[發(fā)明專(zhuān)利]一種用多步處理鈍化熱浸鍍鋅的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410272477.5
• 申請(qǐng)日: 2014-06-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104018153A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖軼;鐘慶東;張俊良;周代義;趙啟亮;周瓊宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C23C22/53
• 分類(lèi)號(hào): C23C22/53;C23C22/44;C23C22/73
• 代理公司: 上海上大專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用多步處理鈍化熱浸鍍鋅的方法，屬于材料表面處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

熱鍍鋅是使熔融金屬鋅與鐵基體反應(yīng)而產(chǎn)生合金層，從而使基體和鍍層二者相結(jié)合。熱浸鍍鋅具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如，溶化鋅均很容易均勻的覆蓋在整個(gè)鋼材表面，包括在凹陷處管件內(nèi)部，對(duì)基體起到全面保護(hù)的作用。同時(shí)鋅層附著力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)。鋅層在大氣中的消耗是非常緩慢的，約為鋼鐵腐蝕速率的1/17至1/18，且是可預(yù)估的。其壽命遠(yuǎn)超過(guò)其它任何涂層。

然而暴露在空氣中的鍍鋅層如果不采取有效的鈍化措施，耐蝕性依然不理想。目前鍍鋅件最廣泛的鈍化手段是鉻酸鹽鈍化處理，主要原因是該方法工藝簡(jiǎn)單、成本低、抗蝕性能好，而且鈍化膜有自愈能力。經(jīng)鉻酸鹽處理后形成鉻/基體金屬混合氧化物膜層，膜層中鉻主要以六價(jià)和三價(jià)形式存在。由于六價(jià)鉻是致癌物質(zhì)，對(duì)人體及環(huán)境都有嚴(yán)重危害，隨著人們環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)，必須研究一種取代鉻酸鹽鈍化的方法。

鋅的稀土鈍化或緩蝕研究始于20世紀(jì)80年代初。稀土鈍化方法簡(jiǎn)單，無(wú)污染，是一種環(huán)境友好的轉(zhuǎn)化膜，可以用來(lái)替代六價(jià)絡(luò)鈍化。稀土轉(zhuǎn)化膜耐蝕性可能是陰極抑制機(jī)理，即認(rèn)為稀土轉(zhuǎn)化膜對(duì)陰極反應(yīng)活性部位的覆蓋，阻礙了氧氣和電子在金屬表面和溶液之間的轉(zhuǎn)移和傳遞，從而抑制了腐燭速率。鉬與鉻同屬VIB族元素,鉬酸鹽作為緩燭劑與絡(luò)酸鹽具有許多相似性,比鉻酸鹽毒性低,因而擁有更優(yōu)越的環(huán)境適應(yīng)性。鉬酸鹽己廣泛用作鋼鐵及有色金屬的緩蝕劑和鈍化劑。同時(shí)又研究表明鉬酸鹽鈍化能夠顯著提高鍍鋅層的耐鹽霧腐蝕能力，耐蝕效果與鉻酸鹽鈍化相當(dāng)，在酸性腐蝕介質(zhì)下甚至優(yōu)于鉻酸鹽鈍化。鉬酸鹽鈍化處理的方法主要有陽(yáng)極極化處理、陰極極化處理和化學(xué)浸泡處理等。一般認(rèn)為鉬酸鹽能與多種分子復(fù)合，借分子間協(xié)同緩釋作用提高耐蝕效率，鉬酸鹽屬于陽(yáng)極鈍化型緩蝕劑，鉬酸鹽膜能夠阻礙鋅腐蝕的過(guò)程，顯著降低腐蝕電流密度，從而阻礙鋅的腐蝕。在鉬酸鹽鈍化中，常用的是鉬酸鹽與磷酸組成的體系，磷酸的加入能顯著提高提高膜的結(jié)合力。

鉬酸鹽鈍化中，由于膜厚想是決定耐蝕性能及裝飾性的重要因素，因此對(duì)影響鈍化膜形成及其厚度的鈍化液濃度、鈍化溫度和pH值的控制極為重要。通常應(yīng)使pH<5，以使鋅正好處于電位-pH圖中的溶解區(qū)域。

然而，由于采用單一稀土鹽鈍化，存在鈍化膜厚度不夠、耐蝕性不夠、鈍化鹽穩(wěn)定性不足的缺點(diǎn)。因此，當(dāng)前的研究方向，是考慮嘗試在稀土鈍化體系中增加其他無(wú)機(jī)鹽，同時(shí)，采用多步鈍化處理，以提高鈍化膜層的厚度、自愈能力和耐蝕性。

基于此，本發(fā)明創(chuàng)新性的采用稀土-鉬酸鹽兩步鈍化處理，解決了單一稀土鈍化中存在的厚度不夠、耐蝕性不夠和鉬酸鹽鈍化中存在的鈍化膜無(wú)自愈能力的問(wèn)題，使鈍化膜的耐蝕性得到了極大的提高。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用多步處理鈍化熱浸鍍鋅的方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種用多步處理鈍化熱浸鍍鋅的方法，具有以下的鈍化液配比和處理過(guò)程：

a.???稀土鈍化液成分配比

?????Ce(NO₃)₃：0.001~2?mol/L；

?????H₂O₂：0.05~6?vol/L；

?????Na₂SO₄：0.1~2?mol/L；

b.???鉬酸鹽鈍化液成分配比

?????Na₂(MoO₄)·2H₂O：4~80g/L；

?????ZrF₄：4~40g/L；

?????H₂C₂O₄：0.05wt%~15?wt%；

c.???處理過(guò)程

1）將稀土鈍化液涂覆于鍍鋅板表面，然后進(jìn)行固化處理；其中固化溫度：50~150℃

固化時(shí)間：30min~5h；隨后自然冷卻，自然冷卻時(shí)間：20min?~2h；

2）再將鉬酸鹽鈍化液涂覆于步驟1）處理后的鍍鋅板表面，然后進(jìn)行固化處理；其中固化溫度：100~250℃，固化時(shí)間5min~2h；隨后自然冷卻，自然冷卻時(shí)間：3~24h。.

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的優(yōu)點(diǎn)：