一种铅锭冷制粒机喷雾装置中喷嘴的钝化处理方法

摘要

本发明公开了一种铅锭冷制粒机喷雾装置中喷嘴的钝化处理方法，涉及一种不锈钢的表面处理工艺，包括如下步骤：（1）机械抛光、（2）除油处理、（3）酸洗处理、（4）钝化处理、（5）清洗处理、（6）干燥处理。本发明钝化处理方法可在喷嘴外层形成较为稳定的钝化膜，有效提升了其防锈、防腐能力，延长了使用寿命，推广价值较好。

说明书

技术领域

本发明涉及一种不锈钢的表面处理工艺，具体涉及一种铅锭冷制粒机喷雾装置中喷嘴的钝化处理方法。

背景技术

随着近些所电动车生业的快速发展，铅酸电池行业的发展也突飞猛进，铅作为生产铅酸电池必备的原材料，其市场需求也大大提高；铅粒的制造是铅酸电池企业加工必须经历的环节，传统的铅粒制造是通过将铅锭在熔铅炉中熔化，再将铅液流入铅粒铸造机中冷却或铸造成棒状再切断，目前国内铅酸电池行业多用岛津法生产铅粉，需将电解铅铸造成铅球或铅段，再利用球磨机磨碎成铅粉，由于受铅粒铸造工艺的影响，致使整个生产铅粉流程高污染、高能耗，对此需要改进设备特征，节约能源，并提高生产效率。铅锭冷制粒机是目前铅酸蓄电池生产线上最前端最先进的产品，设备主动力全部采用液压系统，操作流程简单方便，运行状况稳定良好，具备环保、节能、降耗、增效等功能，自投入市场使用以来，社会效益和经济效益显著，深得业内人士一致好评。喷雾装置是铅锭冷制粒机的流体喷雾装置，主要起到冷却、润滑滚刀、表面及方形孔，不让滚刀孔堵塞或堵铅等功效，其中喷嘴是喷雾装置中必不可少的部件之一，多由不锈钢制成，且表面多经过锌或镁镀层镀覆，虽然能起到一定的防腐、防锈效果，但大量的使用后仍会出现刻蚀，造成冷却效果不佳等问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种铅锭冷制粒机喷雾装置中喷嘴的钝化处理方法，能有效提升喷嘴的防腐防锈特性，进一步提升使用寿命。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种铅锭冷制粒机喷雾装置中喷嘴的钝化处理方法，包括如下步骤：

（1）机械抛光：

用砂纸按照先粗后细的方式对喷嘴表面进行打磨抛光处理；

（2）除油处理：

将步骤（1）抛光处理后的喷嘴放入除油液中进行浸泡除油，浸泡的时长为8~12 min，完成后取出备用；

（3）酸洗处理：

将步骤（2）处理后的喷嘴放入体积分数为10~15%的磷酸溶液中浸泡处理3~5min后取出备用；

（4）钝化处理：

a.按对应重量份称取相应物质配制成钝化液备用，所述钝化液中各成分及浓度为：纳米二氧化钛 10~20g/L、柠檬酸 10~15g/L、植酸 15~25g/L、硝酸铈 8~13 g/L、硝酸亚镧 4~8g/L、硼酸 2~7g/L、硝酸 1~5g/L、乙酰丙酮钒 4~8g/L、甲基丙烯酸正丁酯 18~23g/L、表面活性剂 0.3~0.6g/L、稳定剂 0.1~0.4g/L，余量为水；

b.将步骤（3）处理后的喷嘴放入加热炉中，以10~12℃/min的速度从常温升温至260~270℃，然后在此温度下保温3~5min，最后将喷嘴浸入到操作a所得的钝化液中，直至喷嘴恢复至常温后取出备用；

c.将操作b处理后的喷嘴取出再次放入加热炉中，以4~7℃/min的速度从常温升温至90~100℃，然后在此温度下保温4~6min，最后将喷嘴浸入到操作a所得的钝化液中，直至喷嘴恢复至常温后取出备用；

