一種銅鼓的防銹鑄造方法技術

本發明專利技術提供一種銅鼓的防銹鑄造方法，屬于金屬制品的鑄造及防腐技術領域。所述方法包括以下步驟(1)將熔融的銅水倒入模具中進行澆筑銅鼓，待冷卻至200～300℃時，在植酸溶液浸泡后撈起瀝干；(2)將瀝干后的銅鼓放入高溫爐中退火，然后再放入植酸溶液浸泡；(3)重復退火和浸泡植酸溶液3～6次后，打磨銅鼓表面，用乙醇沖洗銅鼓表面；(4)將沖洗好的銅鼓放在植酸溶液浸泡后撈起瀝干；(5)將步驟(3)浸泡好的銅鼓放入真空烘箱中烘后取出冷卻至室溫；(6)重復步驟(4)(5)2～4次后，用乙醇清洗銅鼓表面。在銅鼓鑄造過程中在高溫下浸泡植酸；形成致密、有序的單分子膜，它可以阻擋環境介質對銅鼓上的未腐蝕的銅金屬的侵蝕。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及金屬制品的鑄造及防腐
，具體涉及一種銅鼓的防銹鑄造方法。
技術介紹
青銅時代是人類利用金屬的第一個時代，在考古學上標志著人類文化發展的一個重要階段。青銅器具有極高的歷史價值、藝術價值和科學價值。然而，由于青銅材料本身在潮濕空氣中易發生腐蝕，加之古代青銅器經歷了數千年的漫長歲月，所處的環境復雜多樣，致使這些珍貴的文物遭受了不可逆轉的損傷。因此，確立有效地保護方法是館藏珍貴青銅文物保護方面所面臨的需求和共性問題。近些年來，在金屬材料表面構筑超疏水薄膜用以增加金屬的抗腐蝕能力得到廣泛的關注及研究。金屬腐蝕是金屬在環境中的腐蝕介質發生作用而使金屬成為氧化狀態的熱力學自發過程。據報道，每年由于金屬腐蝕而造成的經濟損失占國民生產總值的1.5～2.4％。為了減緩金屬腐蝕或防止金屬腐蝕，采用涂層保護的方法是防腐蝕方法中應用最廣泛也是最有效的措施。
技術實現思路
本專利技術的專利技術目的在于：針對上述存在的問題，提供一種銅鼓的防銹鑄造方法，在銅鼓鑄造過程中在高溫下浸泡植酸；本專利技術通過簡單有效的一步溶液自組裝生長法，提供一種在將特定的緩蝕劑植酸，將植酸分子自組裝在金屬表面上，形成致密、有序的單分子膜，它可以阻擋環境介質對銅鼓上的未腐蝕的銅金屬的侵蝕，保護基底金屬免遭腐蝕，也能在銅鼓表面形成一層防止腐蝕的自組裝單分子阻蝕膜。為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下：一種銅鼓的防銹鑄造方法，包括以下步驟：(1)將熔融的銅水倒入模具中進行澆筑成銅鼓，待冷卻至200～300℃時，將銅鼓立即浸入植酸溶液浸泡30～60min后撈起瀝干；(2)將瀝干后的銅鼓放入高溫爐中退火，然后再將銅鼓放入植酸溶液浸泡30～60min，退火溫度為250～350℃，退火時間為3～6h；(3)重復退火和浸泡植酸溶液3～6次后，打磨銅鼓表面，用乙醇沖洗銅鼓表面；(4)將沖洗好的銅鼓放在植酸溶液浸泡8～12h后撈起瀝干；(5)將步驟(3)浸泡好的銅鼓放入真空烘箱中烘烤10～20h后取出冷卻至室溫；(6)重復步驟(4)(5)2～4次后，最后用乙醇清洗銅鼓表面即可。本專利技術所述銅水的原料組成及組分為：錫2.0～4.0％、鋅6.0～9.0％、鉛4.0～7.0％、鎳0.5～1.5％、其余為銅。本專利技術所述植酸溶液的濃度為0.1～0.2mol/L，步驟(4)的浸泡溫度為40～60℃，且植酸溶液的溶劑為去離子水、乙醇或丙酮中的一種。