專利名稱：由含鉛的銅基合金制成的低鉛釋放管件及制備該管件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由含鉛的銅基合金制成的低鉛釋放管件，例如用于飲用水給水網(wǎng)的含鉛的黃銅部件。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種制備該管件的方法，即對(duì)其進(jìn)行選擇表面浸蝕以減少或完全消除不穩(wěn)定表面鉛層(幾乎僅含鉛和/或鉛鹽)，并且該不穩(wěn)定表面鉛層導(dǎo)致釋放鉛且有所謂的鉛表而“涂污”。
背景技術(shù)：
人們公知導(dǎo)致形成金屬鉛(或其鹽)表層的現(xiàn)象是由于機(jī)械作用和或模壓含鉛的黃銅件造成的熱一機(jī)械應(yīng)力作用下鉛從合金基體中分離出來的結(jié)果。此種現(xiàn)象是尤其不希望產(chǎn)生的現(xiàn)象之一，因?yàn)樵诓僮髦行纬傻乃鲢U表層易于造成向環(huán)境中釋放鉛離子，這種重金屬是公知的嚴(yán)重污染物且對(duì)人體有害。
另一方面，管件如用于飲用水給水網(wǎng)和給水系統(tǒng)的栓和閥門的機(jī)械部件，在其制造過程中不得不經(jīng)歷許多機(jī)加工操作(車削、鉆孔和攻絲等)。此外，一種含有有限量的鉛(一般為高達(dá)3-5％重量)的Cu-Zn基合金易于進(jìn)行機(jī)加工并可得到更有效更精確的表面加工。而且除了易于機(jī)加工(它促進(jìn)了斷屑)外，鉛的存在還有助于該部件的成形工藝，無(wú)論該成形工藝是直接進(jìn)行熔煉或是進(jìn)行模壓/壓鑄。
長(zhǎng)期以來，人們一直在研究釋放鉛的機(jī)理，并認(rèn)為該機(jī)理是在氧化鋅表層上形成了從合金基體中分離出來的鉛鹽(羥基碳酸鹽)，該鉛鹽的分離是由于模壓過程中的機(jī)械作用和剪切應(yīng)力造成的合金表面應(yīng)力，以及還由于鉛與水蒸氣和大氣中的二氧化碳反應(yīng)的結(jié)果。然而近來(1995年3月)才出版了由美國(guó)中央標(biāo)準(zhǔn)局(the major United StatesNormalization Agency，即N.S.F.)批準(zhǔn)和頒發(fā)的檢定測(cè)試方法，該方法用于評(píng)估為飲用水給水網(wǎng)設(shè)計(jì)的管件的鉛的釋放量。該測(cè)試方法被稱為U.S.NSF STD61。已表明釋放鉛的現(xiàn)象大量存在于用于任何類型的飲用水給水系統(tǒng)的商用零部件中，即使在那些為了haestetical的原因而在所有可看到的表面上都進(jìn)行了大面積表面涂覆如鍍覆有鉻和鎳的零部件也存在該現(xiàn)象實(shí)際上該現(xiàn)象的發(fā)生依賴于那些當(dāng)水龍頭和栓等關(guān)閉時(shí)用來保持與水接觸的有限表面，這些表面是看不到的內(nèi)表面并且一般未被涂覆目難于適當(dāng)涂覆。
發(fā)明的公開本發(fā)明的目的是提供由銅基合金制成的低鉛釋放零部件，尤其是用于飲用水給水網(wǎng)的黃銅管件，同時(shí)該部件可經(jīng)受機(jī)械作用和/或模壓等常規(guī)加工操作，并且與公知的含鉛合金相比不產(chǎn)生任何缺陷。
