CN102330082B - 三价铬钝化浓缩液 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种表面化学处理溶液，特别是涉及一种在镀锌或镀锌合金工件的表面形成一层防护膜所使用的三价铬钝化浓缩液。其组份及重量百分比含量为：氯化铬4～6％、硝酸盐8～12％、钴盐或镍盐8～12％、酒石酸3～5％、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1～2％、水余量；本浓缩液的pH值为2～3。本浓缩液具有钝化效果好、对人体没有危害、对环境没有污染的优点。将本浓缩液配制成重量百分比浓度为10％的工作液，即可对镀锌或镀锌合金工件进行钝化处理。镀锌或镀锌合金工件采用本浓缩液钝化处理后，镀锌层或镀锌合金层的表面会得到均匀的天蓝色防护膜，该膜的防护性能好，可有效提高工件的耐蚀性能，盐雾试验可达120小时无白锈。

Description

三价铬钝化浓缩液

技术领域

本发明涉及一种表面化学处理溶液，特别是涉及一种在镀锌或镀锌合金工件的表面形成一层防护膜所使用的三价铬钝化浓缩液。

背景技术

六价铬化合物易为人体吸收，它可通过消化系统、呼吸道、皮肤及粘膜侵入人体。职业接触六价铬化合物的后果会非常严重。人体吸入浓度低至2μg/m³的六价铬化合物，就会导致打喷嚏和鼻黏膜不适，造成不同程度的沙哑、鼻粘膜萎缩，严重时还可致鼻中隔穿孔和支气管扩张等；六价铬化合物经消化道侵入人体时，可引起呕吐、腹痛；六价铬化合物经皮肤侵入人体时，会产生皮炎和湿疹。短期或长期接触、吸入六价铬化合物后均有致癌危险。

镀锌或镀锌合金工件在电镀后要进行钝化处理，所使用的现有钝化浓缩液中含有六价铬化合物，虽然钝化处理工艺的稳定性、钝化处理后工件上形成的防护膜外观质量均较理想，但因为现有钝化浓缩液中的六价铬化合物为对人体有害的毒物，且其对环境的污染也十分严重、有持久危害性。因此，对现有钝化浓缩液迫切需要改进，这也是行业内多年来一直研究但未攻克的一项难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钝化效果好、对人体没有危害、对环境没有污染的三价铬钝化浓缩液。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种三价铬钝化浓缩液，其组份及重量百分比含量为：

氯化铬                       4～6％

硝酸盐                       8～12％

钴盐或镍盐                   8～12％

酒石酸                       3～5％

γ-氨丙基三乙氧基硅烷        1～2％

水                           余量；

本浓缩液的pH值为2～3。

为能简洁说明问题起见，以下对本发明所述三价铬钝化浓缩液均简称为本浓缩液。

将所述各组份混合均匀，即得到本浓缩液。另，本浓缩液用普通自来水配制即可，配制简单，且贮存方便。

所述硝酸盐可选用硝酸钠，所述钴盐可选用氯化钴，所述镍盐可选用氯化镍。

氯化铬：暗绿色颗粒或块状物，易潮解，易溶于水，溶于醇，不溶于醚，熔点83℃。在本浓缩液中的主要作用是提供三价铬离子。

硝酸钠：无色透明结晶、白色颗粒或粉末。无臭。味咸微苦。在潮湿空气中略吸湿。本品1g溶于1.1ml水、0.6ml沸水、125ml乙醇、52ml沸乙醇、3470ml无水乙醇、300ml无水甲醇。本品相对密度2.26，熔点308℃。在本浓缩液中可有效防止出现白雾。

氯化钴：粉红色或紫红色单斜晶系结晶体，密度1.924g/cm³，熔点86℃，易潮解，在室温下稳定，遇热变成兰色，在潮湿空气中冷却又变成红色，易溶于水、醇、醚、丙酮、甘油及乙酸，失去结晶水后变为兰色粉末的无水物。在本浓缩液中可调节色泽及提高防腐性能。

氯化镍：绿色结晶，在潮湿空气中易潮解，易溶于水，溶于乙醇。在本浓缩液中可调节色泽及提高防腐性能。

酒石酸(tartaric acid)：一种羧酸，为无色结晶或白色结晶粉末，无嗅、有酸味。它是等量右旋和左旋酒石酸的混合物，常含有一个或两个结晶水，热至100℃时失掉水。它在空气中稳定，密度1.697g/cm³，其水中溶解度为20.6(20℃)，乙醚中溶解度约为1％，乙醇中溶解度为5.01(25℃)。在本浓缩液中主要起铬合作用。

