一种阀体铸造件的表面处理工艺

文档序号:549447 发布日期:2021-06-04 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 一种阀体铸造件的表面处理工艺 (Surface treatment process for valve body casting part ) 是由 季豪敏 季奇章 于 2021-01-26 设计创作,主要内容包括:本申请涉及阀体表面处理领域,具体公开了一种阀体铸造件的表面处理工艺。一种阀体铸造件的表面处理工艺,将阀体铸造件经过预处理、第一次表面处理、第二次表面处理得到。第一次表面处理的方法为:将预处理后的阀体铸造件浸泡于由双(二巯基-1,3,4-噻二唑)、三氯化铈、二甲基甲酰胺、95wt%乙醇制得的处理剂中并捞出晾干。第二次表面处理的方法为:将第一次表面处理后的阀体铸造件表面涂覆耐腐蚀涂料,耐腐蚀涂料的原料包括环氧树脂、丙烯酸树脂、乙基纤维素、柠檬酸、乙腈、二月桂酸二丁基锡和甲基环戊二烯基三氯化锆。通过本表面处理工艺处理得到的阀体铸造件具有较好的耐腐蚀性能,且耐腐蚀涂料对其表面结合强度较好,不易脱落。(The application relates to the field of valve body surface treatment, and particularly discloses a surface treatment process for a valve body casting part. A surface treatment process for a valve body casting part is obtained by carrying out pretreatment, primary surface treatment and secondary surface treatment on the valve body casting part. The first surface treatment method comprises the following steps: soaking the pretreated valve casting in a treating agent prepared from bis (dimercapto-1, 3, 4-thiadiazole), cerium trichloride, dimethylformamide and 95wt% ethanol, and fishing out and drying in the air. The method for the second surface treatment comprises the following steps: and coating the surface of the valve body casting after the first surface treatment with a corrosion-resistant coating, wherein the corrosion-resistant coating is prepared from the raw materials of epoxy resin, acrylic resin, ethyl cellulose, citric acid, acetonitrile, dibutyltin dilaurate and methylcyclopentadienyl zirconium trichloride. The valve body casting part obtained by the surface treatment process has better corrosion resistance, and the corrosion-resistant coating has better surface bonding strength and is not easy to fall off.)

一种阀体铸造件的表面处理工艺

技术领域

本申请涉及阀体表面处理的领域,更具体地说,它涉及一种阀体铸造件的表面处理工艺。

背景技术

目前,国内外对于阀门的使用越来越广泛,对于阀门的要求也越来越高。阀门通常由启闭件(如球阀中的球体)和阀杆组成,启闭件由阀杆带动,将阀门关闭或开启。

阀门的内腔长期处于液体中,受到液体的冲击,腐蚀等,阀腔内壁被腐蚀后与启闭件难以形成密封状态,导致球阀失效,因此其耐腐蚀性有待改进。

发明内容

为了提高阀体铸造件表面的耐腐蚀性,本申请提供一种阀体铸造件的表面处理工艺。

本申请提供的一种阀体铸造件的表面处理工艺,采用如下的技术方案:

一种阀体铸造件的表面处理工艺,包括一种阀体铸造件的表面处理工艺,包括以下步骤:

S1:阀体铸造件的预处理:将铸造成型的阀体铸造件依次经过水洗、酸洗、水洗,晾干得到预处理后的阀体铸造件;

S2:阀体铸造件第一次表面处理:将预处理后的阀体铸造件浸泡于处理剂中,捞出烘干得到第一次表面处理后的阀体铸造件;

所述处理剂包括以下重量份数的原料:

双(二巯基-1,3,4-噻二唑)4-6份;

三氯化铈1-2份;

