[發明專利]高耐蝕性三價鉻藍白色鈍化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 200710046933.4
• 申請日: 2007-10-11
• 公開（公告）號: CN101158038A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發明（設計）人: 周保學;劉國琴;張益平;李金花;李龍海;蔡偉民
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C23C22/48
• 分類號: C23C22/48
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 毛翠瑩

技術領域

本發明涉及一種高耐蝕性三價鉻藍白色鈍化劑及其制備方法，屬于金屬表面處理技術領域。

背景技術

為了提高鋼鐵制件的耐腐蝕性，通常在制件表面上鍍鋅或其合金(鋅鎳、鋅鈷和鋅鐵)形成鍍鋅層，為進一步提高其防腐蝕性能和裝飾性，鍍層必須進行鈍化處理，以生成一層耐腐蝕性高、裝飾性好的鈍化膜。過去人們一直采用六價鉻對其進行鈍化處理，六價鉻鈍化工藝成熟穩定，耐蝕性高，具有修復耐蝕性的自愈能力，原料來源廣泛而且價廉，但六價鉻具有高毒性和致癌性，對環境與人體健康存在嚴重的危害性，因此，鍍鋅層選用三價鉻鈍化工藝替代六價鉻鈍化工藝是表面處理行業亟待解決的技術問題。

目前國內外報道的有關三價鉻藍白色鈍化劑，其組成一般由三價鉻鹽(主成膜劑)、鈷鹽(副成膜劑)、氟離子(絡合劑)和硫酸(成膜促進劑)、硝酸(成膜促進劑)等成份組成。中國發明專利(公開號CN1594651A)“鍍鋅用三價鉻藍白鈍化劑及其制造方法”公開了含有三價鉻鹽、鈷鹽、硝酸鹽或硝酸、氟化物的專利配方，采用該方法制備的三價鉻藍白色鈍化溶液鈍化的工件，其中性鹽霧試驗可達到72h。為了提高其耐蝕性，還可以加入磷酸鹽、硅酸鹽、稀土金屬鹽等。中國發明專利(公開號CN1858302A)“高耐蝕性的鍍鋅層三價鉻藍白鈍化劑及其制備方法”公開了含有三價鉻鹽、鈷鹽、硝酸鹽、氟化氫銨(絡合劑)、丙二酸(絡合劑)、醋酸(絡合劑)、磷酸鹽、硅酸鹽等成分的專利配方，采用該方法制備的三價鉻藍白色鈍化溶液鈍化的試件，其中性鹽霧試驗可達到96h。

采用現有三價鉻藍白色鈍化劑技術所鈍化的金屬鍍鋅層，盡管可以獲得一定程度的耐蝕性和光亮度，但是其耐蝕性與目前汽車、電子等行業對于鍍鋅工件高耐蝕性的要求仍有很大差距。這主要與現有鈍化液所形成的鈍化層表面粗糙、存在許多微孔缺陷有關，這些粗糙的表面和微孔缺陷既影響了鈍化層的光亮度，又影響了鈍化層的耐蝕性。在鈍化液中加入現有技術的封孔劑或對鈍化后鈍化層采用封閉劑封閉處理，盡管可以提高鈍化層的耐蝕性，但是卻嚴重影響了鈍化層的光亮度。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種高耐蝕性三價鉻藍白色鈍化劑及其制備方法，工藝簡便，生產過程無六價鉻污染，得到的鈍化劑不含有六價鉻，用于金屬表面處理能提高鈍化產品的耐蝕性并具有較好的裝飾性。

為實現這一目的，本發明通過在鈍化劑中添加游離態的甲酸，抑制鈍化過程中鍍鋅層表面過高的pH值，來控制鍍鋅層表面的膠狀物生成速率與膠狀膜形成速率平穩進行，從而形成均勻、致密的鈍化層；通過在鈍化劑中添加低納米級尺寸的酸性硅溶膠，進一步封閉鈍化層中的微孔缺陷。

本發明的具體技術解決方案如下：

本發明的三價鉻藍白鈍化劑，其原料有，含鉻2～6g/l的Cr³⁺化合物，5～8g/l丙二酸，含鈷0.5～1g/l的Co²⁺化合物，1～3g/l氟氫化銨，1～2g/l?NaOH，1.5～3g/lNO₃^-，0.5～1g/l甲酸，含SiO₂?0.4～2g/l的低納米級尺寸酸性硅溶膠，其余為純水。

其中Cr³⁺的化合物可以是CrCl₃.6H₂O和Cr₂(SO₄)₃.6H₂O中的任意一種，Co²⁺的化合物可以是CoCl₂.6H₂O、Co(NO₃)₂.6H₂O和CoSO₄.7H₂O中的任意一種，NO₃^-來源于NaNO₃，或NaNO₃與Co(NO₃)₂.6H₂O的組合。