金属防腐蚀的方法与金属表面处理技术研究

中 国新技术新产 品
一２ — １７
易与 金属 离子 反 应生成 沉 淀 。导致 发黑 液不 中 由表 ２ 知 ， 可 能形 成 发黑 膜 ， 外 观较 好 能稳 定 的存 在 。由图 １ 可知 ，当发 黑 液 的 且 Ｈ值 为 ４时 ， 黑 液 能 稳 定存 在 ， 发 且经 发 黑 腐 蚀措施 来 避免 的 。因腐 蚀报 废 的钢 铁高 达 的 只有实 验 编号 为 ３ １ ， ８ 三个 实 验 。综 ｐ ，Ｉ１ 这 总产量 的三 分之 一 ，其 中约 占百 分之 十 的废 合这 ３ 实验 的配 方 组分 ， 初选 配方 定 为 ： 处理形 成 的发黑 膜耐 蚀性 能较 好 。 个 将 ３ 正交 优化 实验结 果 与分析 ． ２ 品不 能 回收重 炼 ， 这无 论对 资 源或 能源 来说 ， 硫 酸铜 ２／， 酸 二 氢 锌 ７／ 、 檬 酸 ２／， ｇ 磷 Ｉ ｇ 柠 Ｌ ｇ Ｌ 造 成 经 济 损 火 约 占当 年 同 民 经 济 生 产 总 值 配方 初选 结果 如表 ２ 所示 ：
参 考 文 献
『 Ｒ永 辉 ， １０ ］ 张佩 芬． 属 腐蚀 学原 理【 ． 金 Ｍ】 北京 ：
航 空 工 业 出版 社 ，９ ３ ２ ． １ ９ ：０
【 李 丰春 ， 秀 云 ， 波 ． 腐 蚀 Ｘ［ ］ 京 ： ２ 】 程 刘 防 －Ｍ ． 北
化 学工业 出版社 ，０ ４：— ０ ２０ １２．
ｐ 缓 Ｈ
图 １ｐ 值 对 耐 蚀 性 的 影 响 Ｈ
从实 验结 果 可知 ：Ｈ值 对发 黑 的 影响 较 ｐ 大， ｐ 当 Ｈ值过 低 或 过高 时 ， 能 形成 发 黑 膜 不
或者 形 成 的 发黑 膜 质 量 十 分 差 。ｐ Ｈ值 较 低
时， 如果 氧化 剂的 浓度 低 ， 能形 成一 层红 色 只
工 业技 术
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金属 防腐蚀 的方法与金属表 面处理 技术研究
王 芙 庆
（ 中海 油 惠 州 炼 油 分公 司 ， 东 惠 州 ５ ６ ８ ） 广 １０ ４ 摘 要： 本文针 对钢 铁材料 传 统的发 黑液毒性 大、 稳定 ｔ４ 所得 发 黑膜 的耐 腐蚀性 差 ， Ｉ ￣， ￣ － 以及发 黑 工 艺能耗 高、 工序 繁 多等 问题 ， 过 通 对 Ａ 铜样 片表 面发黑 膜的 耐腐蚀 试验 和 形貌 分析 ， 究 了高温无 毒发 黑液 的最佳 配 方和 最佳 工 艺条件 。 ３ 研 关键 词 ： 学 转化膜 ； 化 无毒 ； 黑 ； 发 正交优 化
Ｉ前 言 ２ 常 温 无 毒 发 黑 液 金 属腐 蚀是 金属 与周 用环境 介质 之 间发 的研 究配 方 初选 生化 学或 电化 学作 用 而 引起 的破 坏 或 变 质 。 经 过 预 先 探 索 性 试 它是 悄悄 自发 进 行 的一 种 冶 金 的逆 过 程 ， 在 验 ，初步 确定 配方 为 ： 硫 人 们生产 实践 和 生活 中是 经 常见 到 的一种 现 酸铜 、 酸 二 氢 锌 、 磷 柠檬
利用 Ｌ ６４ ） 进 行 ４水 平 ５冈 素 的正 交 实 １（ 表 ５
表 ２ 配方初 选 正 交实验 结果
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号
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硝酸蚺 Ｄ 外规评分 Ｈ憧
验， 表 ３ 如 。由正交 实验得 到 发黑液 的优 化配 方 Hale Waihona Puke Baidu 后 在最优 配方 下 ， 过实 验得 到最 佳 的 最 通 发黑 时间 。
ｐ Ｈ值对 发黑 膜 的耐腐 蚀性 的影 响 。 实验 结 单 因 素实 验 的基 础 上进 行正 交 优化 实验 。在 其 单 【 素实验 的确定 的配 方 范 围 ，在工 艺 条件 大 １ 果如 图 １ 示 。 所 ｐ Ｈ值为 ４ ，处理 时 问为 出现完 整发 黑膜 后再 存停 留 ｌ ｉ 左 右 。以耐 腐蚀 性 为考 察指 标 ， ｍｎ