95wt%乙醇20-22份。

通过采用上述技术方案,阀体铸造件经过预处理除去表面灰尘与油污,方便下一步的加工。双(二巯基-1,3,4-噻二唑)是一种金属多齿螯合剂,其分子式中具有能同金属配合的六个硫原子、四个氮原子,六个硫原子中具有4个硫原子在同一平面上,其与金属络合后形成螯合环,在金属表面形成一层致密的保护膜,螯合环具有较好的稳定性,且能有效屏蔽氧气和液体与阀体铸造件表面接触,从而提高阀体铸造件表面的耐腐蚀性。

铈的4f轨道中的电子对原子核的屏蔽不完全,不能像s、p、d能级中电子那样能有效屏蔽原子核,使铈具有较强的内吸附能力;三氯化铈中的铈离子能吸附于金属表面,且优先吸附于金属表面的晶体缺陷处(错位和晶界等),其吸附于金属表面后影响双(二巯基-1,3,4-噻二唑)与金属形成的螯合物,使保护膜的结构更加细致紧密,同时提高对氧气和液体的隔离能力,进一步提高阀体铸造件的耐腐蚀性能。

乙醇作为溶剂,三氯化铈与双(二巯基-1,3,4-噻二唑)溶解于乙醇中配成处理剂,通过浸泡的方式,使三氯化铈与双(二巯基-1,3,4-噻二唑)附着于本阀体铸造件表面,乙醇挥发后形成保护膜,得到具有耐腐蚀性较好的阀体铸造件。

可选的,所述处理剂的原料还包括1-2份二甲基甲酰胺。

通过采用上述技术方案,双(二巯基-1,3,4-噻二唑)能与二价、三价金属离子发生络合,因此其与三价铈离子具有一定的络合能力。二甲基甲酰胺作为阻断剂,二甲基甲酰胺填充于处理剂中,减小了双(二巯基-1,3,4-噻二唑)与三氯化铈之间的络合。提高处理剂中铈离子、双(二巯基-1,3,4-噻二唑)对阀体铸造件的表面作用率,从而提高耐腐蚀率。

可选的,所述处理剂的制备方法如下:

S1, 双(二巯基-1,3,4-噻二唑)的预处理:将双(二巯基-1,3,4-噻二唑)溶解于丙酮溶液中,抽滤,将得到的滤液减压蒸干,采用95wt%乙醇溶解后重结晶除去丙酮,得到预处理后的双(二巯基-1,3,4-噻二唑);

S2,处理剂的制备:按重量份计,将4-6份双(二巯基-1,3,4-噻二唑)溶解于20-22份95wt%乙醇中,搅拌状态下先加入1-2份二甲基甲酰胺,再加入1-2份三氯化铈,得到处理剂。

通过采用上述技术方案,将双(二巯基-1,3,4-噻二唑)经过预处理提纯,除去杂质。先将二甲基甲酰胺加入在双(二巯基-1,3,4-噻二唑)的乙醇溶液中,再加入三氯化铈,使双(二巯基-1,3,4-噻二唑)与三氯化铈在处理剂体系中不易相互缔合,从而得到处理剂。

可选的,还包括S3:阀体铸造件第二次表面处理:将第一次表面处理后的阀体铸造件表面涂覆耐腐蚀涂料,晾干后得到第二次表面处理后的阀体铸造件。

通过采用上述技术方案,耐腐蚀涂料对阀体铸造件表面进一步防腐蚀,提高其耐腐蚀能力。

可选的,所述耐腐蚀涂料有包含以下重量组分的原料:环氧树脂30-35份、丙烯酸树脂30-35份、乙基纤维素7-12份,柠檬酸2-3份、乙腈1-3份、二月桂酸二丁基锡2-3份和甲基环戊二烯基三氯化锆1-2份。

