CN110184594A - 一种三价黄锌的滚镀工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三价黄锌的滚镀工艺，包括如下步骤：原料采购、上料、化学除油、水洗、电解除油、水洗、酸洗、水洗、电解除油、水洗、活化、水洗、浸碱、电镀、水洗、膜厚检验、转移、出光、水洗、钝化、水洗、甩干、封闭、烘干、下料、最终检验、包装、储存；所述钝化步骤为将经过出光水洗后的原料加入钝化剂水溶液中进行钝化，控制pH为1.6‑2.0，温度为24‑35℃，钝化剂浸泡时间为45‑100s，空气搅拌压力为0.4MPa；所述钝化剂包括如下重量份数的组分：氯化铬5‑8份硝酸钠18‑22份氟化钠8‑12份硫酸镍35‑45份。本发明的有益效果为：该三价黄锌的滚镀工艺能够以三价铬代替钝化剂中的六价铬生产黄锌，从而具有环保低毒的特点。

Description

一种三价黄锌的滚镀工艺
技术领域
本发明涉及滚镀工艺，特别涉及一种三价黄锌的滚镀工艺。
背景技术
镀锌是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。在镀锌过程，人们需要对锌层进行钝化处理，使锌层表面形成铬酸盐转化膜层，从而减少锌的化学活性。而锌层的钝化需要使用钝化液。因为原先钝化液中的六价铬毒性较高，所以人们开始研究三价铬代替六价铬。
公开号为CN106086951A的中国专利公开了一种三价彩锌的滚镀方法。该滚镀方法包括以下步骤：
第一步，热脱脂：将待处理的产品放入清洗槽内，对清洗槽内进行加热，并向清洗槽内通入空气进行搅拌，其中清洗槽内的温度为60～100℃，清洗时间为1min～2min；
第二步，酸洗：将产品浸入酸性除油液中除油1min～3min后进行水洗，然后将产品放到真空腔内进行抽真空，且通入惰性气体，真空度为10MPa～12MPa；
第三步，电镀：在常温状态下，将产品放入电镀槽内进行电镀锌层，其中锌的浓度为8～10g/L，并加入浓度为110～130g/L的氢氧化钠，电压强度为8V～9V；
第四步，出光：将电镀完毕的产品放入出光槽内，出光槽内加入硝酸，浸泡时间为30～40秒，出光槽内的pH值保持在1～1.8；
第五步，镀锌三彩：将产品放置到有三价彩锌的混合液的槽内，温度控制在25℃～35℃，电镀时间为35～50秒，PH值保持在1.8～2.5范围内；
第六步，热水洗，将电镀完成的产品放置在清水中水洗，温度为60℃～65℃，水洗时间为1～3秒，并将产品放置到真空腔内进行抽真空，真空度为20MPa～40MPa；
第七步，将处理好的产品放到托盘内。
除了彩锌外，镀锌还包括黄锌、白锌等，其区别在于锌层表面的钝化膜颜色不同。目前，三价黄锌的滚镀工艺鲜有报道。基于此，本发明人希望提供一种三价黄锌的滚镀工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种三价黄锌的滚镀工艺。该三价黄锌的滚镀工艺能够以三价铬代替钝化剂中的六价铬生产黄锌，从而具有环保低毒的特点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种三价黄锌的滚镀工艺，包括如下步骤：
原料采购、上料、化学除油、水洗、电解除油、水洗、酸洗、水洗、电解除油、水洗、活化、水洗、浸碱、电镀、水洗、膜厚检验、转移、出光、水洗、钝化、水洗、甩干、封闭、烘干、下料、最终检验、包装、储存；
所述钝化步骤为将经过出光水洗后的原料加入钝化剂水溶液中进行钝化，控制pH为1.6-2.0，温度为24-35℃，钝化剂浸泡时间为45-100s，空气搅拌压力为0.4MPa；
所述钝化剂包括如下重量份数的组分：
氯化铬5-8份
硝酸钠18-22份
氟化钠8-12份
硫酸镍35-45份。
本发明进一步设置为：所述烘干步骤为将经过封闭后的原料进行烘干，控制温度为60-80℃，时间为10min。
