一种钢材的表面酸化处理方法

摘要

本发明公开了一种钢材的表面酸化处理方法，属于钢材加工技术领域，具体包括如下步骤：（1）钢材预处理、（2）钢材酸化处理、（3）清洗处理。本发明酸化处理方法能有效提升钢材的粘结强度，并缩短了整体的处理时长，使用推广价值较高。

权利要求

1.一种钢材的表面酸化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）钢材预处理：

a.将待加工的钢材放入清水中冲洗去除杂质后备用；

b.将操作a处理后的钢材放入工业去油液中进行脱脂处理，完成后用清水洗去残液后备用；

（2）钢材酸化处理：

a.按重量份称取各物质配制成酸化处理液备用，所述酸化处理液中各物质成分的重量百分比为：10 12%盐酸、2 4%酒石酸、2 3%十二烷基苯磺酸钠、1 2%硬脂酸钙、3 5%二氧化~ ~ ~ ~ ~硅，余量为水；所述的二氧化硅经过粉碎分级处理操作，具体是将二氧化硅总重的80 85%粉~碎成颗粒大小为70 100μm，将剩余重量的二氧化硅粉碎成颗粒大小为1 30μm，最后再将其~ ~混合均匀后即可；

b.将步骤（1）预处理后的钢材浸入到步骤（2）操作a所得的酸化处理液中，加压保持酸化处理液的压力为3 4MPa，并对酸化处理液进行机械搅拌处理，保持钢材表面处液体的流~速为2.5 2.8 m/s，共处理6 8min后取出备用；

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（3）清洗处理：

将步骤（2）处理后的钢材放入去离子水中，同时辅以频率为35 38kHz的超声波进行清~洗，完成后置于65℃的条件下进行烘干处理后即可。

2.根据权利要求1所述的一种钢材的表面酸化处理方法，其特征在于，步骤（3）中所述的去离子水加热至30 33℃。

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说明书

一种钢材的表面酸化处理方法

技术领域

[0001] 本发明属于钢材加工技术领域，具体涉及一种钢材的表面酸化处理方法。

背景技术

[0002] 表面粘涂技术是以高分子聚合物与特殊填料组成的复合材料胶粘剂涂覆于零件表面实现某种用途的新技术。提高界面粘结强度的方法主要分两个方面，第一是改变复合材料用的粘结剂的成分，通过对粘结剂改性达到提高其粘结力的效果。第二是对金属基体进行表面预处理，这也是影响粘结剂/金属界面粘结强度的重要因素。在粘结之前，对金属表面进行一系列处理以去除金属表面氧化层和灰尘等，形成新的表面，可以提高金属界面粘结的强度。金属表面的处理方法大致可分为机械法和化学法两种。其中化学法因处理方式较为简单而被广泛采用。酸化法是现有处理钢材表面的主要方法之一，但其仍存在着处理时间较长、处理效果无法达到人们理想目标的问题。

发明内容

[0003] 本发明旨在提供一种钢材的表面酸化处理方法，能有效缩短现有酸化处理工艺的时长，提升钢材的处理效果。

[0004] 本发明通过以下技术方案来实现：

[0005] 一种钢材的表面酸化处理方法，包括如下步骤：

[0006] （1）钢材预处理：

[0007] a.将待加工的钢材放入清水中冲洗去除杂质后备用；

[0008] b.将操作a处理后的钢材放入工业去油液中进行脱脂处理，完成后用清水洗去残液后备用；

[0009] （2）钢材酸化处理：

[0010] a.按重量份称取对应的物质配制成酸化处理液备用，所述酸化处理液中各物质成分的重量百分比为：10 12%盐酸、2 4%酒石酸、2 3%十二烷基苯磺酸钠、1 2%硬脂酸钙、3 5%~ ~ ~ ~ ~二氧化硅，余量为水；

[0011] b.将步骤（1）处理后的钢材浸入到操作a所得的酸化处理液中，加压保持酸化处理液的压力为3 4MPa，并对酸化处理液进行机械搅拌处理，保持钢材表面处液体的流速为2.5~2.8 m/s，共处理6 8min后取出备用；
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[0012] （3）清洗处理：

[0013] 将步骤（2）处理后的钢材放入去离子水中，同时辅以频率为35 38kHz的超声波进~行清洗，完成后置于65℃的条件下进行烘干处理后即可。施加的超声波处理利于二氧化硅粉粒的去除，保证了原有钢材的表面特性。

[0014] 进一步的，步骤（2）操作a中所述的二氧化硅经过特殊的粉碎分级处理操作，具体是将二氧化硅总重的80 85%粉碎成颗粒大小为70 100μm，将剩余重量的二氧化硅粉碎成颗~ ~粒大小为1 30μm，最后再将其混合均匀后即可。合理的颗粒分级能有效提升钢材表面的刻~
蚀复杂程度，增强了粘结剂的附着效果，改善了钢材的表面质量。

