本發明屬于鋼板材料的腐蝕與防護領域，特別涉及一種用于鋼鐵材料的快速銹蝕技術，具體的說是用于耐候鋼板的快速銹蝕方法。

　　背景技術：

　　耐候鋼是一種具有良好抗大氣腐蝕性能的低合金鋼，在使用過程中其表面形成致密銹層，能有效阻礙腐蝕介質進入。耐候鋼因其相對于普通碳鋼耐大氣腐蝕的有效性及相對于不銹鋼等耐蝕鋼的經濟性而得到迅速發展，已廣泛應用于鐵路車輛、集裝箱、塔架、橋梁等領域。

　　耐候鋼裸露使用時存在著一些亟待解決的問題。耐候鋼表面防護性銹層的形成一般需要三年左右的時間，而在使用初期，耐候鋼表面常出現黃色銹液流掛、飛散等現象，影響美觀且污染環境。在高鹽氣候條件下，耐候鋼表面更是難以形成穩定化銹層，既污染環境又難以充分發揮耐候鋼的作用。

　　在耐候鋼表面銹層處理技術的開發及應用領域，日本處于領先地位，其技術已相當成熟，但不對外公開。

　　在國內，針對耐候鋼快速銹蝕的技術問題已開發出一些處理劑。如專利cn102268663a公開了一種耐候鋼用表面穩定處理劑，該處理劑為有機-無機復合體系，主劑為丙烯酸環氧樹脂或聚乙烯醇縮丁醛樹脂、改性劑為硫酸鉻或鉻酸鍶，此外還含有硫酸鋇、磷酸鐵、磷酸二氫鋅、二氧化錳、硝酸鋅、亞硝酸鈉、氧化鐵紅、鐵粉、十二烷基磺酸鈉、聚乙二醇等，該處理劑可刷涂或噴涂于鋼板表面，涂層干燥時間短，能夠滿足現場實施的要求，但其配方中所含硫酸鉻及鉻酸鍶均為致癌物，易對環境造成污染。并對人體健康構成潛在威脅。專利cn86103534提供了一種用于耐候鋼及普通碳素鋼的耐候性防銹膜快速形成方法，其處理劑含有草酸、栲膠、丹寧酸、雙氧水、鉬酸銨、重鉻酸鉀、高錳酸鉀、亞硝酸鈉、亞硫酸鈉等，其主要處理工藝過程包括表面酸洗、凈化、氧化、穩定化和充分發銹。該方法以浸泡方式進行處理，不適用于大型構件、工序復雜、處理時間長，因此該處理劑及處理方法不適宜在現場環境中應用。專利cn102191492a公開了一種鐵銹轉化劑，該轉化劑由前處理液和后處理液構成，前處理液含有鐵粉、烏洛托品、甘油和水等，后處理液含有多聚磷酸、碳酸錳、醋酸、單寧酸和水；該轉化劑雖然能夠通過抑制鋼鐵的陽極反應過程而有效抑制腐蝕，但其處理時間較長，鋼鐵件需刷涂前處理液1小時后再噴涂后處理液，此后需放置24小時才能得到完整的處理膜，但該方法僅用于處理帶銹鋼鐵件表面，其目的是解決帶銹鋼鐵件表面銹層穩定的問題，因此不適于耐候鋼板的快速銹蝕。

　　由此可知，上述處理技術還不成熟，主要表現在：處理劑仍具有顯著的涂料屬性，不環保，部分技術的實施工藝較復雜，對材料表面質量要求高，不適合冶金企業及施工現場操作。

　　技術實現要素：

　　本發明的目的是針對現有技術所存在的缺陷，提供一種快速、環保，實施工藝簡單易行，對材料表面質量要求低，適合冶金企業及施工現場操作的耐候鋼板快速銹蝕方法。

　　為此，本發明所采取的技術解決方案是：

　　一種耐候鋼板快速銹蝕方法，其銹蝕工藝流程為：鋼板表面清潔→鋼板表面均質化→鋼板表面預氧化→鋼板表面氧化→鋼板表面后續處理；其具體銹蝕方法和步驟為：

　　(1)鋼板表面清潔：利用砂紙、角磨機或噴丸即人工或機械的方法對鋼板表面進行處理，使鋼板表面無銹、無油、無其它黏附物。

　　(2)鋼板表面均質化：利用刷涂、輥涂或噴淋的方法，將鎳鹽溶液附著在鋼板表面，使鋼板表面的活性點與非活性點均一化，增加鋼板表面活性點數量，促進后續腐蝕反應晶核的初期形成，提高后續反應速度，防止鋼板表面腐蝕大晶核的產生，促進鋼板表面生成細致而薄的腐蝕產物。

