CN102021550B - 三价铬彩色钝化剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三价铬彩色钝化剂，组成为：含Cr3+0.385～0.962mol/l的铬化合物、含Co2+0.085～0.508mol/l的钴化合物、含镍0.017～0.17mol/l的镍盐、有机酸15～100ml/l、无机酸60～150ml/l、含SiO2 0.833～25mol/l的纳米级硅溶胶、水和还原剂；所述还原剂为次亚磷酸钠0.1887～0.943mol/l或硼氢化钠0.013～1.321mol/l。本发明钝化剂通过还原剂与适量的铬化合物、钴化合物和有机酸复配，钝化后的工件放置2个月，Cr6+含量仍低于日本监测标准2ppm以下。得到高耐蚀性的保护膜，中性盐雾试验时间超过250小时。

Description

三价铬彩色钝化剂
技术领域
本发明涉及一种用于镀锌层表面处理的钝化剂，尤其涉及一种三价铬彩色钝化剂。
背景技术
为了提高钢铁制件的耐腐蚀性，通常在制件表面上镀锌或合金形成镀锌层，为进一步提高其防腐蚀性能和装饰性，镀层必须进行钝化处理，以生成一层耐腐蚀性高、装饰性好的钝化膜。过去人们一直采用六价铬对其行钝化处理，六价铬钝化工艺成熟稳定，耐蚀性高，具有修复耐蚀性的自愈能力，原料来源广泛且价廉，但六价铬具有高毒性和致癌性，对环境与人体健康存在严重的危害性，因此镀锌层选用三价铬钝化工艺替代六价铬钝化工艺是表面处理行业亟待解决的技术问题。
目前国内外均有关于三价铬钝化剂的报道，但是采用现有的三价铬彩色钝化剂所钝化的金属件存在易被氧化成六价铬的问题，而且其耐蚀性仍不能满足目前汽车、电子等行业对于镀锌工件高耐蚀性的要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种三价铬彩色钝化剂。钝化剂中适量的还原剂与适量的有机酸、铬化合物和钴化合物搭配使用，得到的钝化膜耐腐蚀性好，且不易被氧化成六价铬。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
三价铬彩色钝化剂，组成为：含Cr3+0.385～0.962mol/l的铬化合物、含Co2+0.085～0.508mol/l的钴化合物、含镍0.017～0.17mol/l的镍盐、有机酸15～100ml/l、无机酸60～150ml/l、含SiO20.833～25mol/l的纳米级硅溶胶、水和还原剂；
所述还原剂为次亚磷酸钠0.1887～0.943mol/l或硼氢化钠0.013～1.321mol/l。
所述铬化合物为硝酸铬、硫酸铬或氯化铬中的一种或两种以上。
所述钴化合物为硝酸钴、硫酸钴或氯化钴中的一种或两种以上。
所述镍盐为硝酸镍、硫酸镍或氨基磺酸镍中的一种或两种以上。
所述有机酸为冰乙酸、丙二酸或柠檬酸中的一种或两种以上。
所述无机酸为硫酸或硝酸。
所述纳米级硅溶胶的粒径为10～20nm，pH＝2～4。
本发明相对于现有技术所具有的优点及有益效果：
(1)本发明钝化剂通过还原剂与适量的铬化合物、钴化合物和有机酸复配，钝化后的工件放置2个月，Cr6+含量仍低于日本监测标准2ppm以下。
(2)选择合适粒径和浓度的纳米级硅溶胶，得到高耐蚀性的保护膜，中性盐雾试验时间超过250小时。
(3)本发明钝化剂可以用于碱性镀锌、酸性镀锌和无氰碱性镀锌。
具体实施方式
实施例1
钝化剂组成：
  硝酸铬   含Cr3+0.385mol/l的硝酸铬
  硫酸钴   含Co2+0.508mol/l的硫酸钴
  硫酸镍   含Ni2+0.017mol/l的硫酸镍
  冰乙酸   100ml/l
  硫酸   60ml/l
  纳米级硅溶胶   SiO20.833mol/l，10nm，pH＝2，
  次亚磷酸钠   0.1887mol/l
制备方法：
将原料加入200ml纯水中，搅拌，使原料溶解，加水至溶液体积为1升，即得本发明的钝化剂。
使用本发明实施例1的钝化剂在室温25℃以上，对镀锌工件进行钝化，钝化时间为25～30s。镀锌工件经SGS的IEC62321方法检测，工件放置2个月后，Cr6+含量仍没有超出日本监测标准2ppm。工件放置2个月，水煮不发红。
将镀件按照GB/T10125-1997人造气氛腐蚀盐雾试验，在外层不加封闭的情况下，中性盐雾试验时间达到240小时(白锈)(最佳状态：无氰碱性挂镀锌，自动线操作，钝化工作液Zn2+不超标准范围)。
实施例2
钝化剂组成：
  硝酸铬   含Cr3+0.962mol/l的硝酸铬
  硫酸钴   含Co2+0.085mol/l的硫酸钴
  硫酸镍   含Ni2+0.17mol/l的硫酸镍
  冰乙酸   15ml/l
  硫酸   150ml/l
  纳米级硅溶胶   SiO225mol/l，20nm，pH＝2，
  硼氢化钠   0.013mol/l
制备方法：
将原料加入200ml纯水中，搅拌，使原料溶解，加水至溶液体积为1升即得本发明的钝化剂。
使用本发明实施例1的钝化剂在室温25℃以上对镀锌工件进行钝化，钝化时间为25～30s。镀锌工件经SGS的IEC62321方法检测，工件放置2个月后，Cr6+含量仍没有超出日本监测标准2ppm。工件放置2个月，水煮不发红。
将镀件按照GB/T10125-1997人造气氛腐蚀盐雾试验，在外层不加封闭的情况下，中性盐雾试验时间达到240小时(白锈)(最佳状态：无氰碱性挂镀锌，自动线操作，钝化工作液Zn2+不超标准范围)。

Claims (7)

1.三价铬彩色钝化剂，其特征在于，组成为：含Cr3+0.385～0.962mol/l的铬化合物、含Co2+0.085～0.508mol/l的钴化合物、含镍0.017～0.17mol/l的镍盐、有机酸15～100ml/l、无机酸60～150ml/l、含SiO20.833～25mol/l的纳米级硅溶胶、水和还原剂；
所述还原剂为次亚磷酸钠0.1887～0.943mol/l或硼氢化钠0.013～1.321mol/l。
2.根据权利要求1所述的三价铬彩色钝化剂，其特征在于，所述铬化合物为硝酸铬、硫酸铬或氯化铬中的一种或两种以上。
3.根据权利要求1所述的三价铬彩色钝化剂，其特征在于，所述钴化合物为硝酸钴、硫酸钴或氯化钴中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1所述的三价铬彩色钝化剂，其特征在于，所述镍盐为硝酸镍、硫酸镍或氨基磺酸镍中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1所述的三价铬彩色钝化剂，其特征在于，所述有机酸为冰乙酸、丙二酸或柠檬酸中的一种或两种以上。
6.根据权利要求1所述的三价铬彩色钝化剂，其特征在于，所述无机酸为硫酸或硝酸。
7.根据权利要求1所述的三价铬彩色钝化剂，其特征在于，所述纳米级硅溶胶的粒径为10～20nm，pH＝2～4。
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