CN110904444A - 一种环保型钝化液及其钝化工艺 - Google Patents
一种环保型钝化液及其钝化工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110904444A CN110904444A CN201911340137.0A CN201911340137A CN110904444A CN 110904444 A CN110904444 A CN 110904444A CN 201911340137 A CN201911340137 A CN 201911340137A CN 110904444 A CN110904444 A CN 110904444A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- environment
- passivation solution
- friendly
- passivation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/07—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
- C23C22/08—Orthophosphates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C23C2222/20—Use of solutions containing silanes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种环保型钝化液及其钝化工艺，涉及金属防锈技术领域。其技术要点是：一种环保型钝化液，包括如下重量份数的组分：氯化铬：26‑34份；硝酸铬：1‑5份；磷酸：2‑8份；羧酸类配位剂：15‑30份；硫酸钴：1‑6份；硫酸镍：1‑6份；磷酸二氢钠：10‑20份。通过上述配方制得的钝化液具有无毒无污染、耐腐蚀性好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及金属防锈技术领域，更具体地说，它涉及一种环保型钝化液及其钝化工艺。
背景技术
不锈钢是靠其表面形成的一层极薄而坚固细密的稳定的富铬氧化膜(防护膜)，防止氧原子的继续渗入、继续氧化，而获得抗锈蚀的能力。这种薄膜一旦因某种原因遭到了氧原子的不断渗入或金属中铁原子的不断析离，易形成疏松的氧化铁，金属表面也就收到不断地锈蚀。通过化学的方法进行处理，可以在不锈钢表面形成一层薄薄的钝化膜，基本不改变基材的外观、大小和形状。
在授权公告号为CN102912337B的中国发明专利中公开了一种镀镉工件的绿色钝化膜生产工艺，包括将镀镉工件进行钝化、定色、硅封闭和固化的过程，其所用钝化液包括40-50g/l的重铬酸钾、60-65ml/l的甲酸、0.4-0.8ml/l的硫酸和0-0.13ml/l的磷酸。采用上述配方和工艺钝化后，钝化膜外观均匀一致、耐盐雾腐蚀能力强，形成的绿色钝化膜的热稳定性好。本发明所用钝化液加入有重铬酸钾，六价铬属于致癌物质，具有较高的毒性，对人体造成严重的危害。且六价铬钝化后处理受到严重限制，并污染环境。六价铬钝化的过程中期消耗很小，大约只有钝化液中含量的5％，并且大多数消耗的六价铬离子都是被工件带出，并没有发挥应用的作用，资源浪费严重。
因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种环保型钝化液，其具有无毒无污染、耐腐蚀性好的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种环保型钝化液，包括如下重量份数的组分：
氯化铬：26-34份；
硝酸铬：1-5份；
磷酸：2-8份；
羧酸类配位剂：15-30份；
硫酸钴：1-6份；
硫酸镍：1-6份；
磷酸二氢钠：10-20份。
通过采用上述技术方案，本发明采用氯化铬作为成膜主要原料，以三价铬代替六价铬进行钝化处理，成本较低、工艺简单且易维护，同样具有较好的耐蚀性，而且三价铬毒性只有六价铬的百分之一，更加绿色环保。三价铬离子浓度过高，成膜速度过快，膜层比较粗糙，膜层的致密性和结合力较差，导致耐蚀性变差，浓度过低，很难形成钝化膜，导致钝化膜不完整，使得耐蚀性不高，上述配方浓度适宜，得到的膜层厚度均匀，结合力高，耐蚀性好。磷酸二氢钠为成膜促进剂，能够显著改善钝化膜的外观。
