CN101144158A - 热浸镀锌钢板钼酸盐/磷酸盐复合体系无铬钝化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热浸镀锌钢板钼酸盐/磷酸盐复合体系无铬钝化方法。该方法通过酸性浸蚀和钝化两个步骤实现对热浸镀锌钢板进行钝化处理，以达到对镀锌钢板进行防护和装饰的目的。其所用钝化溶液采用钼酸盐和磷酸盐作为处理溶液的主盐，能够在热浸镀锌钢板上形成钝化膜，实现热浸锌镀层的无铬钝化。其步骤包括脱脂工序，至少一道水洗工序，酸浸蚀工序，至少一道水洗工序，钝化工序，至少一道水洗工序，烘干工序。本发明由于钝化层耐蚀性好，能够为镀锌层提供良好的防护并具有降低生产成本、减少污染和易于工业化实现的优点。
Description
技术领域：本发明涉及一种热浸镀锌钢板钼酸盐/磷酸盐复合体系无铬钝化方法，属于金属表面处理与腐蚀防护技术领域。
背景技术：镀锌钢板广泛应用于汽车、建筑和电器等领域。锌是一种两性金属，标准电极电位为-0.76V，较钢铁材料电极电位低，在潮湿环境下发生腐蚀时，作为阳极对钢铁基体进行电化学保护。在钢板上镀锌主要有电镀锌和热浸镀锌两种技术，常用的电镀锌方法有：氰化物镀锌、锌酸盐镀锌、氯化物镀锌和硫酸盐镀锌。由于电镀锌涉及溶液中的反应，技术较为复杂，镀速较慢，又存在电镀废液废气的排放和污染等问题，对于大规模高速现代化生产，热浸镀锌更具发展潜力。
然而，金属锌镀层只有在干燥的无腐蚀性气氛的环境下，才能对钢铁基体提供可靠的防护，在实际使用条件下，必需对锌镀层进行钝化处理，以提高其耐腐蚀能力。目前用于锌镀层的钝化处理广泛使用的是六价铬处理工艺。然而，2003年欧盟发布了限制六价铬、铅、镉、汞等有毒有害物质使用的法令法规，并提出了禁用时间表。我国也逐渐限制和取消对六价铬的使用。为了解决六价铬的污染问题，急需寻找镀锌层铬酸盐处理的替代方法，发展镀锌层无铬钝化技术。
无铬钝化国内外研究较多的有单宁酸钝化、植酸钝化、硅酸盐钝化、稀土盐钝化和钼酸盐钝化。单宁酸钝化、植酸钝化等有机酸钝化成本高，镀液稳定性差，镀液补加及维护工艺复杂。硅酸盐钝化所形成的钝化膜是氧化硅聚合物，对于镀锌钢板的后续加工处理造成困难。稀土盐钝化所形成的膜很薄，只有0.1-0.5μm，而且耗时太长，不适于工业化生产。钼酸盐钝化膜在碱性和中性环境中耐蚀性低于铬酸盐钝化，在酸性环境下略高于铬酸盐钝化。
发明内容：本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提出了一种成本低，操作简单，镀液稳定性好，同时能够降低对于环境污染的新的热浸镀锌钢板的钝化处理方法。该方法采用钼酸盐/磷酸盐复合体系无铬钝化技术，通过酸性浸蚀和钝化两个步骤，对热浸镀锌钢板进行钝化处理。所用的钝化溶液采用钼酸盐和磷酸盐作为处理溶液的主盐，能够在热浸镀锌钢板上形成钝化膜，实现热浸锌镀层的无铬钝化。钝化层耐蚀性好，为镀锌层提供良好的防护。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：将热浸镀锌钢板工件先浸入脱脂槽中，碱性脱脂1分钟后，进入第一水槽中用流动的自来水洗涤1分钟，再进入第二水槽中用去离子水洗涤0.5分钟。在室温下浸入酸性浸蚀液中浸泡0.5分钟，进入第三水槽经自来水洗涤1分钟，再进入第四水槽经去离子水洗涤0.5分钟后，然后进入钼酸盐/磷酸盐无铬钝化槽，进行钝化处理1～3分钟。在空气中停留20-60秒，工件进入第五水槽经自来水洗涤1分钟，烘干。
