁件浸入到改性处理液中,加热保持改性处理液的温度为58℃,浸泡处理14min后取出备用;所述的改性处理液中各成分及其对应重量份为:8份硝酸钠、3份亚硝酸钠、4份硝酸钾、0.4份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、190份水; (4)热浸镀锌处理: 将步骤(3)处理后的铸铁件浸入到高温熔融状态的锌溶液中,浸泡镀锌处理43s后取出,自然冷却至室温后即可。 [0023] 进一步的,步骤(1)操作b中所述的化学除油液为丙酮。 [0024] 进一步的,步骤(1)操作c中所述的打磨处理具体是先用300目的砂纸进行打磨,然后用500目的砂纸进行打磨,最后用800目的砂纸进行打磨。 [0025] 进一步的,步骤(2)中所述的快速卸温卸压处理是在8s内将密闭罐内的温度和压力降至常温常压。 [0026] 进一步的,步骤(2)中所述的除油处理时,加热控制密闭罐内的温度为370℃,保温燃烧处理的时长为38min,所用的燃烧介质为天然气。 [0027] 进一步的,步骤(3)操作a中所述的喷丸处理时所用的喷丸介质是金刚砂,其颗粒大小为80目,喷嘴与铸钢工件的距离为105mm,喷射的角度为90°。 [0028] 进一步的,步骤(3)操作b中所述的改性处理液浸泡处理时,还施加了频率为72kHz的超声波进行处理。 [0029] 进一步的,步骤(4)中所述的高温熔融状态的锌溶液温度为480℃,所述锌溶液中还含有质量分数为10%的纳米二氧化硅。 [0030] 实施例3一种提升铸铁件防腐性能的加工工艺,包括如下步骤: (1)表面预处理: a.先将铸铁件放入退火炉中进行退火处理,完成后取出备用; b.将操作a处理后的铸铁件放入到化学除油液中进行去油脱脂处理,完成后取出用清水冲洗一遍后备用; c.用砂纸对操作b处理后的铸铁件进行表面打磨处理,完成后洗去表面碎屑后备用; (2)燃烧除油处理: 将步骤(1)处理后的铸铁件放入到密闭罐内,先将密闭罐内的温度升至230℃,压力增至1.5MPa,保温保压处理8min后快速卸温卸压,然后向密闭罐内通入燃烧介质燃烧加热对铸钢工件进行除油处理,完成取出备用; (3)表层复合处理: a.将步骤(2)处理后的铸铁件放入到喷丸机内进行喷丸处理,控制喷丸时压缩空气的压力为1.2MPa,完成后取出备用; b.将操作a处理后的铸铁件浸入到改性处理液中,加热保持改性处理液的温度为60℃,浸泡处理15min后取出备用;所述的改性处理液中各成分及其对应重量份为:10份硝酸钠、4份亚硝酸钠、5份硝酸钾、0.5份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、200份水; (4)热浸镀锌处理: 将步骤(3)处理后的铸铁件浸入到高温熔融状态的锌溶液中,浸泡镀锌处理45s后取出,自然冷却至室温后即可。 [0031] 进一步的,步骤(1)操作b中所述的化学除油液为丙酮。 [0032] 进一步的,步骤(1)操作c中所述的打磨处理具体是先用300目的砂纸进行打磨,然后用500目的砂纸进行打磨,最后用800目的砂纸进行打磨。 [0033] 进一步的,步骤(2)中所述的快速卸温卸压处理是在8s内将密闭罐内的温度和压力降至常温常压。 [0034] 进一步的,步骤(2)中所述的除油处理时,加热控制密闭罐内的温度为380℃,保温燃烧处理的时长为40min,所用的燃烧介质为天然气。 [0035] 进一步的,步骤(3)操作a中所述的喷丸处理时所用的喷丸介质是金刚砂,其颗粒大小为80目,喷嘴与铸钢工件的距离为110mm,喷射的角度为90°。 [0036] 进一步的,步骤(3)操作b中所述的改性处理液浸泡处理时,还施加了频率为74kHz的超声波进行处理。 [0037] 进一步的,步骤(4)中所述的高温熔融状态的锌溶液温度为490℃,所述锌溶液中还含有质量分数为11%的纳米二氧化硅。 [0038] 对比实施例1本对比实施例1与实施例2相比,在步骤(2)燃烧除油处理中省去将铸铁件放入到密闭罐内进行升温升压、降温降压的处理操作,直接进行燃烧加热去油处理,除此外的方法步骤均相同。 [0039] 对比实施例2本对比实施例2与实施例2相比,省去步骤(3)表层复合处理的操作a处理,除此外的方法步骤均相同。 [0040] 对比实施例3本对比实施例3与实施例2相比,省去步骤(3)表层复合处理的操作b处理,除此外的方法步骤均相同。 [0041] 对比实施例4本对比实施例4与实施例2相比,省去步骤(4)热浸镀锌处理锌溶液中的纳米二氧化硅成分,除此外的方法步骤均相同。 [0042] 对比实施例5本对比实施例5与实施例2相比,在步骤(2)燃烧除油处理中省去将铸铁件放入到密闭罐内进行升温升压、降温降压的处理操作,直接进行燃烧加热去油处理,并省去步骤(3)表层复合处理的整个操作,同时还省去步骤(4)热浸镀锌处理锌溶液中的纳米二氧化硅成分,除此外的方法步骤均相同。 [0043] 对照组现有的铸铁件表面热浸镀锌处理工艺。 [0044] 为了对比本发明效果,选用HT250铸铁材料,将其加工成相同规格的板材试样(长宽高分别为:25cm×15cm×0.8cm),然后放入到机械润滑油中浸泡处理5h后取出,沥干表面润滑油后再用棉纱擦拭一遍后,再分别用上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对比实施例4、对比实施例5、对照组所述的方法进行处理,完成后对各组处理后的试样进行性能测试,具体对比数据如下表1所示:表1 耐应力腐蚀时长(h) 表面硬度(HV) 实施例2 550 723 对比实施例1 472 705 对比实施例2 464 675 对比实施例3 514 710 对比实施例4 480 628 对比实施例5 405 587 对照组 392 581 注:上表1中所述的耐应力腐蚀时长参照GB/T17898-1999进行测试。 [0045] 由上表1可以看出,本发明处理方法能有效的改善铸铁件的表面硬度,提升了镀锌层的品质,明显增强了工件的耐应力腐蚀特性,具有很好的使用价值。 |