因此，本發(fā)明涉及一種由銅基合金制成的并且在其生產(chǎn)過程中適于經(jīng)受由機(jī)械作用、模壓或壓鑄所實(shí)現(xiàn)加工操作的機(jī)械部件，尤其是一種由黃銅合金制成的并用于飲用水給水系統(tǒng)的管件，其特征在于，所述黃銅合金含有一預(yù)定量的鉛作為合金成分；而且，在使用中該部件的用于暴露在任何釋放到環(huán)境中的流體的每個(gè)表面上基本上沒有鉛和鉛鹽的表面富集。
特別地，所述部件用于收集飲用水并且根據(jù)U.S.NSF STD61經(jīng)過15天的測(cè)試后，由測(cè)試期間與飲用水相接觸的金屬表面所限定的每毫升該部件的內(nèi)部體積可向合成飲用水中釋放的鉛的量為不超過0.025μg。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明還包括一種由含鉛的銅基合金制成的且在其生產(chǎn)過程中經(jīng)受由機(jī)械作用、模壓或壓鑄所實(shí)現(xiàn)加工操作的機(jī)械部件，尤其是由黃銅制成的并用于飲用水給水網(wǎng)的管件，其特征在于，在XPS表面分析下，所述部件的每個(gè)在使用中用于與飲用水相接觸的表面都具有原子表面組成，因此表面含鉛量低于或等于根據(jù)合金的公稱組成的含鉛量。
本發(fā)明還涉及一種制備由含鉛的銅基合金制成的并用于給水系統(tǒng)的低鉛釋放金屬部件的方法，特別是一種用于飲用水的含鉛的黃銅管件，所述方法包括下述步驟-選擇性浸蝕所述部件的表面，該表面在使用中用于暴露在水中，以除去幾乎全部鉛和鉛鹽，該鉛和鉛鹽是由于對(duì)所述部件進(jìn)行機(jī)加工和/或模壓/壓鑄操作所形成的；以及
-鈍化所述表面。
特別地，該選擇性浸蝕是將所述表面暴露于非氧化的酸性水溶液中進(jìn)行的，其中的酸能形成可溶性鉛鹽。
尤其是所述酸是選自氨基磺酸、氟硼酸、甲磺酸、氟硅酸、乙酸及其混合物。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，該選擇性浸蝕步驟是將所述表面暴露于一種有機(jī)酸與一種過氧化物相混合的氧化性酸水溶液的作用下進(jìn)行的。優(yōu)選所適用的有機(jī)酸為檸檬酸，過氧化物為過氧化氫。
所述鈍化步驟在所述選擇性浸蝕步驟之后并且該步驟是將所述表面暴露于一種堿性水溶液中，優(yōu)選為一種強(qiáng)堿的水溶液中進(jìn)行的。
在所述兩個(gè)步驟之間還可提供一中間漂洗步驟。
優(yōu)選地，該堿性水溶液中含有一種選自NaOH、硅酸鈉及其混合物的強(qiáng)堿；并且該鈍化步驟是將溶液的pH值保持在10至13之間進(jìn)行的。
根據(jù)本發(fā)明所述暴露操作僅僅是將所述部件浸漬于所述處理液中進(jìn)行的；而所述漂洗操作是將該部件浸漬于室溫下的自來水中進(jìn)行的。并且在該暴露于所述溶液作用下的過程中，使所述溶液經(jīng)受超聲攪拌，目的是用超聲波撞擊該部件的所述表面。
然而，經(jīng)過上述處理，其后的選擇性浸蝕從合金中分離出來的該表面鉛的操作，既不會(huì)影響合金組成也不會(huì)影響由于所述部件已經(jīng)經(jīng)受的機(jī)械加工(或由任何其它加工)所得到的表面處理。因此所述浸蝕操作導(dǎo)致從合金中分離出來的表面鉛被移除，經(jīng)過如此處理的部件在操作過程中不再釋放鉛。而且易于從浸蝕劑中回收該被移除的鉛，例如用電解法，特別是當(dāng)存在酸性水溶液時(shí)。因此，上述方法可保證環(huán)境的高度安全。