本发明与现有技术相比较，具有下述优点：
1.本发明的溶液成分简单，易于控制，工艺稳定，易于工业化实现；
2.本发明采用的主盐为钼酸盐和磷酸盐，成本低， 溶液稳定，易于维护；
3.在整个工艺过程中完全不需要使用铬元素，减少对环境的污染；
4.处理中产生的废水比较容易处理。
实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
试验材料为热浸锌镀锌钢板
1.脱脂：氢氧化钠5g/1，硅酸钠7g/1，磷酸钠3g/1，OP乳化剂3g/1，温度50～60℃，时间1分钟。自来水洗1分钟，去离子水洗0.5分钟；
2.酸性浸蚀：硝酸3％与3％盐酸的混合液，温度为室温，时间为0.5分钟；自来水洗1分钟，去离子水洗0.5分钟；
3.钝化处理：钼酸铵20g/L，磷酸钠10g/L，磷酸3ml/L，硝酸2ml/L，硫酸钛1g/L，温度55℃，pH值为2，处理时间为2分；空停时间30秒，自来水洗1分钟，烘干温度55℃。
实施例2
试验材料为热浸锌镀锌钢板
1.脱脂：氢氧化钠5g/l，硅酸钠7g/l，磷酸钠3g/l， OP乳化剂3g/l，温度50～60℃，时间1分钟。自来水洗1分钟，去离子水洗0.5分钟；
2.酸性浸蚀：硝酸3％与3％盐酸的混合液，温度为室温，时间为0.5分钟；自来水洗1分钟，去离子水洗0.5分钟
3.钝化处理：钼酸钠40g/L，磷酸铵15g/L，磷酸4ml/L，硝酸2ml/L，硫酸氧钛3g/L，温度45℃，pH值为3，处理时间为2.5分钟；空停时间40秒，自来水洗1分钟，烘干温度70℃。
Claims (7)
1.一种热浸镀锌钢板钼酸盐/磷酸盐复合体系无铬钝化方法，其特征在于：该方法包括酸性浸蚀和钝化两个步骤。
2.如权利要求1所述的热浸镀锌钢板钼酸盐/磷酸盐复合体系无铬钝化方法，其特征在于：该酸性浸蚀液中含有硝酸和盐酸。
3.如权利要求1所述的热浸镀锌钢板钼酸盐/磷酸盐复合体系无铬钝化方法，其特征在于：该钝化溶液中含有钼酸盐和磷酸盐。
4.如权利要求3所述的热浸镀锌钢板钼酸盐/磷酸盐复合体系无铬钝化方法，其特征在于：该钝化溶液以钼酸盐和磷酸盐为成膜剂，硝酸为整平剂，钛盐为着色剂。
5.如权利要求4所述的热浸镀锌钢板钼酸盐/磷酸盐复合体系无铬钝化方法，其特征在于：所述的钝化溶液由钼酸盐10～40g/L，磷酸盐10～20g/L，磷酸2～5ml/L，硝酸1～5ml/L，钛盐1～4g/L组成。
6.如权利要求5所述的热浸镀锌钢板钼酸盐/磷酸盐复合体系无铬钝化方法，其特征在于：钝化溶液的操作温度40～55℃，pH值为2～3.5，处理时间1～3分钟。空停时间20-60秒，烘干温度55-75℃。
7.如权利要求1所述的热浸镀锌钢板钼酸盐/磷酸盐复合体系无铬钝化方法，其特征在于：它包括脱脂工序，至少一道水洗工序，酸浸蚀工序，至少一道水洗工序，钝化工序，至少一道水洗工序，烘干工序。
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