通过采用上述技术方案,环氧树脂具有较好的粘结性能,环氧树脂、乙基纤维素作为成膜物质,覆盖阀体铸造件的表面,从而提高耐腐蚀性。通过添加丙烯酸树脂,提高耐腐蚀涂料的流动性。柠檬酸和乙腈的组合物用于调节耐腐蚀涂料的物理极性,使其与双(二巯基-1,3,4-噻二唑)极性相近,提高耐腐蚀涂料与双(二巯基-1,3,4-噻二唑)的相容性,提高耐腐蚀涂料的粘结能力,提高阀体铸造件的耐腐蚀能力。二月桂酸二丁基锡和甲基环戊二烯基三氯化锆组合形成固化体系,提高本耐腐蚀涂料的凝固速度。

可选的,所述耐腐蚀涂料的pH值为4-5.5。

通过采用上述技术方案,耐腐蚀涂料在pH为4-5.5时与阀体铸造件表面结合更加细致紧密。

可选的,将30-35份环氧树脂、30-35份丙烯酸树脂在60℃下混合搅拌均匀,将得到的混合物与7-12份乙基纤维素、2-3份柠檬酸、1-3份乙腈、2-3份二月桂酸二丁基锡和1-2份甲基环戊二烯基三氯化锆搅拌混合均匀,得到耐腐蚀涂料。

通过采用上述技术方案,制得耐腐蚀涂料。

可选的,还包括S4:将第二次表面处理后的阀体铸造件进行辐照交联,调整辐照剂量率为1-2kGy/s,辐照总量为500-700kGy,电子束能量为0.1~10MeV,辐照温度为70-80℃。

通过采用上述技术方案,对第二次处理后的阀体铸造件经过辐照交联,提耐腐蚀涂料内的活性基团数目,使耐腐蚀涂料形成的膜更加细密,提高阀体铸造件的耐腐蚀能力;同时,使耐腐蚀涂料形成的膜与处理剂形成的保护膜的之间的结合力增强,使耐腐蚀涂料不易脱落。

综上所述,本申请具有以下有益效果:

1、将双(二巯基-1,3,4-噻二唑)与阀体铸造件表面进行缔合,提高阀体铸造件的耐腐蚀性能。

2、通过在处理剂中添加二甲基甲酰胺,抑制双(二巯基-1,3,4-噻二唑)与铈离子的之间的缔合,提高双(二巯基-1,3,4-噻二唑)与铈离子在阀体铸造件表面的作用率。

3、通过柠檬酸和乙腈调节耐腐蚀涂料的物理极性,提高耐腐蚀涂料与双(二巯基-1,3,4-噻二唑)的相容性。

具体实施方式

以下结合实施例、对比例对本申请作进一步详细说明。

双(二巯基-1,3,4-噻二唑)为烟台恒诺新材料有限公司出售,纯度为99.00wt%,工业级;95wt%乙醇为上海阿拉丁生化科技股份有限公司出售,产品编号A112717,AR;环氧树脂为天津世纪永盛科技发展有限公司出售的环氧树脂漆,品牌为津朝晖;丙烯酸树脂为黄山澳盛源新材料科技有限公司出售的水性环氧改性丙烯酸树脂A990;乙基纤维素为广州市信洪贸易有限公司出售,品牌为阿拉丁;柠檬酸为济南汇丰达化工有限公司出售,品牌为英轩;二月桂酸二丁基锡为广州市信洪贸易有限公司出售,品牌为麦克林;甲基环戊二烯基三氯化锆为安徽敦茂新材料科技有限公司出售,纯度99wt%。

实施例1:

一种阀体铸造件的表面处理工艺,其特征在于,包括以下步骤:

S1,阀体铸造件的预处理:将铸造成型的阀体铸造件依次经过水洗、10wt%盐酸酸洗、水洗,晾干得到预处理后的阀体铸造件;

S2,阀体铸造件第一次表面处理:将预处理后的阀体铸造件浸泡于处理剂中,浸泡时间5min,捞出烘干,得到第一次表面处理后的阀体铸造件。

处理剂的制备方法如下:

S1,预处理:将双(二巯基-1,3,4-噻二唑)溶解于丙酮溶液中,抽滤,将得到的滤液减压蒸干,采用95wt%乙醇溶解后重结晶除去丙酮,得到预处理后的双(二巯基-1,3,4-噻二唑);

