本發明涉及金屬材料表面處理技術領域，具體涉及一種紫銅排環保型抗變色處理方法。
背景技術：
銅排是現代銅加工行業的重要產品，廣泛應用于高低壓電器、開關觸頭、配電設備、母線槽等電器工程和金屬冶煉、電化電鍍、化工燒堿等超大電流電解冶煉工程。但是，銅排在加工成形和入庫存放及運輸過程中，因氧化、腐蝕等原因而極易產生表面變色，表面生成具有大電阻率的氧化物和硫化物等，嚴重影響銅排的導電、導熱性能。特別是紫銅極易發生變色，在高溫、高濕的環境中，其表面在幾小時內就可能產生發黑現象。因此，在生產實際和使用過程中如何長久保持紫銅排的表面色澤，保證其表面質量和使用性能，是行業內的一大技術難題。目前，解決該問題的主要方法為涂漆、電鍍和涂鍍保護劑三種方法。其中，涂漆工藝已逐漸被淘汰，現很少使用；而普遍采用的鍍錫、鍍銀和鍍鎳等電鍍工藝處理易造成重金屬污染且成本昂貴；涂鍍保護劑的方法是使銅排表面生成一層鈍化薄膜，從而阻止金屬與腐蝕介質的直接接觸，與銅排涂漆和電鍍工藝相比，更具優越性和可持續發展性。但傳統的涂鍍技術通常采用鉻酸鈍化處理，鉻酸的強氧化性易破壞銅材的原始色澤；采用傳統的苯并三氮唑(BTA)保護劑，雖然環保但難以實現銅排長久不變色。因此，開發出一種環保高效的紫銅排抗變色方法具有十分重要的現實意義。
技術實現要素：
本發明的目的在于克服現有抗變色技術對紫銅排表面原始色澤的破壞、抗變色效果不長和污染嚴重等方面的不足，提供一種紫銅排環保型抗變色處理方法，此方法簡單高效，經濟環保，采用此方法處理后紫銅排表面色澤均勻一致且具有優異抗變色性能，表面顏色持久光亮不變色。
為實現上述的目的，本發明采用如下技術方案：一種紫銅排環保型抗變色處理方法，包括下述步驟：
(1)紫銅排表面拋光，清洗擦拭干凈后，再采用超聲波震蕩脫脂清洗；
(2)將紫銅排浸泡于30～40℃的預處理液中5～10min，形成植酸大分子或苯并三氮唑的保護膜，然后采用清水沖洗；
(3)將預處理過后的紫銅排采用抗變色處理液處理，然后置于干燥處冷風吹30～60min。
進一步地，抗變色處理液處理的方式可采用噴涂或刷涂。
進一步地，所述的預處理液由包括苯并三氮唑、無水乙醇、植酸、咪唑中的3種或4種組成，各原料在每升去離子水中的加入量為：
苯并三氮唑，50～100mg；
無水乙醇，2～4ml；
植酸，1～3ml；
咪唑，2～5ml。
更進一步地，所述預處理液的各原料在升去離子水中的加入量為：
苯并三氮唑，60～90mg；
無水乙醇，2.5～3.5ml；
植酸，2～3ml；
咪唑，3～5ml。
進一步地，所述的抗變色處理液由光亮劑、緩蝕劑和輔助成膜劑組成，緩蝕劑由三唑類有機物的一種或兩種和稀土鹽一種或兩種組成；光亮劑為十二烷基硫酸鈉；輔助成膜劑由植酸和無水乙醇組成；各原料在每升去離子水中的加入量為：
稀土鹽，30mg～60mg；
三唑類有機物，20～50mg；
十二烷基硫酸鈉，10～30mg；
植酸，50～100mg；
無水乙醇，2～4ml。
更進一步地，所述的三唑類有機物選自3-氨基-1，2，4-三唑和3，5-二氨基-1，2，4-三氮唑。
所述的稀土鹽選自鑭鹽、鈰鹽。
所述抗變色處理液的各原料在升去離子水中的加入量為：
稀土鹽，40mg～55mg；
三唑類有機物，30～45mg；
十二烷基硫酸鈉，15～25mg；
植酸，60～90mg；
無水乙醇，2～4ml。
本發明的技術原理簡述如下：
本發明首先通過表面拋光及超聲波震蕩脫脂，獲得清潔的銅排表面；再采用預處理液處理，在銅排表面形成植酸大分子或苯并三氮唑(BTA)保護膜；最后采用抗變色處理液對銅排表面進行鈍化處理。通過對抗變色處理液中光亮劑、緩蝕劑和輔助成膜劑的種類和配比進行調整優化，實現銅排表面的雙級鈍化。BTA易與銅原子結合，形成相互交錯的不溶性鏈狀聚合物，可有效阻斷銅基體與腐蝕介質的接觸；三唑類有機物和稀土鹽組成高穩定性單齒配位稀土有機配合物，可明顯提高鈍化膜的耐蝕性；光亮劑中的十二烷基硫酸鈉具有良好的潤濕作用，有助于氣泡的上移和排出，避免了抗變色膜內產生氣孔和夾雜；輔助成膜劑由植酸和無水乙醇組成，有效保證了銅排表面生成的保護膜均勻致密，與基體表面絡合牢固，從而使銅排表面顏色持久光亮不變色。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
