CN108531901A - 一种电镀锌钛盐蓝白钝化液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电镀锌钛盐蓝白钝化液及其制备方法，属于金属材料表面处理技术领域。本发明所述钝化液的组分及含量为：三氯化钛6~8mL/L、双氧水4~6mL/L、硝酸钠13~17g/L、硫酸锌3~6g/L、葡萄糖酸钠3~7g/L、氟硅酸钠0.2~0.5g/L、氟化钠0.2~0.6g/L、硫酸铜1~3g/L、十二烷基硫酸钠2~5g/L、氨基三亚甲基膦酸5~8mL/L、去离子水，pH值为1.5~2.0。该钝化液不含铬等有毒有害物质，可以用于钢铁件镀锌后处理工艺，使用本发明所述钝化液进行处理后的锌镀层钝化膜为蓝白色，成膜均匀耐腐蚀性能优良，钝化效率高。经中性盐雾试验出现白锈时间超过96小时。
Description
技术领域
本发明涉及一种电镀锌钛盐蓝白钝化液及其制备方法，属于金属材料表面处理技术领域。
背景技术
腐蚀给人类带来的损失是巨大的。据《中国腐蚀调查报告》显示，全世界每90s 就有1t 钢腐蚀成铁锈，世界上每年因腐蚀而报废的金属材料和设备约相当于生产量的20%以上，一些发达国家由于金属腐蚀而造成的经济损失大约占国民经济总产值的2~4%。地球上的有限资源日益枯竭，随着全球工业的发展，除了直接损耗外，腐蚀的问题日趋严重。就世界范围来说，虽然在控制污染和研究的工作在同时进行，防腐技术措施在不断发展，使腐蚀问题得到了一些缓解，但总的来说，金属的腐蚀仍十分严重。
因此，各种防护措施应运而生。其中镀锌钝化防腐较为广泛，应用多种金属防护行业，例如五金机电、航空航天材料、电子设备等行业。钝化技术主要分为银白钝化，蓝白钝化，彩色钝化和黑色钝化，不同钝化工艺得到的钝化膜耐蚀性不同。
蓝白钝化外观简约大方，性能优异，深受市场的青睐，一直是镀锌件最主要的后处理工艺之一，处理后镀锌件呈现淡蓝色，外观光亮，既能保持镀锌件金属本色，又提高了产品的抗蚀性，因此蓝白钝化工艺广泛被应用于各个金属保护行业。但是现有的钝化液技术得到的钝化膜较薄,分布不均匀，耐腐蚀效果不能令人满意,而且钝化层也易泛彩。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电镀锌钛盐蓝白钝化液，该钝化液采用了钛盐中加入适量的有机酸和有机酸盐的技术，弥补了无机盐钝化液形成的钝化膜薄和不均匀的缺陷，而且控制了钝化液中氯化物的含量，克服了蓝白钝化层泛彩的问题。所述钝化液的组分及含量为：三氯化钛6~8mL/L、双氧水4~6mL/L、硝酸钠13~17g/L、硫酸锌3~6g/L、葡萄糖酸钠3~7g/L、氟硅酸钠0.2~0.5g/L、氟化钠0.2~0.6g/L、硫酸铜1~3g/L、十二烷基硫酸钠2~5g/L、氨基三亚甲基膦酸5~8mL/L、去离子水，pH值为1.5~2.0。
本发明所述钝化液可以用于钢铁件镀锌后处理工艺，钝化后可以得到蓝白分布均匀耐蚀性较好的钝化膜。
本发明的另一目的在于提供所述电镀锌钛盐蓝白钝化液的制备方法，具体包括以下步骤：将三氯化钛、硝酸钠、硫酸锌、葡萄糖酸钠、氟硅酸钠、氟化钠、硫酸铜、十二烷基硫酸钠、氨基三亚甲基膦酸、双氧水依次加入到去离子水中混合均匀，加去离子水定容到所需体积，采用硝酸调节pH值为1.5~2.0即得到电镀锌钛盐蓝白钝化液。