另外，此后的鈍化步驟有助于在上述部件暴露的表面上形成一種腐蝕性化學(xué)物質(zhì)的不溶性層，該不溶性層可使處理過的部件在操作過程中即使在有侵蝕性流體如“軟水”(低含量溶解鹽的飲用水，特別是含鈣低的水)存在的條件下也不發(fā)生任何可能的腐蝕過程，并且可防止在選擇性浸蝕步驟中未能除去的可能溶解的鉛(一般在金屬基體內(nèi)部存在開孔，這些開孔被認(rèn)為由鈍化步驟產(chǎn)生的不溶性層所封閉)。
在根據(jù)本發(fā)明的水溶液中，能夠形成可溶性鉛鹽的非氧化性酸的容量摩爾濃度的范圍為0.01-5M，而且在任何情況下該值應(yīng)限制在所選擇的酸的溶解度范圍內(nèi)，而所述溶液的pH值在1-3范圍內(nèi)。在根據(jù)本發(fā)明的浸漬過程中，將該非氧化性酸浸蝕溶液保持在20℃-50℃范圍內(nèi)，并且浸漬5-50分鐘。
根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，對(duì)用本發(fā)明方法處理的機(jī)械部件進(jìn)行除油、漂洗，而后在35℃-45℃溫度下、在含有0.1M氨基磺酸的第一水溶液中浸漬一段時(shí)間，該時(shí)間為不超過25分鐘，而后經(jīng)過進(jìn)一步漂洗，在20℃-25℃溫度下、在含有0.1M氫氧化鈉的第二水溶液中浸漬一段時(shí)間，該時(shí)間為不超過15分鐘，并最后進(jìn)行第三次漂洗且干燥。
漂洗在室溫(13℃-20℃)下進(jìn)行，應(yīng)用普通的自來水。
最后，該酸性水溶液優(yōu)選的組成是1∶1比例的0.1M氨基磺酸和0.1M氟硼酸，優(yōu)選為加入一種腐蝕緩蝕劑。
因此，根據(jù)本發(fā)明的最后一種方式提供了一種用于對(duì)由含鉛的銅基合金制成的機(jī)械部件進(jìn)行選擇性鉛浸蝕的水溶液，該選擇性浸蝕是針對(duì)富集鉛和鉛鹽的所述部件的每個(gè)表面進(jìn)行的，這些表面經(jīng)受過由機(jī)械作用、模壓或壓鑄所實(shí)現(xiàn)的加工操作，所述處理液的特征在于具有下述成分-0.1M氨基磺酸；-0.1M氟硼酸；-0.1-5％(重量)的1H-苯并三唑。
本發(fā)明還包括一種用于對(duì)由含鉛的銅基合金制成的機(jī)械部件的表面進(jìn)行鈍化的處理水溶液，所述溶液的特征在于含有0.1M NaOH和1-5％(重量)的偏亞磷酸鈉。該溶液還含有硅酸鈉和/或一種表面濕潤(rùn)劑如polyetoxyalchool。
圖面說明以下將參照下列實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的描述-

圖1和2所示為直徑為5.15mm的CuZn37Pb3(根據(jù)CEN命名)的拉拔金屬絲表面狀況的顯微照片，該金屬絲經(jīng)退火但未經(jīng)酸洗，該白點(diǎn)是由于加工該金屬絲時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力而造成的分離出來的鉛和鉛鹽；-圖3和6所示為同一金屬絲根據(jù)本發(fā)明方法的第一實(shí)施方案應(yīng)用不同的非氧化酸性水溶液處理后的該合金表面狀況的顯微照片-圖4所示為與圖1和2相同的金屬絲經(jīng)過檸檬酸溶液處理后的表面狀況顯微照片；-圖5所示為與圖4相同的金屬絲根據(jù)本發(fā)明方法的第二實(shí)施方案用一種檸檬酸的氧化性溶液處理后的顯微照片；-圖7-10所示為根據(jù)所給出實(shí)施例進(jìn)行鉛釋放測(cè)試的結(jié)果圖。
