專利名稱：一種鍍鋅鋼鐵材質緊固件有機涂層頂涂雙層防護方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋼鐵材質緊固件的表面防護技術，具體為一種應用于鍍鋅鋼鐵材質緊固件有機涂層頂涂雙層防護方法。
背景技術：
海洋環(huán)境是自然界中腐蝕作用最為苛刻的環(huán)境之一，大多數金屬材料都不耐海水、海洋大氣腐蝕。許多長期暴露在海洋環(huán)境中的螺紋緊固件腐蝕非常嚴重，腐蝕導致緊固件難以拆卸，連接強度下降，甚至失效等問題出現，給緊固件正常服役和維護保養(yǎng)造成很大的困難。
通過分析緊固件材質、結構特點、使用條件等因素，結合海洋環(huán)境腐蝕特點，螺紋緊固件主要存在縫隙腐蝕、電偶腐蝕、應力腐蝕和微動腐蝕等多種腐蝕類型，腐蝕影響因素非常復雜。單一的表面技術由于自身固有的局限性，不能有效解決緊固件所存在的腐蝕問題[I]徐濱士，朱紹華.表面工程的理論與技術[M].北京國防工業(yè)出版社，2009: 333.。
目前，工程中螺紋緊固件比較常用的防腐涂、鍍層有熱浸鍍鋅、化學鍍N1-P合金鍍層、真空滲鋅、鋅鉻涂層等。其中，熱浸鍍鋅防腐性能一般，鍍層較厚，容易造成螺栓與螺母裝配困難；真空滲鋅層具備一定的耐腐蝕性能，與基體結合強度高，耐磨性好，但耐鹽霧腐蝕性能<300 h ;鋅鉻涂層耐腐蝕性能優(yōu)異，鹽霧試驗時間> 1000 h，涂層厚度<10 ym, 不影響緊固件的裝配，但是硬度低，耐磨性稍差[2]邊飛龍，黃燕濱，時小軍，宋高偉. 海洋環(huán)境下螺紋緊固件復合防腐技術[J].電鍍與涂飾，2010，29(12) :64-66.。發(fā)明專利《高低溫緊固件耐腐蝕防抱死材料及其制備方法》(201010551636. 7)提出了由硅油、蓖麻油或蓖麻油衍生物、蠟、六方氮化硼粉、石墨粉、硫酸鋇粉、三氧化二鉻粉、白炭黑粉、三氧化二銻粉、金屬粉以及抗氧劑組成外用膏狀涂料，直接涂抹在緊固件螺紋裝配表面，達到耐腐蝕、耐高溫防抱死的功效，而不是改變緊固件本身性能。發(fā)明專利《一種高性能銷軸緊固件表面改性處理技術》(201210095233)提出了對緊固件零件進行高溫氣體氮、硫、鉻多元共滲，使銷軸緊固件零件表面形成20 50 μ m的氮硫鉻鐵化合物的致密滲層組織，形成一層致密的氧化層的方法來解決緊固件本身的耐蝕性問題，該方法是一種金屬表面熱處理方法。
綜上所述，一種具有耐蝕性能好、可應用于海洋環(huán)境，涂層薄、適合緊固件裝配公差要求，且與基體結合強度高、耐 磨性能好的復合涂層防腐技術有待開發(fā)。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對目前電鍍鋅、熱鍍鋅等一些表面防護方法，無法滿足鋼鐵材質緊固件在較為惡劣環(huán)境的應用。提供一種應用于鋼鐵材質表面鍍鋅緊固件有機涂層頂涂雙層防護的方法，采用在鍍鋅表面頂涂有機涂層防護的表面處理技術，解決鋼鐵材質緊固件在應用上的限制，且在保證涂層薄，厚度< 15 μ m，適合緊固件裝配公差要求，與基體結合強度高的情況下，較大程度的提高涂層的耐中性鹽霧腐蝕性能和改善涂層的耐磨性能。
本發(fā)明提供的技術方案是采用在鋼鐵緊固件表面頂涂涂裝HD590銀鋁聚合物頂涂涂料，形成厚度<15 μ m的屏蔽保護涂層，在滿足緊固件裝配工藝要求的條件下，實現提高緊固件耐中性鹽霧腐蝕性能和耐磨性能的雙重作用。
本發(fā)明的目的是通過如下技術方案實現的1、對鍍鋅鋼鐵材質的緊固件進行表面清理，首先在堿性除油液中進行浸泡除油，之后用大量的水進行清洗，然后在酸性除銹液中進行浸泡除銹，大量水洗干燥，達到無灰塵、無油脂、無污垢、無銹斑附著物；2、采用銀鋁聚合物頂涂涂料，對處理后的鍍鋅鋼鐵材質緊固件進行表面頂涂涂裝，涂裝采用浸涂離心工藝，浸涂后機械離心甩液時間控制在6 10秒，離心方式為正反轉時間各半;銀鋁聚合物頂涂涂料的粘度值控制在25°C下的涂4杯IflSs ；3、將浸涂離心涂裝后的緊固件，在80 100°C的干燥爐內烘干10min 20 min，然后隨爐升溫到220 280°C ，保溫30 50 min，進行固化處理。