本发明进一步设置为：所述钝化剂溶液的制备方法包括如下步骤：按照重量份，称取氯化铬5-8份、硝酸钠18-22份、氟化钠8-12份和硫酸镍35-45份，混合均匀后加入重量份为1000份的水中，搅拌溶解即可。
本发明进一步设置为：所述封闭步骤将经过甩干后的原料加入封闭液中，所述封闭液包括如下质量分数的组分：
酸性橙Ⅱ2-5%
丙烯酸树脂50-60%
成膜助剂5-10%
硅烷偶联剂8-15%
溶剂15-25%。
本发明进一步设置为：所述成膜助剂为HDI固化剂。
本发明进一步设置为：所述硅烷偶联剂选用KH550、KH560或者KH570。
本发明进一步设置为：所述溶剂包括乙酸丁酯、二甲苯、环己酮，按照重量比，乙酸丁酯、二甲苯和环己酮的重量比为1:3:1。
本发明进一步设置为：所述钝化剂和封闭液的重量比为2-4:1。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、采用三价铬代替六价铬，对钝化工艺参数的调整优化，提升钝化效果，达到黄锌的颜色和防腐要求；
2、氯化铬作为钝化剂的主盐，提供Cr3+。硝酸钠作为氧化剂，通过与镀锌层反应为钝化过程提供Zn2+。氟化钠作为配位剂，调节水合三价铬混合配体化合物的动力学稳定。硫酸镍为钝化剂提供金属活化离子Ni2+；
3、酸性橙能够赋予三价黄锌黄色。丙烯酸树脂具有良好的封孔效果，能够赋予钝化膜致密的形貌和持久的耐腐蚀时间；
4、酸性橙与本发明中溶剂的相容性比与水的相容性要大。将酸性橙先溶入溶剂中，而溶剂与丙烯酸树脂之间相容性较好，从而使酸性橙与丙烯酸树脂具有良好的相容性；
5、钝化剂为无机物，而封闭液为有机物。硅烷偶联剂能够作为链接无机物和有机物的媒介，同时可以跟金属形成Si-O-Me（Me代表金属）稳定的化学结合键。此外，丙烯酸树脂能够与硅烷偶联剂产生协同封孔作用，提升封孔效果。
具体实施方式
实施例1-5用于说明钝化剂的组分。实施例1-5钝化剂组分见表1。
表1、实施例1-5钝化剂组分表
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
氯化铬/份 5 6 7 8 7
硝酸钠/份 18 19 20 21 22
氟化钠/份 8 12 9 10 11
硫酸镍/份 45 35 37 40 43
注：单位“份”指重量份。
结合表1，以下详细说明钝化剂水溶液的制备方法。
一种钝化剂水溶液的制备方法，包括如下步骤：按照重量份，称取氯化铬、硝酸钠、氟化钠和硫酸镍，混合均匀后加入重量份为1000份的水中，搅拌溶解即可。
实施例6-10用于说明封闭液的组分。实施例6-10封闭液组分见表2。
表2、实施例6-10封闭液组分表
实施例6 实施例7 实施例8 实施例9 实施例10
酸性橙Ⅱ/% 2 3 4 5 4
丙烯酸树脂/% 60 50 53 55 57
成膜助剂/% 10 5 7 6 8
硅烷偶联剂/% 15 10 8 12 14
硅烷偶联剂种类 KH550 KH560 KH570 KH550 KH560
溶剂/% 15 20 25 18 22
注：单位“%”指质量分数；成膜助剂为HDI固化剂；溶剂包括乙酸丁酯、二甲苯、环己酮，按照重量比，乙酸丁酯、二甲苯和环己酮的重量比为1:3:1。
结合表2，以下详细说明封闭液的制备方法。
一种封闭液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：按照质量分数称取酸性橙Ⅱ、丙烯酸树脂、成膜助剂、硅烷偶联剂和溶剂；
步骤2：将酸性橙Ⅱ加入至溶剂中，搅拌溶解得到溶液；
步骤3：将丙烯酸树脂、成膜助剂、硅烷偶联剂加入溶液中，搅拌均匀即可。
实施例11-15用于说明三价黄锌的滚镀工艺。实施例11-15三价黄锌的滚镀工艺如下：
一种三价黄锌的滚镀工艺，包括如下步骤：
原料采购、上料、化学除油、水洗、电解除油、水洗、酸洗、水洗、电解除油、水洗、活化、水洗、浸碱、电镀、水洗、膜厚检验、转移、出光、水洗、钝化、水洗、甩干、封闭、烘干、下料、最终检验、包装、储存。