1、本發明針對于紫銅排在加工成型和入庫存放時的變色問題，通過預處理液和抗變色處理液實現雙級鈍化。預處理液和抗變色處理液中不含強氧化性物質和強酸，既有效防止了材料原始色澤的改變，又避免產生有毒的酸霧或鉻酸對接觸人員和環境的危害；
2、本發明通過預處理液處理形成植酸大分子或苯并三氮唑的保護膜，再對抗變色處理液的光亮劑、緩蝕劑和輔助成膜劑的種類和含量進行調整優化，實現雙級鈍化，有效保證了銅排表面生成的保護膜均勻致密，與金屬表面絡合牢固，從而使銅排表面顏色持久光亮不變色；
3、本發明簡單高效，成本低廉，不僅大幅提高了銅排的抗變色性能，而且不影響其導電、導熱等使用性能；
4、本發明預處理后可進行噴涂或刷涂，干燥處理，免去了沖洗環節，可對易氧化變色部位進行重點補涂，具有針對性且節約用水；
5、本發明的原料以可降解的有機溶劑為主，清潔環保。
具體實施方式
對比例1
為了與實施例進行對比，本對比例中對紫銅排樣品僅進行普通的機械拋光和表面脫脂清洗。
對比例2
將紫銅排進行機械拋光、清洗擦拭干凈后，再采用超聲波震蕩脫脂清洗。然后將工件浸泡于由1ml/L植酸和50mg/L苯并三唑氮(BTA)的去離子水預處理液中5min，控制溫度為40℃，清水沖洗后置于干燥處冷風吹干。
實施例1
將紫銅排進行機械拋光、清洗擦拭干凈后，再采用超聲波震蕩脫脂清洗。然后將工件浸泡于由1ml/L植酸和50mg/L苯并三唑氮的去離子水預處理液中5min，控制溫度為40℃，清水沖洗。將預處理過后的工件用30mg/L的LaCl3、20mg/L的3-氨基-1，2，4-三唑、50mg/L的植酸、2ml/L的無水乙醇和10mg/L的十二烷基硫酸鈉去離子水溶液進行刷涂，置于干燥處冷風吹干。
實施例2
將紫銅排進行機械拋光、清洗擦拭干凈后，再采用超聲波震蕩脫脂清洗。然后將工件浸泡于由3ml/L植酸和60mg/L苯并三唑氮的去離子水預處理液中6min，控制溫度為40℃，清水沖洗。將預處理過后的工件用40mg/L的LaCl3、20mg/L的3-氨基-1，2，4-三唑、50mg/L的植酸和2ml/L的無水乙醇去離子水溶液噴涂，置于干燥處冷風吹干。
將經過上述處理的四種紫銅排樣品置于濕度為70％，溫度70℃的烘箱內烘烤，觀察樣品隨著時間延長的變色程度。結果如表1，等級A表示無變色，等級B表示輕微變色，等級C表示明顯變色，等級D表示嚴重變色。結果表明，經本發明的雙級鈍化處理后，紫銅試樣在濕度為70％，溫度70℃的高溫、高濕環境中480h仍保持本色。與未經抗變色處理(對比例1)和只經過簡單BTA鈍化處理的銅排相比(對比例2)，采用本發明的雙級鈍化抗變色處理后的試樣(實施例1和實施例2)在高溫、高濕環境中具有優良的抗變色性能。
紫銅排經過機械拋光或化學拋光，再使用超聲波震蕩脫脂清洗，去除紫銅排表面多余的油脂及其他雜物，使紫銅排表面潔凈，便于后續預處理液處理。
使用含植酸或苯并三氮唑的預處理液處理紫銅排，使形成紫銅排得表面形成植酸大分子或苯并三氮唑的保護膜，初步保護紫銅排不變色。
為進一步提升紫銅排不變色的性能，以及延長紫銅排不變色的時間，采用抗變色處理液噴涂或刷涂的方式，再次處理紫銅排，并對易氧化變色部位進行重點補涂，加強保護，抗變色處理液與紫銅排表面發生絡合反應，且其含有植酸使保護膜更加致密，從而使紫銅排表面顏色持久光亮不變色。
表1濕度為70％，溫度70℃的高溫高濕環境中樣品變色情況
以上所述的實施例對本發明的技術方案和有益效果進行了詳細說明，應理解的是以上所述僅為本發明的具體實施例，并不用于限制本發明，凡在本發明的原則范圍內所做的任何修改和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。