CN101525747B

CN101525747B - 一种清洁型稀土盐钝化液

Info

Publication number: CN101525747B
Application number: CN2009100943673A
Authority: CN
Inventors: 张英杰; 章江洪; 董鹏; 郑帅; 闫宇星
Original assignee: Kunming University of Science and Technology
Current assignee: Kunming University of Science and Technology
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2009-04-17
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2029-04-17
Also published as: CN101525747A

Abstract

本发明公开了一种清洁型稀土盐钝化液，主要用于电镀锌及锌铁合金的后处理，属金属材料表面处理技术领域。钝化液由稀土盐、K₂S₂O₈、Na₂SiO₃、H₃BO₃、H₂O₂、HCl和H₂O组成，不含有毒物质、稳定可靠、成本低，为无铬钝化液。经钝化后在锌或锌铁合金电镀层的表面形成致密的钝化膜，从而提高镀有锌或锌铁合金的零部件的耐蚀性。经此钝化液处理的锌及锌铁合金镀层耐蚀性显著提高，具有清洁环保、经济实用、使用效果好等优点。

Description

一种清洁型稀土盐钝化液

技术领域

本发明涉及一种电镀锌及锌铁合金清洁钝化，主要用于钢铁零件表面电镀锌及锌铁合金的后处理工序，属金属材料表面处理技术领域。

背景技术

腐蚀与防腐关系到经济发展和人民生命安全，表面工程技术是解决机械零部件及材料腐蚀与防护最经济有效的手段和方法。

镀锌及锌铁合金是提高钢铁零件抗腐蚀能力的有效途径，目前广泛地应用于造船工业、机械工业、航空、建筑等许多领域中。但在潮湿的环境中，尤其在湿热环境中，镀锌及锌铁合金层易发生腐蚀，使镀层表面形成暗灰色或白色疏松的腐蚀产物——白锈；时间长了会出现红锈，从而失去防腐效果。为了提高镀层的耐蚀性，须对镀层进行钝化处理形成表面钝化膜。

目前几乎所有的镀锌钢板后处理工艺都采用了铬酸盐钝化处理，但由于铬酸盐中六价铬毒性高且易致癌，政府已严格限制铬酸盐的使用和排放；并且“十一五”规划中强调把开发环境保护技术放在优先位置。因此铬酸盐钝化技术正面临严峻挑战，而寻求和采用符合环保要求的无铬钝化技术正成为目前发展的必然趋势。目前国内外镀锌及其合金层上的无铬钝化主要有钼酸盐钝化、稀土盐钝化、硅酸盐钝化、植酸钝化和有机物钝化等，但这些无铬钝化技术的钝化效果还达不到铬酸盐钝化所具有的耐蚀性，或者是费用太高，以至于目前还没有一种无铬钝化工艺完全取代铬酸盐钝化工艺。

发明内容

本发明的目的是克服现有镀锌和锌铁合金中钝化技术的不足，提供一种不含有毒物质、所处理产品性能优良、生产成本低的电镀锌及锌铁合金清洁钝化液。

本发明的技术方案是：该电镀锌及锌铁合金用清洁钝化液由稀土盐、K₂S₂O₈、Na₂SiO₃、H₃BO₃、H₂O₂、HCl和H₂O组成，各组成物的含量为稀土盐15~30g/L、K₂S₂O₈2~5g/L、Na₂SiO₃.3H₂O 2~6g/L、H₃BO₃2~6g/L、H₂O₂5~20ml/L、HCl 5~15ml/L、其余为H₂O，稀土盐可以是硝酸亚铈或氯化亚铈中的任一种，钝化液pH值为1.8~2.8。各组成物含量和及稀土盐可以根据实际需要在给定范围内选择。

使用该电镀锌及锌铁合金用清洁钝化液的工艺流程为：用水将已经镀锌或锌铁合金的零部件清洗干净，然后放入由HNO₃和H₂O组成的出光液中，室温下停留3~10秒，再放入本电镀锌及锌铁合金用清洁钝化液中，保持pH为1.5~3，室温保持30~90秒，再将零部件从钝化液中取出用自来水清洗干净，最后用吹风机将零部件表面的水分吹干即可。出光液中各组成物及其含量为：HNO₃2~5ml/L、其余为H₂O。