钝化步骤为将经过出光水洗后的原料加入钝化剂水溶液中进行钝化，控制pH为1.6-1.8，温度为24-35℃，钝化剂浸泡时间为45-100s，空气搅拌压力为0.4MPa。
烘干步骤为将经过封闭后的原料进行烘干，控制温度为60-80℃，时间为10min。
表3、实施例11-15三价黄锌的滚镀工艺参数表
实施例11 实施例12 实施例13 实施例14 实施例15
钝化pH 1.6 1.8 1.7 1.9 2.0
钝化温度/℃ 24 27 30 32 35
钝化剂浸泡时间/s 45 60 75 100 90
烘干温度/℃ 60 65 70 75 80
钝化剂水溶液种类 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
封闭液种类 实施例6 实施例7 实施例8 实施例9 实施例10
颜色试验
对实施例11-15进行目测，观察表面颜色是否为黄色。
表4、实施例11-15三价黄锌颜色试验记录表
实施例11 实施例12 实施例13 实施例14 实施例15
颜色 黄色 黄色 黄色 黄色 黄色
从表4可知，实施例11-15均达到黄锌颜色要求。
盐雾试验
参照GB/T 6458-1986《金属覆盖层 中性盐雾试验（NSS试验）》对实施例11-15进行中性盐雾试验。
表4、实施例11-15三价黄锌盐雾试验记录表
实施例11 实施例12 实施例13 实施例14 实施例15
白锈时间/h ＞72 ＞72 ＞72 ＞72 ＞72
红锈时间/h ＞120 ＞120 ＞120 ＞120 ＞120
从表4可知，本发明三价黄锌具有优异的耐腐蚀效果，达到防腐要求。
本实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种三价黄锌的滚镀工艺，其特征是：包括如下步骤：
原料采购、上料、化学除油、水洗、电解除油、水洗、酸洗、水洗、电解除油、水洗、活化、水洗、浸碱、电镀、水洗、膜厚检验、转移、出光、水洗、钝化、水洗、甩干、封闭、烘干、下料、最终检验、包装、储存；
所述钝化步骤为将经过出光水洗后的原料加入钝化剂水溶液中进行钝化，控制pH为1.6-2.0，温度为24-35℃，钝化剂浸泡时间为45-100s，空气搅拌压力为0.4MPa；
所述钝化剂包括如下重量份数的组分：
氯化铬5-8份
硝酸钠18-22份
氟化钠8-12份
硫酸镍35-45份。
2.根据权利要求1所述的一种三价黄锌的滚镀工艺，其特征是：所述烘干步骤为将经过封闭后的原料进行烘干，控制温度为60-80℃，时间为10min。
3.根据权利要求1所述的一种三价黄锌的滚镀工艺，其特征是：所述钝化剂溶液的制备方法包括如下步骤：按照重量份，称取氯化铬5-8份、硝酸钠18-22份、氟化钠8-12份和硫酸镍35-45份，混合均匀后加入重量份为1000份的水中，搅拌溶解即可。
4.根据权利要求3所述的一种三价黄锌的滚镀工艺，其特征是：所述封闭步骤将经过甩干后的原料加入封闭液中，所述封闭液包括如下质量分数的组分：
酸性橙Ⅱ2-5%
丙烯酸树脂50-60%
成膜助剂5-10%
硅烷偶联剂8-15%
溶剂15-25%。
5.根据权利要求4所述的一种三价黄锌的滚镀工艺，其特征是：所述成膜助剂为HDI固化剂。
6.根据权利要求4所述的一种三价黄锌的滚镀工艺，其特征是：所述硅烷偶联剂选用KH550、KH560或者KH570。
7.根据权利要求4所述的一种三价黄锌的滚镀工艺，其特征是：所述溶剂包括乙酸丁酯、二甲苯、环己酮，按照重量比，乙酸丁酯、二甲苯和环己酮的重量比为1:3:1。
8.根据权利要求4所述的一种三价黄锌的滚镀工艺，其特征是：所述钝化剂和封闭液的重量比为2-4:1。
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