[0015] 进一步的，步骤（3）中所述的去离子水加热至30 33℃。~

[0016] 本发明具有如下有益效果：

[0017] 本发明酸化处理方法改变了传统单纯酸浸的处理方式，对酸化处理液和处理方式进行了改善，其中独特配制的酸化处理液有效保证了钢材表面氧化层、杂质等的去除，又具有适度的刻蚀性能，向其中添加的二氧化硅成分能有效提升酸化刻蚀的效果，在酸化处理时对酸化处理液搅拌的过程中，二氧化硅成分在钢材表面剧烈运动，或随液体连续流动，或附着于被酸浸刻蚀的钢材表面的微孔中，提高了表面的粗糙度和微孔复杂程度，进一步增强了钢材界面的粘结强度，同时在液体不断流动的过程中，刻蚀微孔间形成了部分连通的现象，利于粘结剂的填充，提升了粘结强度。最终本发明酸化处理方法能有效提升钢材的粘结强度，并缩短了整体的处理时长，使用推广价值较高。

具体实施方式

[0018] 实施例1

[0019] 一种钢材的表面酸化处理方法，包括如下步骤：

[0020] （1）钢材预处理：

[0021] a.将待加工的钢材放入清水中冲洗去除杂质后备用；

[0022] b.将操作a处理后的钢材放入工业去油液中进行脱脂处理，完成后用清水洗去残液后备用；

[0023] （2）钢材酸化处理：

[0024] a.按重量份称取对应的物质配制成酸化处理液备用，所述酸化处理液中各物质成分的重量百分比为：10%盐酸、2%酒石酸、2%十二烷基苯磺酸钠、1%硬脂酸钙、3%二氧化硅，余量为水；

[0025] b.将步骤（1）处理后的钢材浸入到操作a所得的酸化处理液中，加压保持酸化处理液的压力为3MPa，并对酸化处理液进行机械搅拌处理，保持钢材表面处液体的流速为2.5~2.7 m/s，共处理6min后取出备用；

[0026] （3）清洗处理：

[0027] 将步骤（2）处理后的钢材放入去离子水中，同时辅以频率为35kHz的超声波进行清洗，完成后置于65℃的条件下进行烘干处理后即可。

[0028] 进一步的，步骤（2）操作a中所述的二氧化硅经过特殊的粉碎分级处理操作，具体是将二氧化硅总重的80%粉碎成颗粒大小为70 100μm，将剩余重量的二氧化硅粉碎成颗粒~大小为1 30μm，最后再将其混合均匀后即可。
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[0029] 进一步的，步骤（3）中所述的去离子水加热至30℃。

[0030] 实施例2

[0031] 一种钢材的表面酸化处理方法，包括如下步骤：

[0032] （1）钢材预处理：

[0033] a.将待加工的钢材放入清水中冲洗去除杂质后备用；

[0034] b.将操作a处理后的钢材放入工业去油液中进行脱脂处理，完成后用清水洗去残液后备用；

[0035] （2）钢材酸化处理：

[0036] a.按重量份称取对应的物质配制成酸化处理液备用，所述酸化处理液中各物质成分的重量百分比为：12%盐酸、4%酒石酸、3%十二烷基苯磺酸钠、2%硬脂酸钙、5%二氧化硅，余量为水；

[0037] b.将步骤（1）处理后的钢材浸入到操作a所得的酸化处理液中，加压保持酸化处理液的压力为4MPa，并对酸化处理液进行机械搅拌处理，保持钢材表面处液体的流速为2.6~2.8 m/s，共处理8min后取出备用；

[0038] （3）清洗处理：

[0039] 将步骤（2）处理后的钢材放入去离子水中，同时辅以频率为38kHz的超声波进行清洗，完成后置于65℃的条件下进行烘干处理后即可。

[0040] 进一步的，步骤（2）操作a中所述的二氧化硅经过特殊的粉碎分级处理操作，具体是将二氧化硅总重的85%粉碎成颗粒大小为70 100μm，将剩余重量的二氧化硅粉碎成颗粒~大小为1 30μm，最后再将其混合均匀后即可。
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[0041] 进一步的，步骤（3）中所述的去离子水加热至33℃。

[0042] 对比实施例1

[0043] 本对比实施例1与实施例1相比，不对二氧化硅做特殊的粉碎处理操作，即用等质量份的常规市售二氧化硅进行取代，除此外的方法步骤均相同。

[0044] 对比实施例2

[0045] 本对比实施例2与实施例2相比，所述酸化处理液中不含有二氧化硅成分，除此外的方法步骤均相同。

[0046] 对照组

[0047] 现有的钢材表面酸化处理方法。

[0048] 为了对比本发明效果， 选用同一批钢材和胶黏剂，采用《GB7124-86胶粘剂拉伸剪切强度测定方法(金属对金属)》制备拉伸剪切试样，测试上述五组方法对应的拉伸剪切强度，其中的加载速度为5mm/min，具体对比数据如下表1所示：

[0049] 表1

[0050]  粘结强度（MPa）
实施例1 8.3
实施例2 8.6
对比实施例1 7.9
对比实施例2 7.2
对照组 6.4

[0051] 由上表1可以看出，本发明方法处理后的钢材界面的粘结强度得到很好的提升，利于表面粘涂工艺的进行，此外本发明整体的处理工艺时长可缩短50%以上，推广价值较高。