最佳實(shí)施方案實(shí)施例1(銅合金)五個(gè)未經(jīng)浸蝕的樣品A、B、C、D和E是由直徑為5.15mm的經(jīng)拉拔、退火的CuZn37Pb3(根據(jù)CEN命名)金屬絲得到的。
樣品A用掃描電子顯微鏡(SEM)測(cè)試，其結(jié)果示于圖1和2中。其后，樣品B、C、D和E用表1中所列的下述方法進(jìn)行處理。
表1

處理后用水漂洗并用熱空氣干燥，將樣品B、C、D和E用SEM技術(shù)測(cè)試，其結(jié)果分別示于圖3至6中。從這些圖形中可見，甲磺酸和乙酸對(duì)于選擇性溶解表面涂污的鉛是有效的，而檸檬酸如果與一種氧化劑如過氧化氫相結(jié)合才是有效的。
實(shí)施例2(銅合金)將取材于同一根CuZn39Pb3棒材的三個(gè)樣品A、B和C經(jīng)擠壓和拉拔至其直徑為50mm，一般市場(chǎng)有售。將所有的樣品在相同的加工條作下鉆孔并用車床進(jìn)行車削加工以獲得100mm高、內(nèi)徑為36mm且外徑為50mm的圓柱體。將所有樣品進(jìn)行除油并用自來水洗滌，將樣品C用下述方法進(jìn)行鉛選擇性溶解1-浸漬于溶液“a”中0.1M氨基磺酸(pH1.25)，在40℃溫度下浸漬20分鐘；2-用水洗滌；3-浸漬于溶液“b”中0.1M NaOH(pH12.7)，在40℃溫度下浸漬10分鐘；4-用水洗滌并用熱空氣干燥。
從溶液“a”和“b”中回收的鉛和銅的總量分別為每平方分米處理過的表面回收11.4mg和0.1mg。
僅將樣品B進(jìn)行上述步驟(1)和(2)的處理，而后用熱空氣干燥。
將樣品A、B和C的內(nèi)表面用X射線光電子顯微鏡(XPS)表面分析技術(shù)進(jìn)行分析得出表面原子組成的結(jié)果列于表2中。
表2

而后根據(jù)NSF STD61方法，將樣品A、B和C在合成自來水中進(jìn)行釋放金屬離子的測(cè)試，并且應(yīng)用該方法中所描述的合成水。該測(cè)試的前50天所記錄的鉛釋放平均值示于圖7中；此外，根據(jù)本發(fā)明處理過的樣品C所釋放的鉛的量小于測(cè)試初始時(shí)期樣品A所釋放的鉛的量的10％。將樣品A、B和C的圖形進(jìn)行比較，顯然將與水接觸的黃銅表面進(jìn)行鈍化的步驟(3)使得所釋放的鉛從該釋放測(cè)試初始時(shí)就得以減少。
實(shí)施例3(銅合金)
將取材于同一根CuZn39Pb2棒材并經(jīng)過常規(guī)的擠壓和拉拔至其直徑為50mm，一般市場(chǎng)有售的樣品A、B、C和D在相同的加工條件下進(jìn)行鉆孔并用車床車削加工以獲得100mm高、內(nèi)徑為36mm且外徑為50mm的圓柱體。將所有樣品進(jìn)行除油并用自來水洗滌。
用下述方法對(duì)樣品A和B進(jìn)行鉛的選擇性溶解1-浸漬于溶液“a”中0.1M的氟硼酸，在40℃溫度下浸漬20分鐘；2-用水洗滌；3-浸漬于溶液“b”中0.1M NaOH，在20℃溫度下浸漬10分鐘；4-用水洗滌并用熱空氣干燥。
從溶液“a”和“b”中回收的鉛和銅的總量分別為每平方分米處理過的表面回收7.3mg和0.1mg。
僅將樣品B進(jìn)行上述步驟(1)和(2)的處理，而后用熱空氣干燥。
而后根據(jù)NSF STD61方法，將所有樣品在合成自來水中進(jìn)行釋放金屬離子的測(cè)試，并且應(yīng)用該方法中所描述的合成水測(cè)試樣品A和C，而用從當(dāng)?shù)厮?yīng)的水中得到的自來水測(cè)試樣品B和D。從該釋放測(cè)試前15天所記錄的鉛釋放值可見，樣品A所釋放的鉛的量是樣品C所釋放的量的10％，并且樣品B所釋放的鉛的量是樣品D所釋放的量的15％。