　　(3)鋼板表面預氧化：利用刷涂、輥涂或噴淋的方法，將當天配制的雙氧水溶液附著在鋼板表面，加速鋼板表面活性點區域形成的腐蝕晶核的成長發育，并在雙氧水的強氧化作用下，促使鎳離子與鐵離子結合在耐候鋼板表面形成穩定的銹蝕層。

　　(4)鋼板表面氧化：利用刷涂、輥涂或噴淋的方法，將氧化液附著在鋼板表面，促進所生成的薄腐蝕產物層快速成長，生成均勻、細致的腐蝕產物層；該步驟根據施工環境溫度的不同而重復1～4次，當環境溫度0℃＜t＜15℃，重復4次，環境溫度15℃≤t＜25℃，重復3次，當環境溫度25℃≤t＜30℃，重復2次，環境溫度t≥30℃，重復1次。

　　(5)鋼板表面后續處理：利用刷涂、輥涂或噴淋的方法，將水、氯化鈉或亞硫酸氫鈉溶液的一種或兩種附著在鋼板表面，彌補經過表面氧化處理后的鋼板表面生成的質量不完善的腐蝕產物層，繼續促進原有腐蝕產物層的生長；該步驟根據鋼板銹蝕的結果而重復1～4次，當鋼板銹蝕面積百分比s≥95％，重復1次，當鋼板銹蝕面積百分比85％≤s＜95％，重復2次，當鋼板銹蝕面積百分比75％≤s＜85％，重復3次，當鋼板銹蝕面積百分比s≤75％，重復4次。

　　步驟(2)所述的鎳鹽溶液的配制方法為：將4kg硫酸鎳溶于100升0.05mol/l磷酸溶液中，加入3kgop-10非離子表面活性劑，混勻，用時加入電導率≤20μs/cm的水稀釋10倍。

　　步驟(3)所述的雙氧水水溶液中雙氧水與水的體積比為1：(3～5)，雙氧水濃度為30％。

　　步驟(4)所述的氧化液的配制方法為：將nacl、cuso4、feso4和nahso3四種化學純藥劑分別配制成2.4％nacl、2.4％cuso4、3.2％feso4和3.2％nahso3四種水溶液，然后將四種溶液按照體積比：2.4％nacl溶液：2.4％cuso4溶液：3.2％feso4溶液：3.2％nahso3溶液＝1:1:1:1的比例混合、攪拌，待混合溶液變為藍色后，靜置8小時后使用。

　　步驟(5)所述的水為普通自來水，氯化鈉溶液為0.4％～0.6％nacl水溶液，亞硫酸氫鈉溶液為0.4％～0.6％nahso3水溶液。

　　鋼板表面均質化、預氧化、氧化和后續處理過程中，要求施工環境溫度大于0℃。

　　本發明的有益效果為：

　　1、本發明能夠在耐候鋼板表面快速形成穩定銹層，解決傳統方法中銹液流掛、飛散等污染環境的缺陷。

　　2、本發明對材料表面質量要求低，不用對鋼板進行填縫、噴丸等預處理。

　　3、本發明對施工環境要求低，對環境濕度沒有要求，環境溫度大于0攝氏度即可。

　　4、本發明使用設備簡單、易操作，實施工藝簡單易行，適合冶金企業及施工現場操作。

　　具體實施方式

　　本發明耐候鋼板快速銹蝕方法的工藝流程為：鋼板表面清潔→鋼板表面均質化→鋼板表面預氧化→鋼板表面氧化→鋼板表面后續處理。其具體銹蝕方法和步驟為：

　　1、鋼板表面清潔：利用砂紙、角磨機或噴丸即人工或機械的方法對鋼板表面進行處理，使鋼板表面無銹、無油、無其它黏附物。

　　2、鋼板表面均質化：利用刷涂、輥涂或噴淋的方法，將鎳鹽溶液附著在鋼板表面，使鋼板表面的活性點與非活性點均一化，增加鋼板表面活性點數量，促進后續腐蝕反應晶核的初期形成，提高后續反應速度，防止鋼板表面腐蝕大晶核的產生，促進鋼板表面生成細致而薄的腐蝕產物。鎳鹽溶液的配制方法為：將4kg硫酸鎳溶于100升0.05mol/l磷酸溶液中，加入3kgop-10非離子表面活性劑，混勻，用時加入電導率≤20μs/cm的水稀釋10倍。

　　3、鋼板表面預氧化：利用刷涂、輥涂或噴淋的方法，將當天配制的雙氧水溶液附著在鋼板表面，加速鋼板表面活性點區域形成的腐蝕晶核的成長發育，并在雙氧水的強氧化作用下，促使鎳離子與鐵離子結合在耐候鋼板表面形成穩定的銹蝕層。雙氧水水溶液中雙氧水與水的體積比為1：(3～5)，雙氧水濃度為30％。