S2,按重量份计,将4份双(二巯基-1,3,4-噻二唑)溶解于20份95wt%乙醇中,搅拌状态下先加入1份二甲基甲酰胺,搅拌3min,搅拌下加入1份三氯化铈,得到处理剂。

实施例2:

一种阀体铸造件的表面处理工艺,其特征在于,包括以下步骤:

S1,阀体铸造件的预处理:将铸造成型的阀体铸造件依次经过水洗、10wt%盐酸洗、水洗,晾干得到预处理后的阀体铸造件;

S2,阀体铸造件第一次表面处理:将预处理后的阀体铸造件浸泡于处理剂中,浸泡时间5min,捞出烘干,得到第一次表面处理后的阀体铸造件。

处理剂的制备方法如下:

S1,预处理:将双(二巯基-1,3,4-噻二唑)溶解于丙酮溶液中,抽滤,将得到的滤液减压蒸干,采用95wt%乙醇溶解后重结晶除去丙酮,得到预处理后的双(二巯基-1,3,4-噻二唑);

S2,按重量份计,将6份双(二巯基-1,3,4-噻二唑)溶解于22份95wt%乙醇中,搅拌状态下先加入2份二甲基甲酰胺,搅拌3min,搅拌下加入2份三氯化铈,得到处理剂。

实施例3:

一种阀体铸造件的表面处理工艺,其特征在于,包括以下步骤:

S1,阀体铸造件的预处理:将铸造成型的阀体铸造件依次经过水洗、10wt%盐酸洗、水洗,晾干得到预处理后的阀体铸造件;

S2,阀体铸造件第一次表面处理:将预处理后的阀体铸造件浸泡于处理剂中,浸泡时间5min,捞出烘干,得到第一次表面处理后的阀体铸造件。

处理剂的制备方法如下:

S1,预处理:将双(二巯基-1,3,4-噻二唑)溶解于丙酮溶液中,抽滤,将得到的滤液减压蒸干,采用95wt%乙醇溶解后重结晶除去丙酮,得到预处理后的双(二巯基-1,3,4-噻二唑);

S2,按重量份计,将5份双(二巯基-1,3,4-噻二唑)溶解于21份95wt%乙醇中,搅拌状态下先加入2份二甲基甲酰胺,搅拌3min,搅拌下加入1份三氯化铈,得到处理剂。

实施例4:

与实施例3的区别在于,处理剂的制备方法的S2中不添加二甲基甲酰胺。

实施例5:

与实施例3的区别在于,阀体铸造件的表面处理工艺还包括S3,阀体铸造件第二次表面处理:将第一次表面处理后的阀体铸造件表面涂覆环氧树脂漆,涂料层厚度为0.1mm,晾干后得到第二次表面处理后的阀体铸造件。

实施例6:

与实施例5的区别在于,第一次表面处理后的阀体铸造件表面涂覆耐腐蚀涂料,涂料层厚度为0.1mm,晾干后得到第二次表面处理后的阀体铸造件。

耐腐蚀涂料的制备方法如下:

按重量份计,将30份环氧树脂、30份丙烯酸树脂在60℃下混合搅拌均匀,将得到混合物与7份乙基纤维素,2份柠檬酸、1份乙腈、2份二月桂酸二丁基锡和1份甲基环戊二烯基三氯化锆搅拌混合均匀,采用氢氧化钠调节pH至7,得到耐腐蚀涂料。

实施例7:

与实施例5的区别在于,第一次表面处理后的阀体铸造件表面涂覆耐腐蚀涂料,涂料层厚度为0.1mm,晾干后得到第二次表面处理后的阀体铸造件。

耐腐蚀涂料的制备方法如下:

按重量份计,将35份环氧树脂、35份丙烯酸树脂在60℃下混合搅拌均匀,将得到混合物与12份乙基纤维素,3份柠檬酸、3份乙腈、3份二月桂酸二丁基锡和2份甲基环戊二烯基三氯化锆搅拌混合均匀,采用氢氧化钠调节pH至7,得到耐腐蚀涂料。

实施例8:

与实施例5的区别在于,第一次表面处理后的阀体铸造件表面涂覆耐腐蚀涂料,涂料层厚度为0.1mm,晾干后得到第二次表面处理后的阀体铸造件。

耐腐蚀涂料的制备方法如下:

按重量份计,将33份环氧树脂、33份丙烯酸树脂在60℃下混合搅拌均匀,将得到混合物与9份乙基纤维素,3份柠檬酸、2份乙腈、2份二月桂酸二丁基锡和2份甲基环戊二烯基三氯化锆搅拌混合均匀,采用氢氧化钠调节pH至7,得到耐腐蚀涂料。

实施例9:

与实施例8的区别在于,耐腐蚀涂料的pH值为4。

实施例10:

与实施例8的区别在于,耐腐蚀涂料的pH值为5.5。

实施例11:

与实施例8的区别在于,耐腐蚀涂料的pH值为5。

实施例12:

与实施例8的区别在于,耐腐蚀涂料的pH值为11。

实施例13:

与实施例8的区别在于,耐腐蚀涂料内不添加柠檬酸。

实施例14:

与实施例8的区别在于,耐腐蚀涂料内不添加乙腈。

实施例15:

与实施例8的区别在于,耐腐蚀涂料内不添加柠檬酸和乙腈。

实施例16:

与实施例11的区别在于,将第二次表面处理后的阀体铸造件采用γ射线进行辐照交联,调整辐照剂量率为1kGy/s,辐照总量为500kGy,电子束能量为0.1MeV,辐照温度为70℃。

实施例17:

与实施例11的区别在于,将第二次表面处理后的阀体铸造件采用γ射线进行辐照交联,调整辐照剂量率为2kGy/s,辐照总量为700kGy,电子束能量为10MeV,辐照温度为80℃。

实施例18:

与实施例11的区别在于,将第二次表面处理后的阀体铸造件采用γ射线进行辐照交联,调整辐照剂量率为2kGy/s,辐照总量为600kGy,电子束能量为5MeV,辐照温度为75℃。

对比例1:

与实施例3的区别在于,阀门铸造件不经过第一次表面处理。

对比例2:

与实施例8的区别在于,阀门铸造件表面不经过第一次表面处理,并涂覆耐腐蚀涂料。

对比3:

与实施例3的区别在于,处理剂中不添加双(二巯基-1,3,4-噻二唑)。

对比例4:

与实施例3的区别在于,处理剂中不添加三氯化铈。

性能检测试验

盐雾腐蚀试验:

参照GB/T10125-2012《人造气氛腐蚀实验盐雾试验》对实施例及对比例的阀体铸造件进行中性盐雾试验(NSS试验)。试验1000h后进行测试,实验结果详见表1。

结合能力测试:

将阀体铸造件采用实施例5-18与对比例2的处理工艺进行处理,得到待测试试样,参照GB/T5210—2006《色漆和清漆拉开法附着力试验》。采用岛津(香港)有限公司出售的AGS-J拉力试验机进行测试,拉伸速度为10mm/min,胶粘剂为ALTECO110型强力胶。测试结果详见表1。

表1

结合实施例3和实施例4并结合表1可以看出,在处理剂中添加二甲基甲酰胺,二甲基甲酰胺作为阻断剂,阻断双(二巯基-1,3,4-噻二唑)与三氯化铈之间的缔合,提高处理剂中铈离子、双(二巯基-1,3,4-噻二唑)对阀体铸造件的表面作用率,从而提高耐腐蚀率。