本发明由于采用稀土盐作为钝化液的主要成分，并配以K₂S₂O₈、Na₂SiO₃、H₃BO₃、H₂O₂和HCl，用于电镀锌及锌铁合金工艺的后处理工艺，能够显著提高电镀锌及锌铁合金的耐蚀性，使盐雾试验出白锈时间可达25~50小时以上。由于在钝化液中不含铬，克服了铬酸盐钝化技术毒性大、不环保等缺点，可实现电镀锌及锌铁合金的清洁生产。使用该钝化液的钝化工艺稳定可靠，所生产的产品性能优良，具有很重要的社会意义和应用价值。

附图说明

图1为本发明钝化液组成图。

具体实施方式

下面结合实例进一步说明本发明的实质内容，但本发明的内容并不限于此。

实施例1：该钝化工艺用于对局部镀锌的钢板进行后续钝化处理。

该钢板在进行电镀之前进行除锈、除油、活化等前处理后，放入电镀液中进行电镀，镀锌工艺的镀液组成及操作条件为：ZnCl₂80g/L、KCl 200g/L、添加剂适量、镀液的pH值保持在5.5左右，电流密度为1.2A/dm²，温度为室温，电镀时间为25分钟。

配制由HNO₃2ml/L和H₂O组成的出光液以及由氯化亚铈15g/L、K₂S₂O₈2g/L、Na₂SiO₃.3H₂O 2g/L、H₃BO₃2g/L、H₂O₂5ml/L、HCl 5ml/L和H₂O组成的钝化液，用稀HCl或NaOH溶液将pH值调至2.8，然后将电镀后的钢板取出，经清洗后先放入出光液中停留10秒，取出用自来水冲洗，再放入钝化液中，室温下钝化90秒，然后取出该镀锌钢板，经自来水清洗干净后用吹风机吹干。

使用本钝化工艺处理后的钢板外观均匀光亮，经中性盐雾试验出白锈时间超过25小时。

实施例2：该钝化工艺用于对局部电镀Zn-Fe合金的钢板进行后续钝化处理。

在进行钝化之前，钢板经前处理(除锈、除油、活化)后实施电镀，锌铁合金电镀工艺的镀液组成及操作条件为：ZnCl₂100g/L、KCl 230g/L、FeSO₄·7H₂O10g/L、抗坏血酸1.2g/L、添加剂适量、pH值4.0、阴极电流密度1.8A/dm²、温度为室温，电镀时间为40分钟，所得Zn-Fe合金镀层中铁含量为0.5％。

配制由HNO₃3ml/L和H₂O组成的出光液以及由硝酸亚铈25g/L、K₂S₂O₈4g/L、Na₂SiO₃.3H₂O 3g/L、H₃BO₃ 3g/L、H₂O₂10ml/L、HCl 10ml/L和H₂O组成的钝化液，用稀HCl或NaOH溶液将pH值调至2.4，然后将电镀后的钢板取出，经清洗后先放入出光液中停留6秒，取出用自来水冲洗，再放入钝化液中，室温下钝化60秒，然后取出该钢板，经自来水清洗干净后用吹风机吹干。

使用本钝化工艺处理后的Zn-Fe合金镀层，外观均匀光亮，经中性盐雾试验出白锈时间超过50小时，不仅超过了现有铬酸盐钝化工艺的耐蚀性能(25小时)，而且还超过了国家标准(30小时)。

Claims

1.一种清洁型稀土盐钝化液，其特征是钝化液中各组成物及其含量为：稀土盐15～30g/L、K₂S₂O₈2～5g/L、Na₂SiO₃.3H₂O 2～6g/L、H₃BO₃2～6g/L、H₂O₂5～20ml/L、HCl 5～15ml/L、其余为H₂O，待钝化液中各组份溶解完全后用稀HCl或NaOH溶液将pH值调至1.8～2.8。

2.根据权利要求1所述的清洁型稀土盐钝化液，其特征是稀土盐是硝酸亚铈或氯化亚铈中的任一种。

3.根据权利要求1所述的清洁型稀土盐钝化液，其特征是该稀土盐钝化液用于钢铁零部件电镀锌或锌铁合金后的钝化处理。