　　4、鋼板表面氧化：利用刷涂、輥涂或噴淋的方法，將氧化液附著在鋼板表面，促進所生成的薄腐蝕產物層快速成長，生成均勻、細致的腐蝕產物層；該步驟根據施工環境溫度的不同而重復1～4次。當環境溫度0℃＜t＜15℃，重復4次，環境溫度15℃≤t＜25℃，重復3次，當環境溫度25℃≤t＜30℃，重復2次，環境溫度t≥30℃，重復1次。氧化液的配制方法為：將nacl、cuso4、feso4和nahso3四種化學純藥劑分別配制成2.4％nacl、2.4％cuso4、3.2％feso4和3.2％nahso3四種水溶液，然后將四種溶液按照體積比：2.4％nacl溶液：2.4％cuso4溶液：3.2％feso4溶液：3.2％nahso3溶液＝1:1:1:1的比例混合、攪拌，待混合溶液變為藍色后，靜置8小時后使用。

　　5、鋼板表面后續處理：利用刷涂、輥涂或噴淋的方法，將水、氯化鈉或亞硫酸氫鈉溶液的一種或兩種附著在鋼板表面，彌補經過表面氧化處理后的鋼板表面生成的質量不完善的腐蝕產物層，繼續促進原有腐蝕產物層的生長；該步驟根據鋼板銹蝕的結果而重復1～4次。當鋼板銹蝕面積百分比s≥95％，重復1次，當鋼板銹蝕面積百分比85％≤s＜95％，重復2次，當鋼板銹蝕面積百分比75％≤s＜85％，重復3次，當鋼板銹蝕面積百分比s≤75％，重復4次。所述的水為普通自來水，氯化鈉溶液為0.4％～0.6％nacl水溶液，亞硫酸氫鈉溶液為0.4％～0.6％nahso3水溶液。

　　下面，結合實施例對本發明作進一步說明。

　　實施例1～6的具體工藝及參數如表1所示。

　　表1實施例1～6的具體工藝及參數

　　本發明的最佳實施例為：

　　1、表面清潔：利用角磨機對鋼板表面進行處理，使鋼板表面無銹、無油、無其它黏附物。

　　2、表面均質化：利用噴淋的方法，將鎳鹽溶液噴淋到表面處理后的鋼板表面。鎳鹽溶液的配制方法：將1kg硫酸鎳溶于25升0.05mol/l磷酸溶液中，加入0.75kgop-10非離子表面活性劑，混勻，用時稀釋10倍。配制藥劑時，所用的水的電導率為18μs/cm。

　　3、表面預氧化：均質化處理鋼板表面干燥后，利用噴淋的方法，將雙氧水溶液噴附到鋼板表面。雙氧水溶液配制方法：30％雙氧水與水體積比＝1：5，該藥液使用當天現場配制。

　　4、表面氧化：預氧化處理鋼板表面干燥后，利用噴淋的方法，將氧化液附著在鋼板表面。待鋼板表面干燥后，重復該步驟4次，施工環境溫度6℃。氧化液的配制方法為：分別配制2.4％nacl、2.4％cuso4、3.2％feso4和3.2％nahso34種水溶液，然后將4種溶液按照2.4％nacl溶液：2.4％cuso4溶液：3.2％feso4溶液：3.2％nahso3溶液體積比＝1:1:1:1混合、攪拌，混合溶液變為淺藍色。該混合液為施工前16小時配制。

　　5、表面后續處理：表面氧化鋼板干燥后，利用噴淋的方法，將0.5％氯化鈉水溶液噴附到鋼板表面。間隔1天后噴附第二次，連續噴附4次。

　　技術特征：

　　技術總結

　　本發明提供一種耐候鋼板快速銹蝕方法，用砂紙、角磨機或噴丸即人工或機械的方法對鋼板表面進行清潔處理，使鋼板表面無銹、無油、無其它黏附物，其后依次對鋼板表面進行均質化、預氧化、氧化及后續處理，即分別利用刷涂、輥涂或噴淋的方法，先將鎳鹽溶液附著在鋼板表面；再將雙氧水溶液附著在鋼板表面；然后將氧化液附著在鋼板表面；最后將水、氯化鈉或亞硫酸氫鈉溶液的一種或兩種附著在鋼板表面。本發明對施工環境要求低，使用設備簡單、易操作，實施工藝簡單易行，能在耐候鋼板表面快速形成穩定銹層，避免銹液流掛、飛散等污染環境的缺陷，適合冶金企業及施工現場操作。

　　技術研發人員：陳義慶;高鵬;肖宇;鐘彬;艾芳芳;李琳;王鐵

　　受保護的技術使用者：鞍鋼股份有限公司

　　技術研發日：2016.09.06

　　技術公布日：2018.03.13