γ-氨丙基三乙氧基硅烷：中文别名为3-氨丙基三乙氧基硅烷。密度0.942g/cm³，熔点-70℃，沸点217℃，折射率1.42-1.422，闪点96℃。在本浓缩液中作为填充物，增强工件上形成的防护膜的防腐性能。

与含有六价铬化合物的现有钝化浓缩液相比，因本浓缩液中采用氯化铬，铬离子的化合价为三价，这样，消除了现有钝化浓缩液所具有的毒性和污染性，从而对人体没有危害、对环境没有污染；因本浓缩液中含有钴盐或镍盐及γ-氨丙基三乙氧基硅烷，能有效填充工件上形成的防护膜内的孔隙，从而达到现有钝化浓缩液所取得的钝化效果，工件的耐蚀性能较好。

综上所述，本浓缩液具有钝化效果好、对人体没有危害、对环境没有污染的优点。

作为优化，本浓缩液的组份及重量百分比含量为：

氯化铬                        5％

硝酸盐                        10％

钴盐或镍盐                    10％

酒石酸                        4％

γ-氨丙基三乙氧基硅烷         1％

水                            70％；

本浓缩液的pH值为2.4。

采用本浓缩液对镀锌或镀锌合金工件进行钝化处理的工艺步骤为：

1)配制工作液：将本浓缩液配制成工作液，工作液的重量百分比浓度为10％，工作液pH值保持在2～3，最佳点控制在2.3～2.5，工作液温度保持在25～35℃，最佳点控制在30℃；

2)钝化处理：电镀过的镀锌或镀锌合金工件经硝酸出光后或直接浸在工作液中，在压缩空气搅拌溶液或将工件来回移动的状态下浸泡20～60s后取出(工件的移动距离为10～12cm、移动速度为每分钟10～20次)，用清水清洗干净；

3)去离子水烫干：把经钝化处理后的工件浸在80℃以上的去离子水中浸泡2秒钟后取出，晾干或经80℃烘箱烘干即可，这样，可使工件表面干燥并固化防护膜，增强工件的耐蚀性能。

上述钝化处理的工艺步骤可用于镀锌或镀锌合金工件的钝化处理，也可用于工件的挂镀、滚镀、锌酸盐镀锌或钾盐镀锌等。

镀锌或镀锌合金工件采用本浓缩液钝化处理后，镀锌层或镀锌合金层的表面会得到均匀的天蓝色防护膜，该膜的防护性能好，可有效提高工件的耐蚀性能，盐雾试验可达120小时无白锈。

氯化铬、硝酸盐、钴盐、镍盐、酒石酸、γ-氨丙基三乙氧基硅烷均为市售品。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步说明，但本发明不只限于此实施例。

本浓缩液的组份及重量百分比含量为：

氯化铬                        5％

硝酸盐                        10％

钴盐或镍盐                    10％

酒石酸                        4％

γ-氨丙基三乙氧基硅烷         1％

水                            70％；

水采用普通自来水，本浓缩液的pH值为2.4。

将所述各组份混合均匀，即得到本浓缩液。

采用本浓缩液对镀锌或镀锌合金工件进行钝化处理的工艺步骤为：

1)配制工作液：将约500升的清洁自来水，加入到容量为1000升且刷净的钝化槽中，在搅拌状态下加入100升本浓缩液，用清洁自来水补齐液位至1000升，再用硝酸将钝化槽中的工作液的pH值调整至2.4，控制钝化槽中的工作液的温度为30℃，制得重量百分比浓度为10％的工作液；

2)钝化处理：电镀过的镀锌或镀锌合金工件直接浸在工作液中，在将工件来回移动的状态下浸泡40s后取出(工件的移动距离为11cm、移动速度为每分钟15次)，用清水清洗干净；

3)去离子水烫干：把经钝化处理后的工件浸在85℃的去离子水中浸泡2秒钟后取出，晾干即可，这样，可使工件表面干燥并固化天蓝色防护膜，增强工件的耐蚀性能。

上述钝化处理过程对人体没有危害、对环境没有污染；钝化处理后，镀锌或镀锌合金工件的表面覆有天蓝色防护膜，对所述工件产生有效的装饰及防护效果。

Claims (1)

1.三价铬钝化浓缩液，其组份及重量百分比含量为：

本浓缩液的pH值为2.4。