上述的堿性除油液由氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉、硅酸鈉、0P-10乳化劑混合而成，各組分的含量如下氫氧化鈉10 g/L;碳酸鈉50 g/L;磷酸三鈉60 g/L;硅酸鈉7 g/L ； 0P-10乳化劑3 g/L;其余為水。
上述的酸性除銹液由鹽酸、硝酸混合而成，各組分的含量如下鹽酸8g/L ;硝酸60 g/L ;其余為水。
本發(fā)明以鍍鋅和銀鋁聚合物頂涂涂層形成對鋼鐵材質緊固件表面的雙層防護，其中鍍鋅層所起的作用是犧牲陽極，且鍍層與基體有較好的結合力；銀鋁聚合物頂涂涂層所起的作用是對底層封閉，減緩陽極腐蝕速率。二者協(xié)同作用下達到結合力好，耐磨性能好，涂層薄，耐中性鹽霧良好的效果。
本發(fā)明的優(yōu)點1、本發(fā)明方法只需將目前工業(yè)化的鍍鋅鋼鐵材質緊固件頂涂一層銀鋁聚合物頂涂涂層，就可以大幅度的提高涂層的耐中性鹽霧性能，從而使鍍鋅鋼鐵材質緊固件用在環(huán)境較為惡劣的海洋環(huán)境氣候中有著較好的應用。
2、本發(fā)明技術方案在涂層厚度< 15 μπι時，耐中性鹽霧時間可達到1500h不發(fā)生銹蝕，在滿足緊固件裝配公差要求的條件下，具有較好耐海洋環(huán)境腐蝕性能。
3、本發(fā)明技術方案在保證涂層薄，耐蝕性能好的前提下，還具有較好的耐磨性能。
具體實施方式
實施例1:對鍍鋅鋼鐵材質的緊固件進行表面清理，首先在堿性除油液中進行浸泡除油，之后用大量的水進行清洗，然后在酸性除銹液中進行浸泡除銹，大量水洗干燥。目的是清除緊固件表面的附著物，表面處理質量達到無灰塵、無油脂、無污垢、無銹斑附著物。表面處理質量控制應達到《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》(GB8923-88)標準規(guī)定。
采用的堿性除油液由氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉、硅酸鈉、0P-10乳化劑混合而成，各組分的含量如下氫氧化鈉10 g/L ;碳酸鈉50 g/L ;磷酸三鈉60 g/L ;硅酸鈉7 g/L ;0Ρ_10乳化劑3 g/ L ;其余為水。
采用的酸性除銹液由鹽酸、硝酸混合而成，各組分的含量如下鹽酸8g/L ;硝酸60 g/L ;其余為水。
最后用高壓氣體噴槍對緊固件進行噴刷清理，噴槍壓力控制在O. 6mpa以上，壓縮空氣噴刷清理所用壓縮空氣應干燥、清潔。
選用國產的HD590銀鋁聚合物頂涂涂料，對處理后的鍍鋅鋼鐵材質緊固件進行表面頂涂涂裝。HD590銀鋁聚合物頂涂涂料由沈陽市航達科技有限責任公司生產(該技術為中國發(fā)明專利《銀鋁聚合物頂涂涂料及其制備方法》，專利號為200710011848. 4)。
涂裝采用浸涂離心工藝，浸涂后機械離心甩液時間控制在10秒，離心方式為正反轉時間均控制位5秒。
HD590銀鋁聚合物頂涂涂料的粘度值控制在25°C下的涂4杯16s，用丙二醇甲醚醋酸酯為稀釋劑調整涂料粘度。
將浸涂離心涂裝后的緊固件，在90°C的干燥爐內烘干15 min，然后隨爐升溫到 240°C，保溫40 min，進行固化處理。頂涂涂層的厚度為7 9Mm，緊固件涂層總厚度在11 15μιη0
用此方法制備的復合涂層防護體系涂層結合力好，耐磨性優(yōu)異，耐中性鹽霧1600h 不銹蝕。
實施例2 對鍍鋅鋼鐵材質的緊固件進行表面清理，首先在堿性除油液中進行浸泡除油，之后用大量的水進行清洗，然后在酸性除銹液中進行浸泡除銹，大量水洗干燥。目的是清除緊固件表面的附著物，表面處理質量達到無灰塵、無油脂、無污垢、無銹斑附著物。表面處理質量控制應達到《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》(GB8923-88)標準規(guī)定。