實(shí)施例4(管件)將通常用于供水系統(tǒng)中市場(chǎng)有售的黃銅球形閥的兩個(gè)樣品A和B進(jìn)行洗滌和除油。所述樣品具有內(nèi)部體積Iv，該體積僅由經(jīng)常與水相接觸的金屬表面所限定，其值為27ml。僅將樣品A預(yù)先用下述方法進(jìn)行鉛的選擇性溶解1-浸漬于溶液“a”中0.1M氨基磺酸(pH1.25)以及2％(重量)的1H-苯并三唑腐蝕緩蝕劑，在40℃溫度下浸漬20分鐘；2-用水洗滌；
3-浸漬于溶液“b”中0.1M NaOH(pH12.7)以及5％(重量)的偏亞磷酸鈉腐蝕緩蝕劑，在20℃溫度下浸漬10分鐘；4-用水洗滌并用熱空氣干燥。
從溶液“a”和“b”中回收的鉛和銅的總量分別為每毫升所述內(nèi)部體積Iv回收72μg/ml和5μg/ml。
而后，在按照NSF STD61方法的合成飲用水中進(jìn)行樣品A和B的金屬釋放測(cè)試。由該釋放測(cè)試前15天所記錄的鉛釋放平均值可見，樣品A所釋放的鉛的量是樣品B所釋放的量的20％。根據(jù)上面所描述的方法對(duì)其它的黃銅水力商用設(shè)備的部件進(jìn)行進(jìn)一步的測(cè)試，得到可用于比較的結(jié)果記錄于表3和圖8中。
表3根據(jù)NSF STD61測(cè)試鉛的釋放，測(cè)試15天的平均值〔以Iv計(jì)算μg/l〕

實(shí)施例5(管件)將一般市場(chǎng)有售并可用作供水系統(tǒng)的分布器的商用鍍鉻黃銅開關(guān)的兩個(gè)樣品A和B進(jìn)行洗滌和除油。所述樣品具有內(nèi)部體積Iv，該體積僅由經(jīng)常與水相接觸的金屬表面所限定，其值為80ml。僅將樣品A預(yù)先根據(jù)本發(fā)明的下述方法進(jìn)行鉛的選擇性溶解1-浸漬于溶液“a”中0.1M氨基磺酸，0.1M氟硼酸以及0.5％(重量)的1H-苯并三唑腐蝕緩蝕劑，在40℃溫度下浸漬20分鐘；2-用水洗滌；3-浸漬于溶液“b”中0.1M NaOH，0.1M硅酸鈉以及5％(重量)的偏亞磷酸鈉腐蝕緩蝕劑，在20℃溫度下浸漬10分鐘；4-用水洗滌并用熱空氣干燥。
從溶液“a”和“b”中回收的鉛和銅的總量分別為每毫升所述內(nèi)部體積Iv回收55μg/ml和11μg/ml。
而后將開關(guān)A和B插入供水系統(tǒng)(市供水系統(tǒng))中并且在16個(gè)小時(shí)的滯留后于早晨對(duì)每個(gè)龍頭進(jìn)行日取樣(100ml)。記錄該操作的前15天這些樣品中的鉛濃度值。從這些結(jié)果中顯示出從開關(guān)A中取出的樣品平均釋放鉛的量為從開關(guān)B中取出的樣品的26％。在結(jié)束了15天的釋放測(cè)試后，從開關(guān)A和B中取出滯留8、16和72小時(shí)后并且經(jīng)過10分鐘流動(dòng)的水樣品100ml(將這些終值作為“零時(shí)”點(diǎn)并被作為“空白”而減去)。所有樣品的鉛濃度均由原子吸收光譜測(cè)定并且其結(jié)果示于圖9中，這證實(shí)了根據(jù)本發(fā)明預(yù)處理的開關(guān)A與商用的未經(jīng)處理的開關(guān)相比產(chǎn)生出明顯較好的性能。
實(shí)施例6(銅合金)取材于同一根“Gun Metal 85-5-5-5”(一種公稱組分的銅基合金，含鉛5％、鋅5％、錫5％和銅85％(重量))棒材的兩個(gè)樣品A和B經(jīng)擠壓和拉拔至其直徑為50mm，一般市場(chǎng)有售。將兩個(gè)樣品在相同的加工條件下鉆孔并用車床車削加工以獲得100mm高、內(nèi)徑為36mm且外徑為50mm的圓柱體。將兩個(gè)樣品進(jìn)行除油并用自來水洗滌。