抗 蚀 的 目的 。 表 Ｉ 配 方 正 交 实验 因 素 水 平
，处 理时 问 为 出现 完整 发 黑膜 后 再 发黑 液配 方 为硫 酸铜 ２／ ，磷 酸二 氢锌 值 定 为 ４ ｇ Ｌ ｍｎ ７ 、 Ｌ 柠檬 酸 ２ ／ ， 钒酸 钠 ２ ／ ， 酸钠 ２ ｇ 在 停 留 １ ｉ 左 右 。 ｇ 偏 １ ｇ Ｉ硝 ／ ４ 发黑 液配 方的优 化 Ｌ 温 度为 窜 温 ， 理 时 间为 出现 完整 发 黑 膜 ， 处 后继 续再 在 发黑 液 中停 留 １ ｍ ｎ 右 。考 察 ｉ左 为进 行 一 步提 高 发 黑 膜 的耐 腐 蚀 性 ， 在
的 ，但其 中大约 四分 这一 是 可 以通过 改善 防
通 过 单 凶素 实 验 得 到 发黑 液 的配 方 为 ： 硝酸 钠 ２／、 酸 钠 ３ ｐ 值为 ４ 温 度 为 ｇ 硝 Ｌ Ｉ Ｈ ， ， ｇ Ｌ ｇ Ｌ ｇ Ｌ 其 次 ，金属腐 蚀 问题 会造 成各 种社 会 问 搴温 ，处理 时 间 为出 现完 整发 黑膜 后再 存 发 硫 酸 铜 ２ ／ 、磷 酸 二 氢锌 ６／ 、柠檬 酸 ３／ Ｌ 偏 钒 酸 钠 ２／ ， 酸钠 ２ ／ ，Ｈ 值 为 ４ 处 、 ｇ 硝 Ｌ ｇ ｐ Ｌ ， ｍｉ 题。 腐蚀 不仅 大量 吞噬 钢 材 ， 时 由于生产 过 黑液 中停 留 １ ｎ左右 。 同 理 时 问 为 出现 完 整 发 黑 膜 后 再 停 留 ｈ ｉ ｎ ｎ 程 中 的腐 蚀造 成设 备 的跑 、 、 、 ， 冒 滴 漏 不仅 污 ３单 因素 实验结 果 与分 析 都是 一个 巨大 的损 失 。 染环 境 ， 至 着火 、 炸 ， 而 引起 厂房 、 器 甚 爆 从 机 以耐腐 蚀 性试 验 的结 果 为检 验指 标 。在 左 右 。用硫 酸铜 点滴 法 检验 用此 发黑 液 处理 其 ４ｓ 没备破 坏 ， 成 严 重 的事 故 ， 及 人 身安 全 。 上述 配方 的基 础 ， 酿 危 采用 只 改变 其 中一种 成分 ， 的钢 片的耐 腐蚀 性 ， 结果 为 １５。 并 确 定 正 交 实 验 中各 组 份 的 含 量 范 围 由此 ， 们可 以看 到腐 蚀 防护 问题 的 重要 性 ， 而其 它成 分不 变 的方 法 ，来研 究 该配 方 中不 我
表 ３ 配方正 交 实验 因素水 平
象， 给人 类带 来 巨大 的经 济损 失 和社 会危 害。 酸 、 偏钒 酸钠 、 硝酸 钠 ， 温
首先 ，金属 腐蚀 问题 会 造成 巨大 的经 济 度为 窒温 ｆ ２ 度） 以外 约 ０ 。 损 失 。金 属腐 蚀 给人 类造 成 的危 害 和损 失甚 观结 果为 检验 指标 ， 过 通 如果 氧化 剂 的浓度 较 高 ， 形成 的发 则 至超过 风灾 、 火灾 、 灾 和地 震等 自然 灾 害 的 正交 实验 确定 配 方 中各组 分 的浓 度 范 围。正 的铜 膜 ； 水 黑膜 附着非 常差 。 Ｈ值 过高 时磷 酸根离 子容 ｐ 总和。 有资 料 显示 ， 世界 每年 由于腐 蚀 问题 交实 验表 如表 ｌ 全 所示 。
硫 ～ｇ 磷 Ｌ ～ｇ 柠 Ｌ 钢铁 材料 经 过发 黑处 理 ，可快 速 形成 整体 颜 同成 分对 发黑 膜性 能 的影 响及 其 存发 黑过 程 为 ： 酸铜 １４／、 酸二 氢 锌 ５ ８，、 檬 酸 １ ４ ／ 、 钒 酸钠 １ ４ ／ 、 酸钠 １ ４ 。 ～ｇ 偏 Ｌ ～ｇ 硝 Ｌ ～ Ｌ 色 均匀一 致 的发 黑膜 ，发 黑后 Ｔ件 经 封闭 液 中 的作Ｊ 。 ｝ ＝ ｝ ｊ 考虑 ｐ Ｈ值的 变化 对发黑 反应 影 响大 ，将 ｐ Ｈ 处 理 ， 护膜 附 着 牢 同 、 保 防腐 性 强 ， 达 到 高 可 ３１ｐ ． Ｈ值 对发黑 膜性 能 的影 响