采用的堿性除油液由氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉、硅酸鈉、0P-10乳化劑混合而成，各 組分的含量如下氫氧化鈉10 g/L ;碳酸鈉50 g/L ;磷酸三鈉60 g/L ;硅酸鈉7 g/L ;0Ρ_10乳化劑3 g/ L ;其余為水。
采用的酸性除銹液由鹽酸、硝酸混合而成，各組分的含量如下鹽酸8g/L ;硝酸60 g/L ;其余為水。
最后用高壓氣體噴槍對緊固件進行噴刷清理，噴槍壓力控制在O. 6mpa以上，壓縮空氣噴刷清理所用壓縮空氣應干燥、清潔。
選用國產的HD590銀鋁聚合物頂涂涂料，對處理后的鍍鋅鋼鐵材質緊固件進行表面頂涂涂裝。涂裝采用浸涂離心工藝，浸涂后機械離心甩液時間控制在8秒，離心方式為正反轉時間均控制位4秒。
HD590銀鋁聚合物頂涂涂料的粘度值控制在25°C下的涂4杯16s，用乙二醇乙醚醋酸酯為稀釋劑調整涂料粘度。
將浸涂離心涂裝后的緊固件，在100°C的干燥爐內烘干10 min，然后隨爐升溫到 250°C，保溫30 min，進行固化處理。頂涂涂層的厚度為5 7Mm，緊固件涂層總厚度在9 13μιη0
用此方法制備的復合涂層防護體系涂層結合力好，耐磨性優(yōu)異，耐中性鹽霧1400h 不銹蝕。
檢驗數據
權利要求
1.一種鍍鋅鋼鐵材質緊固件有機涂層頂涂雙層防護方法，其特征是A、對鍍鋅鋼鐵材質的緊固件進行表面清理，首先在堿性除油液中進行浸泡除油，之后用大量的水進行清洗，然后在酸性除銹液中進行浸泡除銹，大量水洗干燥，達到無灰塵、無油脂、無污垢、無銹斑附著物；B、采用銀鋁聚合物頂涂涂料，對處理后的鍍鋅鋼鐵材質緊固件進行表面頂涂涂裝，涂裝采用浸涂離心工藝，浸涂后機械離心甩液時間控制在6 10秒，離心方式為正反轉時間各半;銀鋁聚合物頂涂涂料的粘度值控制在25°C下的涂4杯IflSs ；C、將浸涂離心涂裝后的緊固件，在80 100°C的干燥爐內烘干10min 20 min，然后隨爐升溫到220 280°C，保溫30 50 min，進行固化處理。
2.根據權利要求1所述的鍍鋅鋼鐵材質緊固件有機涂層頂涂雙層防護方法，其特征是堿性除油液由氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉、硅酸鈉、0P-10乳化劑混合而成，各組分的含量如下氫氧化鈉10 g/L ;碳酸鈉50 g/L ;磷酸三鈉60 g/L ;硅酸鈉7 g/L ;0Ρ_10乳化劑3 g/L;其余為水。
3.根據權利要求1所述的鍍鋅鋼鐵材質緊固件有機涂層頂涂雙層防護方法，其特征是酸性除銹液由鹽酸、硝酸混合而成，各組分的含量如下鹽酸8g/L ;硝酸60 g/L ;其余為水。
全文摘要
一種鍍鋅鋼鐵材質緊固件有機涂層頂涂雙層防護方法，其特征是對鍍鋅鋼鐵材質的緊固件進行表面除油、除銹處理，對處理后的鍍鋅鋼鐵材質緊固件進行表面頂涂涂裝，涂裝采用浸涂離心工藝，頂涂涂料的粘度值控制在25℃下的涂4杯14~18s；將浸涂離心涂裝后的緊固件，在80～100℃的干燥爐內烘干10min～20min，然后隨爐升溫到220～280℃，保溫30～50min，進行固化處理。本發(fā)明方法的優(yōu)點是涂層厚度≤15μm時，滿足緊固件裝配公差要求的條件下，耐中性鹽霧時間可達到1500h不發(fā)生銹蝕，具有較好耐腐蝕性能，同時還具有較好的耐磨性能。
文檔編號F16B35/00GK102989649SQ20121056696
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權日2012年12月25日
發(fā)明者殷躍軍, 李慶鵬, 管勇, 劉建國, 嚴川偉 申請人:沈陽市航達科技有限責任公司, 中國科學院金屬研究所