[發明專利]一種環保型鍍鋅及Zn-Fe合金黑色鈍化液及制備方法

無效

• 申請號: 201210588115.8
• 申請日: 2012-12-29
• 公開（公告）號: CN103014689A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 姜慧芬;李居
• 申請（專利權）人: 云南滇科涂鍍層材料有限公司
• 主分類號: C23C22/07
• 分類號: C23C22/07
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

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技術領域

本發明涉及金屬表面電鍍防腐工藝，特別涉及一種能在鍍鋅及鋅合金層表面形成具有高耐蝕的黑色保護膜的鈍化液及制備方法，屬金屬材料表面處理技術領域。

背景技術

電鍍鋅及鋅合金是鋼鐵防腐的重要手段之一，鍍鋅鋼鐵重要用于汽車、電力、交通、建筑等多個行業。然而，鍍鋅層在潮濕環境下容易發生腐蝕，影響產品的外觀及使用壽命。目前使用最廣泛的防腐方法是鉻鈍化，其優點為鉻鹽鈍化膜具有高耐蝕性并且平整致密，與基體金屬的結合力牢固，在腐蝕的環境中對基體金屬起到保護作用。但六價鉻鍍鋅強，嚴重危害人體健康及環境而被嚴格限制使用。目前國內報道的無鉻鈍化主要有鈦鹽鈍化、鎢酸鹽鈍化、鉬酸鹽鈍化、有機物鈍化、植酸鈍化、鎬化液、磷酸鹽假轉化型鈍化液等，盡管達到了環保的要求，但還是存在不完善之處，如：生產成本提高，使用條件及使用壽命等因素的影響，并且這些無鉻鈍化膜存在耐蝕性能比較差、使用的范圍的局限性、鈍化時間較長等缺點。目前國內報道的無鉻黑色鈍化液僅僅在酸性鍍鋅或者堿性鍍鋅上試用，鈍化時間都超過了1分鐘，經中性鹽霧試驗出白繡的時間不超過30個小時。

中國專利CN102268664C?鍍鋅層黑色鈍化處理用無鉻鈍化液及其制備方法公開了使用鉬酸鹽鈍化的方法，盡管此種黑色鈍化液工藝易操作，發黑效率高，鈍化液成分簡單；但是鈍化液中還有氨水，且氨水揮發性大，成本高，對操作人員身體有危害。

目前國內已有文獻報道，硅酸鹽與酸反應，在鈍化液中能形成納米級別二氧化硅，在形成的交織網狀膜層中起封閉孔隙的作用，有效提高耐腐蝕性能。

發明內容

本發明的目的是克服現有鈍化技術的不足，提供一種不含有毒物質、所處理產品性能優良、生產成本低的電鍍鋅及鋅鐵合金硅酸鹽清潔鈍化工藝。

本發明的技術方案是：對經過電鍍處理的鋼鐵零件表面的電鍍鋅或鋅鐵合金鍍層水洗后，進行出光處理，然后取出水洗，再放入硅酸鹽鈍化液中，進行硅酸鹽鈍化處理，最后將鍍層經過鈍化的零件取出，采用專用封閉劑進行封閉，然后用干燥箱進行烘干或自然干燥。

硅酸鹽鈍化處理過程中的操作為：將出光后的鍍有鋅或鋅鐵合金的零件放入由硅酸鹽、硫酸亞鐵、硫酸鈉、磷酸組成的鈍化液中，控制鈍化液的PH值為1.5-2.0，室溫下停留15-20秒，然后取出，用水洗后采用專用封閉劑進行封閉，然后采用烘干或自然干燥。

鈍化液中各組分的含量為硅酸鈉：硅酸鹽：2-3g/L，其主要作用是作為主要成膜劑，硫酸亞鐵：0.5-1g/L，其主要作用是作為發黑劑，硫酸鈉：0.2-0.3?g/L，其主要作用是輔助硫酸亞鐵發黑，磷酸：16-40?ml/L，其主要作用起到磷化、提高耐蝕性以及提供酸性環境的作用，余量為水。硅酸鹽可以是硅酸鈉或硅酸鉀中的一種或者兩種。

本發明對鋼鐵零部件的前期電鍍鋅或鋅鐵合金過程采用現有的工藝，出光處理也可采用現有的工藝過程。出光過程的操作可以是：將鍍有鋅或鋅鐵合金的零部件加入由硝酸和水組成的出光液中，室溫下停留3-5秒后取出；出光液中各組成物及其含量為硝酸2-5ml/L，其余為水。

鈍化液可采用如下步驟和方法配制：先根據體積總量稱取2-3g/L分析純用硅酸鹽，倒入盛有10-30倍質量自來水的燒杯中，用玻璃棒充分攪拌至硅酸鹽完全溶解，得到硅酸鹽水溶液；再根據體積總量稱取0.5-1g/L的硫酸亞鐵、0.2-0.3?g/L硫酸鈉，倒入盛有10-30倍質量自來水的燒杯中，用玻璃棒充分攪拌至完全溶解，得到硫酸鹽混合水溶液；然后根據體積總量按16-40ml/L用移液管分別量取分析純用磷酸，慢慢加入溶解完全的硅酸鈉溶液中，邊加入邊用玻璃棒攪拌，直至混合均勻，再把已配好的硫酸鹽混合水溶液加入到該配制好的硅酸鈉與磷酸的溶液中，邊加入邊用玻璃棒攪拌，直至混合均勻，并用自來水定容到所需的體積，得到硅酸鹽：2-3g/L??硫酸亞鐵：0.5-1g/L??硫酸鈉：0.2-0.3?g/L??磷酸：16-40?ml/L??其余為水的清潔型硅酸鹽鈍化液。本發明整個工藝過程在室溫下進行，出光液和鈍化液中各組分物含量以及操作條件可以根據實際需要在給定范圍內選擇。水洗時，將剛剛鍍好的鍍有鋅或鋅鐵合金的零部件、或出光后的鍍有鋅或鋅鐵合金的零部件、或鈍化后的鍍有鋅或鋅鐵合金的零部件用自來水進行反復沖洗，直至鍍有鋅或鋅鐵合金的零部件表面清洗干凈為止。干燥時，將鈍化并水洗后的鍍有鋅或鋅鐵合金的零部件用干燥箱將零部件表面的水分吹干為止。