本專利技術所述烘箱的烘烤溫度為70～100℃，真空度為-0.06～-0.1KPa，在真空烘烤時，每隔3小時向真空烘箱內通入干燥的氮氣，然后重新抽負壓至真空度為-0.06～-0.1KPa。本專利技術用植酸溶液浸泡銅鼓，主要因為植酸分子結構中有能同金屬配合地24個氧原子、12個羥基和6個磷酸基；6個磷酸基只有1個處于a位，其他5個均在e位上，其中有4個磷酸基處于同一平面上，所以植酸易溶于水，表現較強的酸性。植酸是一種少見的金屬螯合劑，在水溶液中易發生電離出氫離子，電離后帶負電荷，當金屬與其接觸時，金屬易失去電子而帶正荷。又由于植酸分子具有6個磷酸基，每個磷酸基中的氧原子都可以作為配位原子和金屬離子進行螯合，故其極易與金屬表面呈正電性的金屬離子結合，在金屬表面發生化學吸附，用金屬結合形成很穩定的絡合物。植酸分子通過-P＝0磷酸基在銅鼓表面形成一層致密的單分子保護膜，它能有效地阻止O2等進入金屬表面，從而減緩了銅鼓的腐蝕。植酸由于具有獨特的分子結構及理化性質，而且具有天然毒特性，可以被用來作為緩蝕劑。植酸最有使用價值的是其特殊功能，它與Fe3+、Cn2+、Ni2+、Zn2+等金屬離子有著特別強的螯合能力，形成螯合物附著在金屬表面阻步金屬的腐蝕。因此植酸可作為一種較理想的綠色環保型緩蝕劑。本專利技術反復浸泡植酸溶液反復抽真空烘烤，可以使銅鼓表面微孔中的空氣抽出，植酸分子可以順利進入微孔與微孔表面的銅反應，形成保護層，以保證銅鼓每個點都能有效得到銅的植酸螯合物的保護，防止進一步腐蝕。本專利技術在銅鼓鑄造時就開始采用浸泡植酸溶液的方法處理銅鼓，主要因為銅鼓在鑄造過程中，外表沒有經過打磨，存在很多微細孔可以較好的吸收植酸分子，而且在高溫情況下，植酸分子跟容易進入銅鼓的微孔中，促進了銅鼓表面與植酸的螯合，而且反復退火處理，進一步植酸進入微孔的充分性，提高了防腐的效果。綜上所述，由于采用了上述技術方案，本專利技術的有益效果是：本專利技術利用植酸與銅鼓表面的銅發生螯合反應形成致密、有序的單分子膜，它可以阻擋環境介質對銅鼓上的未腐蝕的銅金屬的侵蝕，保護基底金屬免遭腐蝕，同時利用真空烘烤的方法和反復浸泡植酸溶液，可以使銅鼓微孔中的空氣析出，更有利于植酸與微孔中的銅螯合，使保護層覆蓋更致密。【附圖說明】圖1是水滴滴在青銅銅鼓表面的接觸角圖。圖2是不同腐蝕性溶液滴在青銅銅鼓的表面接觸角圖；其中溶液的組分及質量分數分別為(A)1.0％KCl；(B)1.0％HCl；(C)1.0％KOH。【具體實施方式】下面結合附圖及具體實施方式做進一步的說明。實施例1一種銅鼓的防銹鑄造方法，括以下步驟：(1)將熔融的銅水倒入模具中進行澆筑成銅鼓，待冷卻至200℃時，將銅鼓立即浸入植酸溶液浸泡30min后撈起瀝干；(2)將瀝干后的銅鼓放入高溫爐中退火，然后再將銅鼓放入植酸溶液浸泡30min，退火溫度為250℃，退火時間為3h；(3)重復退火和浸泡植酸溶液3次后，打磨銅鼓表面，用乙醇沖洗銅鼓表面；(4)將沖洗好的銅鼓放在植酸溶液浸泡8h后撈起瀝干；(5)將步驟(3)浸泡好的銅鼓放入真空烘箱中烘烤10h后取出冷卻至室溫；(6)重復步驟(4)(5)2次后，最后用乙醇清洗銅鼓表面即可。本專利技術所述銅水的原料組成及組分為：錫2.0％、鋅6.0％、鉛4.0％、鎳0.5％、其余為銅。