结合实施例3和实施例5并结合表1可以看出,环氧树脂漆涂覆于阀体铸造件表面,使阀体铸造件表面进一步与空气隔离,进而提高阀体铸造件的耐腐蚀能力。

结合实施例5和实施例6-8并结合表1可以看出,耐腐蚀涂料比环氧树脂漆对于提高阀门铸造件表面耐腐蚀性能的效果更好,同时耐腐蚀涂料对阀门铸造件表面的粘结强度更强。环氧树脂、乙基纤维素作为成膜物质,丙烯酸树脂提高耐腐蚀涂料的流动性,柠檬酸和乙腈将耐腐蚀涂料的物理极性调节至与处理剂相近,提高耐腐蚀涂料与处理剂相容性,从而提高耐腐蚀涂料在阀体铸造件表面的粘结能力。

结合实施例8和实施例9-12并结合表1可以看出,耐腐蚀涂料在pH值为4、5、5.5时比在pH值为7、11时,阀体铸造件的耐腐蚀性、粘结强度更好。原因可能是,pH值在酸性时影响了耐腐蚀涂料中柠檬酸和乙腈的活性,从而提高了耐腐蚀涂料与处理剂层的结合力,使阀体铸造件表现形成的膜更加细致,从而提高阀体铸造件的耐腐蚀性、粘结强度。

结合实施例8和实施例13-15并结合表1可以看出,添加柠檬酸和乙腈调节耐腐蚀涂料的极性,提高耐腐蚀涂料与处理剂形成的膜的相容性,从而显著提高耐腐蚀涂料在阀体铸造件表面的粘结强度。

结合实施例11和实施例16-18并结合表1可以看出,辐照交联提高耐腐蚀涂料内自由基团数量,使耐腐蚀涂料内部通过自由基的相互结合而形成新的连接键,从而提高内复式涂料形成的模的致密性,提高阀体铸造件的耐腐蚀能力。同时,辐照交联提高与处理剂的结合能力,提高耐腐蚀涂料与阀体铸造件表面的粘结强度。

结合实施例3和对比例1并结合表1可以看出, 处理剂显著提高了阀体铸造件的耐腐蚀能力。双(二巯基-1,3,4-噻二唑)与阀体铸造件表面络合后形成螯合环,形成一层致密的保护膜,螯合环具有较好的稳定性,且有效屏蔽外接液体、气体与阀体铸造件表面接触,从而提高阀体铸造件表面的耐腐蚀性。铈具有较强的内吸附能力,其吸附于阀体铸造件的表面,使双(二巯基-1,3,4-噻二唑)与金属螯合物结构更加细致紧密,进一步提高阀体铸造件的耐腐蚀性能。

结合实施例8和对比例2并结合表1可以看出,将内复式涂料直接涂覆于阀体铸造件表面时,其耐腐蚀性能与粘结能力并不佳,先将阀体铸造件经过第一次表面处理后再涂覆耐腐蚀涂料,通过将耐腐蚀涂料附着于处理剂形成的模上,且耐腐蚀涂料与处理剂形成的膜具有较好的结合能力,从而提高耐腐蚀涂料与阀体铸造件表面的结合强度。

结合实施例3和对比例3并结合表1可以看出,双(二巯基-1,3,4-噻二唑)在金属表面形成一层致密的保护膜能显著增强阀体铸造件的耐腐蚀能力。

结合实施例3和对比例4并结合表1可以看出,铈离子吸附于阀体铸造件表面,具有提高阀体铸造件的耐腐蚀性能的效果。由实验数据可得知,铈离子单一对阀体铸造件作用时,对耐腐蚀性的提高的效果较微弱,但铈离子与双(二巯基-1,3,4-噻二唑)的组合物制成的处理液,能显著提高耐腐蚀性能,其原因可能是铈离子吸附于金属表面后影响双(二巯基-1,3,4-噻二唑)与金属形成的螯合物,使保护膜的结构更加细致紧密,从而显著提高阀体铸造件的耐腐蚀性能。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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