本发明涉及的镀锌和钝化工艺为常规工艺，具体包括以下步骤：制备电镀锌钢板（40mm*50mm*1.0mm）→除油（成分NaOH、表面活性剂、OP乳化剂）→除锈（20% HCl）→活化（1%HCl，室温，10s）→电镀（20min）→出光（3% HNO3，室温，5s）→钝化（常温，钝化时间为30s）→干燥，每两道工序间需用水冲洗。
本发明所述三氯化钛、双氧水、硝酸钠、硫酸锌、葡萄糖酸钠、氟硅酸钠、氟化钠、硫酸铜、十二烷基硫酸钠、氨基三亚甲基膦酸均为市售分析纯化学试剂；本发明所涉及各个工艺过程中所使用的水均为去离子水。
本发明的有益效果：
（1）本发明所述钝化液不含铬等有毒有害物质，克服了铬酸盐钝化技术毒性大、不环保等缺点，是一种环保型的钝化液；该钝化液性能稳定、生产成本较低、使用过程简单。
（2）本发明环保型蓝白钝化液可以用于钢铁件镀锌后处理工艺，使用本钝化液进行处理后的锌镀层钝化膜为蓝白色，成膜均匀耐腐蚀性能优良，钝化效率高。
（3）使用本钝化液进行处理得到的钝化膜，耐蚀性高、膜层附着力强、膜层厚度均匀，经中性盐雾试验出现白锈时间超过96小时。
综上所述，相对现有的技术，本发明有效的提高了成膜的耐腐蚀性能，并控制了钝化层表面泛彩，获得了色泽光亮、耐腐蚀性能优良的蓝色钝化膜。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明，但本发明的范围不仅限于所述的内容。
实施例1
一种电镀锌钛盐蓝白钝化液，所述钝化液的组分及含量为：8mL/L三氯化钛、6mL/L双氧水、17g/L硝酸钠、6g/L硫酸锌、7g/L葡萄糖酸钠、0.5g/L氟硅酸钠、0.6g/L氟化钠、3g/L硫酸铜、5g/L十二烷基硫酸钠、8mL/L氨基三亚甲基膦酸、去离子水，pH为1.5。
本实施例所述的电镀锌钛盐蓝白钝化液的制备方法：
（1）在烧杯中加入体积为配置所需钝化液体积70% 的去离子水。
（2）在步骤（1）得到的去离子水中分别加入需要量的三氯化钛、硝酸钠、硫酸锌、葡萄糖酸钠、氟硅酸钠、氟化钠、硫酸铜、十二烷基硫酸钠、氨基三亚甲基膦酸，搅拌均匀至完全溶解后得到混合溶液。
（3）在步聚（2）得到的溶液中加入需要量的双氧水，然后搅拌至均匀混合。
（4）在步聚（3）得到的溶液中，加入硝酸调节pH值至1.5；然后补充水至所需体积，即得到钛盐蓝白钝化液。
本发明制备的钝化液用于钝化电镀钢板，具体步骤如下：
(1) 将40mm*50mm*1.0mm的低碳钢板在进行电镀之前按常规进行除锈、除油、活化等前处理后，放入常规电镀液中进行电镀处理，镀锌处理工艺的镀液组成及操作条件为：ZnCl270 g/L、KCl 175 g/L、硼酸30 g/L、光亮剂0.5mL/L、柔软剂17 m1/L、镀液的PH值为5.4，电流密度为1.5 A/ dm2，温度为室温，电镀时间为20min，得电镀锌钢板，备用。
(2) 配制出光液：将化学纯的HNO3与水配制成浓度为3%的出光液，备用。
(3)将步骤(1)得到的电镀锌钢板用自来水清洗干净后浸入步骤(2)中得到的出光液中，室温下停留5秒，取出后用自来水清洗干净，再浸入钝化液中，室温下浸泡30秒后，取出经自来水清洗干净后用吹风机吹干。