（5）清洗处理：

将步骤（4）处理后的喷嘴放入到质量分数为4~6%的碳酸氢钠溶液中浸泡处理2~4 min，取出后再用去离子水冲洗一遍后备用；

（6）干燥处理：

将步骤（5）处理后的喷嘴放入干燥室内，控制干燥室内的温度为70~80℃，相对湿度控制为40~45%，干燥处理20~60min后取出即可。

进一步的，步骤（2）中所述的除油液中各溶质的浓度为：碳酸钠 0.4~0.6g/L、氢氧化钠 0.3~0.6g/L、三聚磷酸钠 0.2~0.4g/L、十二烷基苯磺酸钠 0.05~ 0.15g/L，所述除油液的溶剂为水。

优选的，步骤（4）操作a中所述的钝化液中各成分及浓度为：纳米二氧化钛 15g/L、柠檬酸 13g/L、植酸 20g/L、硝酸铈 11 g/L、硝酸亚镧 6g/L、硼酸 5g/L、硝酸 3g/L、乙酰丙酮钒 6g/L、甲基丙烯酸正丁酯 21g/L、表面活性剂 0.5g/L、稳定剂 0.3g/L，余量为水。

进一步的，所述的表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚中的任意一种。

进一步的，所述的稳定剂为硬脂酸镁、硬脂酸锉、硬脂酸钾中的任意一种。

进一步的，所述的纳米二氧化钛的颗粒大小为10~50nm。

进一步的，步骤（4）操作b、操作c中所述的加热炉中加热时控制其内为氮气保护的无氧环境。

本发明具有如下有益效果：

本发明根据传统钝化工艺的缺陷进行了对应的改进处理，通常镀锌或镁后的不锈钢经由含稀土盐钝化剂处理后，形成双膜层钝化结构，一层是紧靠基体的内层，另一层是外层，其中内层结构相对致密，外层具有较多微孔，内层存在结合力不强的问题，外层存在腐蚀物质易渗入的问题，对此本发明合理配制了钝化液，其中纳米二氧化钛能有效填补外层的微孔，提升外层的致密性，同时配合甲基丙烯酸正丁酯等的成膜性，有效阻止了水等杂质的渗入，柠檬酸、植酸以及稀土盐的配合起到了显著的钝化效果，在钝化时先将喷嘴升温至260~270℃，再将其浸入到钝化液中钝化处理，可改善喷嘴表层的晶体结构组成，有利于钝化膜内层与基体的结合，之后再将其回温至90~100℃，再将其浸入到钝化液中钝化处理，此时有效的促进了纳米二氧化钛、甲基丙烯酸正丁酯等成分在钝化膜外层的填附效果。最终在各步骤的合理配合作用下，本发明钝化处理方法可在喷嘴外层形成较为稳定的钝化膜，有效提升了其防锈、防腐能力，延长了使用寿命，推广价值较好。

具体实施方式

实施例1

一种铅锭冷制粒机喷雾装置中喷嘴的钝化处理方法，包括如下步骤：

（1）机械抛光：

用砂纸按照先粗后细的方式对喷嘴表面进行打磨抛光处理；

（2）除油处理：

将步骤（1）抛光处理后的喷嘴放入除油液中进行浸泡除油，浸泡的时长为8 min，完成后取出备用；

（3）酸洗处理：

将步骤（2）处理后的喷嘴放入体积分数为10%的磷酸溶液中浸泡处理3min后取出备用；

（4）钝化处理：

a.按对应重量份称取相应物质配制成钝化液备用，所述钝化液中各成分及浓度为：纳米二氧化钛 10g/L、柠檬酸 10g/L、植酸 15g/L、硝酸铈 8 g/L、硝酸亚镧 4g/L、硼酸 2g/L、硝酸 1g/L、乙酰丙酮钒 4g/L、甲基丙烯酸正丁酯 18g/L、表面活性剂 0.3g/L、稳定剂 0.1g/L，余量为水；

b.将步骤（3）处理后的喷嘴放入加热炉中，以10℃/min的速度从常温升温至260℃，然后在此温度下保温3min，最后将喷嘴浸入到操作a所得的钝化液中，直至喷嘴恢复至常温后取出备用；

c.将操作b处理后的喷嘴取出再次放入加热炉中，以4℃/min的速度从常温升温至90℃，然后在此温度下保温4min，最后将喷嘴浸入到操作a所得的钝化液中，直至喷嘴恢复至常温后取出备用；

