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利用金屬熱處理過程中的余熱進行表面防腐發(fā)黑的新技術(shù)鋼鐵防銹（高分子）發(fā)黑劑，利用余熱——節(jié)電；不需清洗——節(jié)水、環(huán)保；發(fā)黑劑利用率高。該技術(shù)具有獨特的優(yōu)越性，在許多領(lǐng)域?qū)⒌玫綉?yīng)用和推廣。

■作品概述
據(jù)估算，世界鋼產(chǎn)量約有十分之一損耗于腐蝕、銹蝕。腐蝕對我國造成的經(jīng)濟損失每年至少在400億元以上。彈簧、標準件、鐵路彈條扣件等表面的防腐、裝飾急需提檔升級，而目前普遍應(yīng)用的堿性煮黑等工藝對人體有害、對環(huán)境污染嚴重，質(zhì)量不穩(wěn)定。節(jié)約資源、保護環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展是我國發(fā)展經(jīng)濟急需解決的關(guān)鍵問題。
鐵路提速,城市地鐵的發(fā)展,對鐵路彈條扣件等連接件的防腐蝕要求越來越高,目前還沒有合適的既對環(huán)境無污染又節(jié)水、節(jié)電、防腐蝕性能高的清潔生產(chǎn)技術(shù)。此技術(shù)的研制成功將大大提高我國鐵路器材的技術(shù)水平。所以針對防腐發(fā)黑液進行了技術(shù)的研究和應(yīng)用開發(fā),利用金屬熱處理過程中的余熱進行表面防腐發(fā)黑的新技術(shù)鋼鐵防銹（高分子）發(fā)黑劑，利用余熱——節(jié)電；不需清洗——節(jié)水、環(huán)保；發(fā)黑劑利用率高。該技術(shù)具有獨特的優(yōu)越性，在許多領(lǐng)域?qū)⒌玫綉?yīng)用和推廣。
■關(guān)鍵技術(shù)
鋼鐵發(fā)黑保護膜的制備是利用鋼鐵件本身的余熱進行成膜的。具體方法是首先將工件加熱到160℃—600℃，保溫使工件熱透，取出工件浸入含環(huán)氧樹脂、固化劑、著色劑、分散劑等的水溶液中，保持10——30秒取出，即得到一層環(huán)氧樹脂保護底膜，這層膜的厚度較薄，保護性還比較弱，耐酸耐堿性不強。為了增加保護膜的耐酸耐堿性及耐候性，將已成膜的工件重新加熱到160℃——350℃，保溫20——30分鐘，取出工件浸入含丙烯酸樹脂、固化劑、著色劑、分散劑等的水溶液中，保持10——30秒取出，并使工件表面的水分蒸發(fā)后，再次將兩次成膜的工件加熱到180℃——250℃，保溫30——40分鐘，取出水冷，最終獲得的有機高分子樹脂保護膜具有非常高的耐酸耐堿性。
該技術(shù)、產(chǎn)品可以單獨使用，也可以復(fù)合使用來滿足不同要求.
■科學性與先進性
為了防止鋼鐵零件的腐蝕生銹 ，增加零件表面的美觀，傳統(tǒng)方法一直延用低溫堿性煮黑工藝，此工藝若干年來雖然應(yīng)用廣泛，但存在操作繁瑣，勞動強度大、生產(chǎn)成本高、環(huán)境污染嚴重等缺點。鋼鐵發(fā)黑劑是在發(fā)黑劑與金屬接觸的瞬間先進行金屬表面清洗，同時利用工件上存在的回火余熱使發(fā)黑劑中的有機化合物成膜材料反應(yīng)沉積在金屬表面而形成一層含有著色物質(zhì)的高分子材料的保護膜，通過該有機物包腹膜的附著和封閉作用起到有效的防腐防銹作用。
■優(yōu)點
1、使用簡便、著色容易、與熱處理工藝形成連續(xù)性作業(yè)，使回火發(fā)黑一次完成質(zhì)量穩(wěn)定。
2、水溶性乳化液操作，無火害危險。
3、一般情況下發(fā)黑前不必酸洗，發(fā)黑后不需沖洗，無廢水排放。
4、提高產(chǎn)品質(zhì)量，可減輕或避免工件的回火脆性。發(fā)黑工件帶有光澤，可改善結(jié)合部分的染色不良，工件放置一天后色澤更佳。形成的高分子有機保護膜耐腐蝕性能優(yōu)于堿性發(fā)黑膜和其它常溫發(fā)黑膜。

5、能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的堿性煮黑工藝，消除污染，排除了亞硝酸鈉等有害物質(zhì)，安全可靠。
6、降低成本、節(jié)約能源、增加利潤、提高生產(chǎn)率。
■技術(shù)成果
本項目完成后，為標準件、鐵路彈條扣件、墊板等的高性能復(fù)合保護膜的生產(chǎn)提供可靠的發(fā)黑液配方、工藝路線、技術(shù)參數(shù)。發(fā)表論文1-2篇。
■作品創(chuàng)新特點
利用回火余熱，發(fā)黑液為水溶性，膜層為高分子復(fù)合材料，防護性能高。環(huán)保、節(jié)水、節(jié)電，無排放，屬潔凈生產(chǎn)技術(shù)。
■推廣及應(yīng)用
鋼鐵發(fā)黑劑可利用工件本身的回火余熱發(fā)黑，有其獨特優(yōu)越性鋼鐵發(fā)黑劑所形成的保護膜不僅不受合金元素的影響，且適應(yīng)性好。經(jīng)處理過的鋼件可減少由環(huán)境作用而產(chǎn)生的變質(zhì)及破壞，綠色環(huán)保充分利用能源節(jié)約能源減少了對環(huán)境的損害，減少經(jīng)濟損失促進了國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。低碳排放符合我國所走的可持續(xù)發(fā)展道路，在消除污染方面為人類做出貢獻，具有很大的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟意義。

發(fā)黑溶液具有穩(wěn)定性，防腐性強，發(fā)黑后工件沉積層與集體結(jié)合力有優(yōu)異的牢固度?？蓮V泛應(yīng)用于鑄件、各種碳鋼及合金鋼的機械零件、彈簧類零件、標準件、鐵路彈條扣件等各種鋼鐵件和高頻局部淬火等的熱處理工藝后的回火發(fā)黑。
■檢測數(shù)據(jù)
1、在5%的鹽酸溶液中浸泡3天而不起皮，腐蝕點小于1個/平方厘米。在5%氫氧化鈉水溶液中浸泡10天無異樣。在5%的氯化鈉溶液中浸泡20天而不起皮，腐蝕點小于1個/平方厘米。
2、高溫350℃短時間不會變性起皮。
3、有機物降解據(jù)以往經(jīng)驗推算8年左右。
4、正常條件下使用壽命可長達五年。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎
無