经钝化液处理后的钢板为蓝白色，色彩光亮、颜色均匀、成膜均匀，膜层耐腐蚀性能好，经中性盐雾试验出现白锈的时间超过96小时。
实施例2
一种电镀锌钛盐蓝白钝化液，所述钝化液的组分和含量为：6mL/L三氯化钛、4mL/L双氧水、13g/L硝酸钠、3g/L硫酸锌、3g/L葡萄糖酸钠、0.2g/L氟硅酸钠、0.2g/L氟化钠、1g/L硫酸铜、2g/L十二烷基硫酸钠、5mL/L氨基三亚甲基膦酸、去离子水，pH为2.0。
本实施例所述的电镀锌钛盐蓝白钝化液的制备方法：
（1）在烧杯中加入体积为配置所需钝化液体积50% 的去离子水。
（2）在步骤（1）得到的去离子水中分别加入需要量的三氯化钛、硝酸钠、硫酸锌、葡萄糖酸钠、氟硅酸钠、氟化钠、硫酸铜、十二烷基硫酸钠、氨基三亚甲基膦酸，搅拌均匀至完全溶解后得到混合溶液。
（3）在步聚（2）得到的溶液中加入需要量的双氧水，然后搅拌至均匀混合。
（4）在步聚（3）得到的溶液中，加入硝酸调节pH值至2.0；然后补充去离子水至所需体积，即得到钛盐蓝白钝化液。
本发明制备的钝化液用于钝化电镀钢板，方法与实施例1相同。
经钝化液处理后的钢板为蓝白色，色彩光亮、颜色均匀、成膜均匀，膜层耐腐蚀性能好，经中性盐雾试验出现白锈的时间超过96小时。
实施例3
一种电镀锌钛盐蓝白钝化液，所述钝化液的组分及含量为：7mL/L三氯化钛、5mL/L双氧水、15g/L硝酸钠、5g/L硫酸锌、5g/L葡萄糖酸钠、0.4g/L氟硅酸钠、0.4g/L氟化钠、2g/L硫酸铜、4g/L十二烷基硫酸钠、7mL/L氨基三亚甲基膦酸、去离子水，pH为1.7。
本实施例所述的电镀锌钛盐蓝白钝化液的制备方法：
（1）在烧杯中加入体积为配置所需钝化液体积60% 的去离子水。
（2）在步骤（1）得到的去离子水中分别加入需要量的三氯化钛、硝酸钠、硫酸锌、葡萄糖酸钠、氟硅酸钠、氟化钠、硫酸铜、十二烷基硫酸钠、氨基三亚甲基膦酸，搅拌均匀至完全溶解后得到混合溶液。
（3）在步聚（2）得到的溶液中加入需要量的双氧水，然后搅拌至均匀混合。
（4）在步聚（3）得到的溶液中，加入硝酸调节pH值至1.7；然后补充去离子水至所需体积，即得到钛盐蓝白钝化液。
本发明制备的钝化液用于钝化电镀钢板，方法与实施例1相同。
经钝化液处理后的钢板为蓝白色，色彩光亮、颜色均匀、成膜均匀，膜层耐腐蚀性能好，经中性盐雾试验出现白锈的时间超过96小时。
Claims (2)
1.一种电镀锌钛盐蓝白钝化液，其特征在于：所述钝化液的组分及含量为：三氯化钛6~8mL/L、双氧水4~6mL/L、硝酸钠13~17g/L、硫酸锌3~6g/L、葡萄糖酸钠3~7g/L、氟硅酸钠0.2~0.5g/L、氟化钠0.2~0.6g/L、硫酸铜1~3g/L、十二烷基硫酸钠2~5g/L、氨基三亚甲基膦酸5~8mL/L、去离子水，pH值为1.5~2.0。
2.权利要求1所述电镀锌钛盐蓝白钝化液的制备方法，其特征在于：将三氯化钛、硝酸钠、硫酸锌、葡萄糖酸钠、氟硅酸钠、氟化钠、硫酸铜、十二烷基硫酸钠、氨基三亚甲基膦酸、双氧水依次加入到去离子水中混合均匀，加去离子水定容到所需体积，然后用硝酸调节pH值为1.5~2.0即得到电镀锌钛盐蓝白钝化液。
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