（5）清洗处理：

将步骤（4）处理后的喷嘴放入到质量分数为4%的碳酸氢钠溶液中浸泡处理2min，取出后再用去离子水冲洗一遍后备用；

（6）干燥处理：

将步骤（5）处理后的喷嘴放入干燥室内，控制干燥室内的温度为70℃，相对湿度控制为40~45%，干燥处理20~30min后取出即可。

进一步的，步骤（2）中所述的除油液中各溶质的浓度为：碳酸钠 0.4g/L、氢氧化钠 0.3g/L、三聚磷酸钠 0.2g/L、十二烷基苯磺酸钠 0.05g/L，所述除油液的溶剂为水。

进一步的，所述的表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚。

进一步的，所述的稳定剂为硬脂酸钾。

进一步的，所述的纳米二氧化钛的颗粒大小为10~50nm。

进一步的，步骤（4）操作b、操作c中所述的加热炉中加热时控制其内为氮气保护的无氧环境。

实施例2

一种铅锭冷制粒机喷雾装置中喷嘴的钝化处理方法，包括如下步骤：

（1）机械抛光：

用砂纸按照先粗后细的方式对喷嘴表面进行打磨抛光处理；

（2）除油处理：

将步骤（1）抛光处理后的喷嘴放入除油液中进行浸泡除油，浸泡的时长为10 min，完成后取出备用；

（3）酸洗处理：

将步骤（2）处理后的喷嘴放入体积分数为13%的磷酸溶液中浸泡处理4min后取出备用；

（4）钝化处理：

a.按对应重量份称取相应物质配制成钝化液备用，所述钝化液中各成分及浓度为：纳米二氧化钛 15g/L、柠檬酸 13g/L、植酸 20g/L、硝酸铈 11 g/L、硝酸亚镧 6g/L、硼酸 5g/L、硝酸 3g/L、乙酰丙酮钒 6g/L、甲基丙烯酸正丁酯 21g/L、表面活性剂 0.5g/L、稳定剂 0.3g/L，余量为水；

b.将步骤（3）处理后的喷嘴放入加热炉中，以11℃/min的速度从常温升温至265℃，然后在此温度下保温4min，最后将喷嘴浸入到操作a所得的钝化液中，直至喷嘴恢复至常温后取出备用；

c.将操作b处理后的喷嘴取出再次放入加热炉中，以6℃/min的速度从常温升温至95℃，然后在此温度下保温5min，最后将喷嘴浸入到操作a所得的钝化液中，直至喷嘴恢复至常温后取出备用；

（5）清洗处理：

将步骤（4）处理后的喷嘴放入到质量分数为5%的碳酸氢钠溶液中浸泡处理3min，取出后再用去离子水冲洗一遍后备用；

（6）干燥处理：

将步骤（5）处理后的喷嘴放入干燥室内，控制干燥室内的温度为75℃，相对湿度控制为40~45%，干燥处理30~40min后取出即可。

进一步的，步骤（2）中所述的除油液中各溶质的浓度为：碳酸钠 0.5g/L、氢氧化钠 0.4g/L、三聚磷酸钠 0.3g/L、十二烷基苯磺酸钠 0.1g/L，所述除油液的溶剂为水。