根據(jù)本發(fā)明對(duì)樣品A按照下述方法進(jìn)行鉛的選擇性溶解1-浸漬于溶液“a”中0.1M氨基磺酸和0.1M氟硼酸，在40℃溫度下浸漬25分鐘；2-用水洗滌；3-浸漬于溶液“b”中0.1M NaOH，0.1M硅酸鈉以及5％(重量)的偏亞磷酸鈉，在20℃溫度下浸漬10分鐘；4-用水洗滌并用熱空氣干燥。
從溶液“a”和“b”中回收的鉛和銅的總量分別為每平方分米處理過的表面回收285mg和1.8mg。
樣品A和B的內(nèi)表面用X射線光電子顯微鏡(XPS)表面分析技術(shù)進(jìn)行分析，得出的表面原子組成記錄于表4中。
表4

實(shí)施例7(管件)將一般市場(chǎng)有售并可用作供水系統(tǒng)分布器的商用鍍鉻黃銅開關(guān)的兩個(gè)樣品A和B進(jìn)行洗滌和除油。所述樣品具有內(nèi)部體積Iv，該體積僅由經(jīng)常與水相接觸的金屬表面所限定，其值為200ml。僅將樣品A預(yù)先根據(jù)本發(fā)明的下述方法進(jìn)行鉛的選擇性溶解1-浸漬于溶液“a”中0.1M氨基磺酸，在40℃溫度下浸漬25分鐘；2-用水洗滌；3-浸漬于溶液“b”中0.1M NaOH，5％(重量)的偏亞磷酸鈉(腐蝕緩蝕劑)以及0.5％(重量)的polyetoxyalchool(作為表面濕潤(rùn)劑)，在20℃溫度下浸漬10分鐘；4-用水洗滌并用熱空氣干燥。
從溶液“a”和“b”中回收的鉛和銅的總量分別為每毫升所述內(nèi)部體積Iv回收440μg/ml和33μg/ml。
而后，在按照NSF STD61方法的合成飲用水中對(duì)開關(guān)A和B進(jìn)行四個(gè)星期的金屬釋放測(cè)試。從測(cè)試的前15天所記錄的鉛釋放的平均值可見經(jīng)預(yù)處理過的開關(guān)A所釋放的鉛是開關(guān)B的35％。在15天的測(cè)試中，從開關(guān)A中釋放出來的鉛為約2μg/l(Iv體積)，而從開關(guān)B中釋放出來的鉛為約80μg/l(Iv體積)。圖10所示為在對(duì)開關(guān)A和B進(jìn)行了四個(gè)星期的鉛釋放測(cè)試過程中所獲得的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種由銅基合金制成的并且在其生產(chǎn)步驟中適于經(jīng)受由機(jī)械作用、模壓或壓鑄所實(shí)現(xiàn)加工操作的機(jī)械部件，尤其是一種由黃銅合金制成的并用于飲用水給水系統(tǒng)的管件，其特征在于，所述黃銅合金含有一預(yù)定量的鉛作為合金成分；而且，在使用中該部件的用于暴露在任何釋放到環(huán)境中的流體的每個(gè)表面上基本上沒有鉛和鉛鹽的表面富集。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械部件，其中所述部件用于收集飲用水，其特征在于，在經(jīng)過15天的使用合成飲用水的NSF STD61釋放測(cè)試后，該部件所釋放的鉛不多于每毫升該部件的內(nèi)部體積(Iv)0.025μg，該體積僅由在測(cè)試過程中與所述飲用水相接觸的金屬表面所限定。
