CN101492816A - 一种镀锌管用的钝化液及其钝化工艺 - Google Patents

一种镀锌管用的钝化液及其钝化工艺 Download PDF

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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2222/00—Aspects relating to chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive medium
    • C23C2222/10—Use of solutions containing trivalent chromium but free of hexavalent chromium

Abstract

本发明涉及金属钝化技术，尤其涉及一种不含六价铬的钝化液及其钝化工艺，一种镀锌管用的钝化液，含有三价铬和成膜剂，还含有二氧化硅，三价铬的浓度为0.5～2g/L，酸性二氧化硅胶体的浓度为10～20g/L，其中成膜剂的浓度为3～5g/L，稳定剂的浓度为1.5～2.0g/L，解决现有的镀锌产品中含有对环境污染严重的Cr+6的问题。

Description

一种镀锌管用的钝化液及其钝化工艺
技术领域
本发明涉及金属钝化技术，尤其涉及一种不含六价铬的钝化液及其钝化工艺。
背景技术
为了提高镀锌表面的美观性和耐蚀性，百年来一直采用的Cr+6对其进行铬酸盐钝化处理，过去为了得到蓝白色的镀锌钝化膜先进行Cr+6彩虹钝化，然后再用碱对其进行漂白。后来发明了低铬一次性蓝白色钝化工艺，钝化液中的六价铬的含量降低到2～5g/L，而且在最后的热水烫洗中加入0.2～0.5g/L的铬酐以提高产品的耐盐雾试验时间，以上采用的蓝白色钝化工艺存在的二方面的不足：其一仍然要使用Cr+6，并且产品的钝化膜中依然存在0.002～0.004mg/dm2的六价铬；其二是这两种工艺作出的蓝白镀锌产品在5％中性盐水喷雾试验[(NSS)GB-6458-86]中耐受时间一般只能达到24小时，而按照GB12335-90《对底材呈阳极性的覆盖层腐蚀试验后的试样评级》只能达到C7级，耐蚀性不够理想。从外观上看，就工艺做出的蓝白镀锌产品，比较容易出现黄色，特别是一些边角位置和钝化后未能及时接触到空气的地方。
近年来，随着人们的环境保护意识的增强，对镀锌工业中所使用的钝化技术中Cr+6污染问题也被提上了环境保护的议事日程，发达国家已经将含有Cr+6的镀锌金属零部件列为禁止使用的产品。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明要解决的技术问题是：针对现有的镀锌产品中含有对环境污染严重的Cr+6的问题，提供一种不含Cr+6的钝化液。
为了克服背景技术中存在的缺陷，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种镀锌管用的钝化液，含有三价铬和成膜剂，所述的钝化液中还含有二氧化硅。
本发明中所述的所述的三价铬的浓度为0.5～2g/L，酸性二氧化硅胶体的浓度为10～20g/L，其中成膜剂的浓度为3～5g/L，稳定剂的浓度为1.5～2.0g/L，本发明中采用二氧化硅胶体氧化硅胶体经贴附后，一部分成为网状的硅胶，一部分纳米级的二氧化硅填充至多孔膜中，使钝化膜变的无孔，由于二氧化硅很稳定，具有良好的耐酸碱耐候性，与三价铬形成的具有自恢复性钝化膜，这两种不同钝化膜结合使用能使镀锌管材具有更好的耐腐蚀的能力。
本发明中所述的成膜剂为硅烷偶联剂。
本发明中所述的稳定剂为碳酸锂或柠檬酸。
本发明的钝化工艺为用所述的钝化液建浴，并调节钝化槽液的pH值2.0～3.0，钝化温度控制在20～25℃，镀锌管材在钝化槽液中钝化时间控制在10～15s，控制钝化槽液中的Zn2+的浓度低于5g/L。
本发明的钝化工艺中所述的pH值的调节采用的是硝酸和硫酸的混合酸，硝酸与硫酸的混合比例为1∶1。
本发明采用了不污染的钛酸盐做为混合剂，有益效果：即能采用钛酸盐所形成的钝化膜的结果为多孔性的，与三价铬形成的具有自恢复性钝化膜，二氧化硅胶体具有较强的吸附性，且有带负电荷的羟基，当它贴附与钝化膜表面，以硅氧烷的方式积聚起来，可以形成一个透明的薄膜，而不再溶于水，一部分成为网状的硅胶，一部分纳米级的二氧化硅填充至多孔膜中，使钝化膜变的无孔，由于二氧化硅很稳定，具有良好的耐酸碱耐候性，且取材方便无污染。
具体实施方式
本发明中实施例一钝化液中的组成：三氯化铬31.1g，酸性二氧化硅胶体150g，40g成膜剂硅烷偶联剂和20g稳定剂柠檬酸，制成的1L的浓缩钝化液。
将制成的浓缩的钝化液兑水到体积10L，Cr3+的浓度为1g/L，用混合比例为1∶1的硝酸和硫酸的混合酸调节钝化槽液pH值为2.5，调整钝化槽液的为20～25℃，将镀锌管进行钝化，钝化时间为10～15s，随着钝化过程的进行，各有效成份消耗，需及时对钝化槽液进行补充，使钝化槽液中的三价铬的浓度为0.5～2g/L，酸性二氧化硅胶体的浓度为10～20g/L，其中成膜剂的浓度为3～5g/L，稳定剂的浓度为1.5～2.0g/L，控制钝化槽液中的Zn2+的浓度低于5g/L。
制成的镀锌管的钝化膜为略蓝白钝化膜，经不封闭耐盐雾试验时间为150小时左右。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1、一种镀锌管用的钝化液，含有三价铬和成膜剂，其特征在于：所述的钝化液中还含有二氧化硅。
2、如权利要求1所述的镀锌管用的钝化液，其特征在于：所述的钝化液中三价铬的浓度为0.5～2g/L，酸性二氧化硅胶体的浓度为10～20g/L，其中成膜剂的浓度为3～5g/L，稳定剂的浓度为1.5～2.0g/L。
3、采用权利要求2所述的镀锌管用的钝化液，其特征在于：所述的成膜剂为硅烷偶联剂。
4、采用权利要求2所述的镀锌管用的钝化液，其特征在于：所述的所述的稳定剂为碳酸锂或柠檬酸。
5、采用权利要求1所述的镀锌管用的钝化液的钝化工艺，其特征在于：用所述的钝化液建浴，并调节钝化槽液的pH值2.0～3.0，钝化温度控制在20～25℃，镀锌管材在钝化槽液中钝化时间控制在10～15s，控制钝化槽液中的Zn2+的浓度低于5g/L。
6、如权利要求5所述的镀锌管用的钝化液的钝化工艺，其特征是：所述的调节钝化槽液的pH值采用的是硝酸和硫酸的混合酸，硝酸与硫酸的混合比例为1∶1。
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