进一步的，所述的表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚。

进一步的，所述的稳定剂为硬脂酸镁。

进一步的，所述的纳米二氧化钛的颗粒大小为10~50nm。

进一步的，步骤（4）操作b、操作c中所述的加热炉中加热时控制其内为氮气保护的无氧环境。

实施例3

一种铅锭冷制粒机喷雾装置中喷嘴的钝化处理方法，包括如下步骤：

（1）机械抛光：

用砂纸按照先粗后细的方式对喷嘴表面进行打磨抛光处理；

（2）除油处理：

将步骤（1）抛光处理后的喷嘴放入除油液中进行浸泡除油，浸泡的时长为12 min，完成后取出备用；

（3）酸洗处理：

将步骤（2）处理后的喷嘴放入体积分数为15%的磷酸溶液中浸泡处理5min后取出备用；

（4）钝化处理：

a.按对应重量份称取相应物质配制成钝化液备用，所述钝化液中各成分及浓度为：纳米二氧化钛 20g/L、柠檬酸15g/L、植酸 25g/L、硝酸铈 13 g/L、硝酸亚镧 8g/L、硼酸7g/L、硝酸 5g/L、乙酰丙酮钒 8g/L、甲基丙烯酸正丁酯 23g/L、表面活性剂 0.6g/L、稳定剂0.4g/L，余量为水；

b.将步骤（3）处理后的喷嘴放入加热炉中，以12℃/min的速度从常温升温至270℃，然后在此温度下保温5min，最后将喷嘴浸入到操作a所得的钝化液中，直至喷嘴恢复至常温后取出备用；

c.将操作b处理后的喷嘴取出再次放入加热炉中，以7℃/min的速度从常温升温至100℃，然后在此温度下保温6min，最后将喷嘴浸入到操作a所得的钝化液中，直至喷嘴恢复至常温后取出备用；

（5）清洗处理：

将步骤（4）处理后的喷嘴放入到质量分数为6%的碳酸氢钠溶液中浸泡处理4 min，取出后再用去离子水冲洗一遍后备用；

（6）干燥处理：

将步骤（5）处理后的喷嘴放入干燥室内，控制干燥室内的温度为80℃，相对湿度控制为40~45%，干燥处理50~60min后取出即可。

进一步的，步骤（2）中所述的除油液中各溶质的浓度为：碳酸钠 0.6g/L、氢氧化钠 0.6g/L、三聚磷酸钠 0.4g/L、十二烷基苯磺酸钠0.15g/L，所述除油液的溶剂为水。

进一步的，所述的表面活性剂为高碳脂肪醇聚氧乙烯醚。

进一步的，所述的稳定剂为硬脂酸锉。

进一步的，所述的纳米二氧化钛的颗粒大小为10~50nm。

进一步的，步骤（4）操作b、操作c中所述的加热炉中加热时控制其内为氮气保护的无氧环境。

对比实施例1

本对比实施例1与实施例1相比，将步骤（4）钝化处理中操作b和操作c的加热温度进行对调，除此外的方法步骤均相同。

对比实施例2

本对比实施例2与实施例2相比，在步骤（4）钝化处理中不进行操作b的加热升温操作，除此外的方法步骤均相同。

对比实施例3

本对比实施例3与实施例3相比，在步骤（4）钝化处理中不进行操作c的加热升温操作，除此外的方法步骤均相同。

对照组

现有的钝化处理方法。

为了对比本发明效果，选用同一批次的由316不锈钢材料（表面镀锌）制得的喷嘴作为实验对象，分别用上述七种方法进行钝化处理，完成后按照相关规范对喷嘴进行品质测试，具体对比数据如下表1所示：

表1

腐蚀电流密度（μA/cm²）腐蚀点位（V）中性盐雾试验耐黑变实施例12.643-0.621＜1%轻微实施例22.746-0.630＜1%轻微实施例32.629-0.628＜1%轻微对比实施例12.245-0.596＜3%明显对比实施例21.926-0.577＜5%明显对比实施例32.017-0.583＜5%严重对照组1.802-0.560＜7%严重

注：上表1中所述的中性盐雾试验是按照 GB/T10125-1997 进行中性盐雾试验，将时间调整为144h，观察其表面白蚀面积，用以评价钝化膜的耐蚀性能；所述的耐黑变是将对应试件置于恒温恒湿箱内，在70℃×80% 相对湿度条件下进行耐黑变试验，检测钝化膜耐黑变性能的试件挂于湿热试验箱中的自动旋转架上，自动旋转架按相同的间隔时间进行正转和反转。

由上表1可以看出，本发明方法的综合钝化效果较好，可有效提升对喷嘴的防锈、防腐保护效果，推广价值较高。