3.一種由含鉛的銅基合金制成的并且在其生產(chǎn)步驟中使其經(jīng)受由機(jī)械作用、模壓或壓鑄所實(shí)現(xiàn)加工操作的機(jī)械部件，尤其是一種由黃銅制成并用于飲用水給水系統(tǒng)的管件，在使用中其表面用于與飲用水相接觸，對(duì)其進(jìn)行XPS表面分析，它具有這樣的原子表面組成以致鉛的表面含量低于或等于根據(jù)該合金的公稱組成的含鉛量。
4.一種獲得由含鉛的銅基合金制成的并用于給水系統(tǒng)的低鉛釋放金屬部件的方法，尤其是一種用于飲用水給水網(wǎng)的含鉛黃銅管件，所述方法包括下述步驟一選擇性浸蝕在使用中暴露于水中的所述部件的表面，用以將存在于其上的鉛和鉛鹽幾乎全部移除，該鉛和鉛鹽是對(duì)所述部件進(jìn)行機(jī)加工和/或模壓/壓鑄操作的結(jié)果；以及一鈍化所述表面。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述選擇性浸蝕步驟是將所述表面暴露于一種非氧化酸性水溶液中進(jìn)行的，其中的酸能夠形成可溶性鉛鹽。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述酸選自氨基磺酸、氟硼酸、甲磺酸、氟硅酸、乙酸及其混合物。
7.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，該能形成可溶性鉛鹽的非氧化性酸在該水溶液中的容量摩爾濃度為0.01-5M。
8.如上述權(quán)利要求4-7中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，上述水溶液的pH值在1-3范圍內(nèi)。
9.如上述權(quán)利要求4-8中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述能形成可溶性鉛鹽的非氧化性酸的水溶液的溫度在20℃-50℃范圍內(nèi)。
10.如上述權(quán)利要求4-9中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述暴露于所述能形成可溶性鉛鹽的非氧化性酸水溶液中的操作，僅在于將所述部件浸漬于所述溶液中5-50分鐘。
11.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述選擇性浸蝕步驟是將所述表面暴露于一種混合有一種過氧化物的有機(jī)酸的氧化性酸水溶液中進(jìn)行的。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，使用的所述有機(jī)酸為檸檬酸且其過氧化物為過氧化氫。
13.如上述權(quán)利要求4-12中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述鈍化步驟在所述選擇性浸蝕步驟之后，并且該步驟是將所述表面暴露于一種堿性水溶液的作用下，優(yōu)選為一種強(qiáng)堿的水溶液。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中該堿性水溶液含有一種強(qiáng)堿選自NaOH、硅酸鈉及其混合物；該鈍化步驟在該溶液的pH值保持在10-13下進(jìn)行。
15.如上述權(quán)利要求4-14中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述浸蝕和鈍化兩個(gè)步驟之間還可提供一個(gè)中間的漂洗步驟。