本專利技術所述植酸溶液的濃度為0.1mol/L，步驟(4)的浸泡溫度為40℃，且植酸溶液的溶劑為去離子水。本專利技術所述烘箱的烘烤溫度為70℃，真空度為-0.06KPa，在真空烘烤時，每隔3小時向真空烘箱內通入干燥的氮氣，然后重新抽負壓至真空度為-0.06KPa。實施例2一種銅鼓的防銹鑄造方法，包括以下步驟：(1)將熔融的銅水倒入模具中進行澆筑成銅鼓，待冷卻至300℃時，將銅鼓立即浸入植酸溶液浸泡60min后撈起瀝干；(2)將瀝干后的銅鼓放入高溫爐中退火，然后再將銅鼓放入植酸溶液浸泡60min，退火溫度為350℃，退火時間為6h；(3)重復退火和浸泡植酸溶液6次后，打磨銅鼓表面，用乙醇沖洗銅鼓表面；(4)將沖洗好的銅鼓放在植酸溶液浸泡12h后撈起瀝干；(5)將步驟(3)浸泡好的銅鼓放入真空烘箱中烘烤20h后取出冷卻至室溫；(6)重復步驟(4)(5)2～4次后，最后用乙醇清洗銅鼓表面即可。本專利技術所述銅水的原料組成及組分為：錫4.0％、鋅9.0％、鉛7.0％、鎳1.5％、其余為銅。本專利技術所述植酸溶液的濃度為0.2mol/L，步驟(4)的浸泡溫度為60℃，且植酸溶液的溶劑為去離子水、乙醇或丙酮中的一種。本專利技術所述烘箱的烘烤溫度為100℃，真空度為-0.1KPa，在真空烘烤時，每隔3小時向真空烘箱內通入干燥的氮氣，然后重新抽負壓至真空度為-0.1KPa。實施例3一種銅鼓的防銹鑄造方法，包括以下步驟：(1)將熔融的銅水倒入模具中進行澆筑本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種銅鼓的防銹鑄造方法，其特征在于：包括以下步驟：(1)將熔融的銅水倒入模具中進行澆筑成銅鼓，待冷卻至200～300℃時，將銅鼓立即浸入植酸溶液浸泡30～60min后撈起瀝干；(2)將瀝干后的銅鼓放入高溫爐中退火，然后再將銅鼓放入植酸溶液浸泡30～60min；(3)重復退火和浸泡植酸溶液3～6次后，打磨銅鼓表面，用乙醇沖洗銅鼓表面；(4)將沖洗好的銅鼓放在植酸溶液浸泡8～12h后撈起瀝干；(5)將步驟(3)浸泡好的銅鼓放入真空烘箱中烘烤10～20h后取出冷卻至室溫；(6)重復步驟(4)(5)2～4次后，最后用乙醇清洗銅鼓表面即可。

【技術特征摘要】
1.一種銅鼓的防銹鑄造方法，其特征在于：包括以下步驟：(1)將熔融的銅水倒入模具中進行澆筑成銅鼓，待冷卻至200～300℃時，將銅鼓立即浸入植酸溶液浸泡30～60min后撈起瀝干；(2)將瀝干后的銅鼓放入高溫爐中退火，然后再將銅鼓放入植酸溶液浸泡30～60min；(3)重復退火和浸泡植酸溶液3～6次后，打磨銅鼓表面，用乙醇沖洗銅鼓表面；(4)將沖洗好的銅鼓放在植酸溶液浸泡8～12h后撈起瀝干；(5)將步驟(3)浸泡好的銅鼓放入真空烘箱中烘烤10～20h后取出冷卻至室溫；(6)重復步驟(4)(5)2～4次后，最后用乙醇清洗銅鼓表面即可。2.根據權利要求1所述一種銅鼓的防銹鑄造方法，其特征在于，所述銅水的原料組成及組分為：錫2.0～4.0％、鋅6.0～9.0％、鉛4.0～7.0...

【專利技術屬性】
技術研發人員：牙運永，譚安益，
申請(專利權)人：東蘭音樂銅鼓文化傳播有限責任公司，
類型：發明
國別省市：廣西;45