16.如上述權(quán)利要求4-10，其特征在于，所述部件經(jīng)除油、漂洗，而后在35℃-45℃溫度下、在含有0.1M氨基磺酸的第一水溶液中浸漬一段時(shí)間，該時(shí)間為不超過25分鐘，而后經(jīng)過進(jìn)一步漂洗，在20℃-25℃溫度下、在含有0.1M氫氧化鈉的第二水溶液中浸漬一段時(shí)間，該時(shí)間為不超過15分鐘，并最后進(jìn)行第三次漂洗且干燥。
17.如上述權(quán)利要求4-10中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述酸性水溶液的組成是比例為1∶1的0.1M氨基磺酸和0.1M氟硼酸的混合物。
18.如上述權(quán)利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述漂洗操作是在室溫下浸漬于自來水中進(jìn)行的。
19.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在暴露于所述溶液的過程中，使所述溶液經(jīng)受超聲攪拌，目的是用超聲波撞擊該部件的所述表面。
20.一種獲得由含鉛的銅基合金制成的并用于給水系統(tǒng)的低鉛釋放金屬部件的方法，尤其是一種用于飲用水給水網(wǎng)的含鉛黃銅管件，如參照附圖所說明和描繪的。
21.一種處理水溶液，用于對(duì)由含鉛的銅基合金制成的機(jī)械部件進(jìn)行選擇性鉛浸蝕，該選擇性浸蝕是針對(duì)表面富集鉛和鉛鹽的所述部件的每個(gè)表面進(jìn)行的，該部件經(jīng)受過由機(jī)械作用、模壓或壓鑄所實(shí)現(xiàn)的加工操作，所述處理液其特征在于具有下述成分-0.1M氨基磺酸；-0.1M氟硼酸；-0.1-5％(重量)的1H-苯并三唑。
22.一種處理水溶液，用于對(duì)由含鉛的銅基合金制成的機(jī)械部件進(jìn)行鈍化，所述溶液的特征在于，含有0.1M的NaOH和1-5％(重量)的偏亞磷酸鈉。
23.如權(quán)利要求22所述的處理水溶液，其中還含有硅酸鈉。
24.如權(quán)利要求22或23所述的處理水溶液，其中還含有一種表面濕潤(rùn)劑，優(yōu)選為polyetoxyalchool。
全文摘要
一種用于飲用水給水網(wǎng)的含鉛黃銅部件(例如:由CuZn39Pb3制成的管件,含3%的鉛),以及鍍鉻部件,使其經(jīng)受鉛的選擇性表面侵蝕以減少在操作中由于鉛表面“涂污”所造成的釋放鉛,該鉛表面“涂污”是機(jī)械作用或模壓的結(jié)果;首先將所述部件與一種酸的水溶液相接觸,該酸能夠形成鉛的可溶性鹽,優(yōu)選為一種非氧化性溶液,該接觸操作僅是將所述部件在20℃—50℃溫度下,于該溶液(如含0.1M氨基磺酸的溶液)中浸漬10—50分鐘,而后將該部件在20℃—25℃溫度下,于一種強(qiáng)堿的水溶液(如含0.1M NaOH)中浸漬大約10分鐘,以使其鈍化;應(yīng)用該方法可獲得由含鉛的銅基合金制成的管件,該管件在根據(jù)US NSF STD61方法進(jìn)行15天的測(cè)試后,每毫升該部件的內(nèi)部體積可釋放的鉛的量為不超過0.025μg,該體積由測(cè)試中保持與水相接觸的金屬壁所限定。
文檔編號(hào)C23F11/14GK1194020SQ95197933
公開日1998年9月23日 申請(qǐng)日期1995年8月3日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月3日
發(fā)明者阿爾多·朱斯蒂 申請(qǐng)人:歐羅巴金屬公開有限公司