本发明中的硝酸根作为氧化剂，可将基材表面的金属氧化成离子，从而促进钝化膜的形成，其中硫酸钴和硫酸镍作为发黑剂存在，其添加到钝化液中，制成的钝化膜更加黑亮。
进一步优选为，所述环保型钝化液中还加入重量份数为2-4份的硅氧烷促进剂。
通过采用上述技术方案，通过加入硅氧烷促进剂能够大幅度提高钝化膜的耐蚀性。
进一步优选为，所述硅氧烷促进剂为聚偏硅酸的胶体溶液，质量分数为20-30％。
通过采用上述技术方案，聚偏硅酸的胶体溶液中的二氧化硅粒子多以球状单个或多个聚结分散，能牢固地附着在基材和填料颗粒表面，随着水分的不断蒸发，二氧化硅粒子间能形成牢固的Si-O键而成为连续涂膜。
进一步优选为，所述环保型钝化液中还加入重量份数为1-5份的水性丙烯酸树脂。
通过采用上述技术方案，通过加入少量有机树脂，其可有效提高钝化膜与金属基材间的结合力，进而更好的提高金属基材的耐腐蚀能力。
进一步优选为，所述羧酸类配位剂采用J-烯二酸聚合物或聚邻二羧基苯乙烯。
通过采用上述技术方案，J-烯二酸聚合物对锰、钻、镍、铜、锌的二价阳离子有较高的络合能力，而聚邻二羧基苯乙烯用来富集Ag、Fe、Cup等金属离子。
进一步优选为，所述环保型钝化液中还加入重量份数为1-3份的十二烷基硫酸钠。
通过采用上述技术方案，十二烷基硫酸钠在钝化膜成型过程中起到润湿的作用，能够使得钝化膜成型之后更加均匀细致。
本发明的目的二在于提供一种环保型钝化液的钝化工艺，采用该钝化工艺制得的钝化膜具有膜层黑亮、耐腐蚀性好的优点。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种根环保型钝化液的钝化工艺，其特征在于，所述钝化工艺流程为：磨片→脱脂剂除油→热水冲洗→吹干→钝化→干燥，所述钝化时温度为40-60℃，钝化液的pH为2-3。
通过采用上述技术方案，上述钝化工艺操作简单，效率高，且制得的钝化膜表面黑亮，耐腐蚀性好。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用氯化铬作为成膜主要原料，以三价铬代替六价铬进行钝化处理，成本较低、工艺简单且易维护，同样具有较好的耐蚀性，而且三价铬毒性只有六价铬的百分之一，更加绿色环保；
(2)本发明添加硝酸根，先腐蚀基材表面金属，使得膜层结合力强且黑亮不挂灰，并严格控制各原料组分的用量比，得到的膜层厚度均匀，结合力高。耐蚀性好；
(3)本发明还添加了水性丙烯酸树脂作为成膜剂，其与硅氧烷促进剂复配使用，具有相互改性作用，能够在三价铬钝化后的表面形成一层透明的封闭膜层，从而进一步增加钝化膜的耐腐蚀作用。
附图说明
图1为实施例8-14中的钝化工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。值得说明的是，其中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件下进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1-7：一种环保型钝化液，各组分及其相应的重量份数如表1所示，其中硅氧烷促进剂为聚偏硅酸的胶体溶液，质量分数为25％。
表1实施例1-7中各组分及其重量份数
实施例8-14：一种环保型钝化液的钝化工艺，以实施例1-7中的环保型钝化液作为施工对象，结合图1，其具体钝化工艺流程为：磨片→脱脂剂除油→热水冲洗→吹干→钝化→干燥。
其中脱脂剂采用普通市售洗涤剂，热水冲洗温度为45℃；钝化时，将热镀锌板放入40℃的烘箱中加热，取出后进行固定，并将ph＝2.5的钝化液转移到热镀锌板表面，涂膜均匀后放入55℃的烘箱中烘干60s，即得。
对比例1：一种钝化液，与实施例1的不同之处在于，钝化液中未加入硝酸铬。
对比例2：一种钝化液，与实施例1的不同之处在于，钝化液中未加入J-烯二酸聚合物。
对比例3：一种钝化液，与实施例1的不同之处在于，钝化液中未加入磷酸二氢钠。
对比例4：热镀锌板表面未进行钝化处理。
性能测试
分别对实施例8-14、对比例1-3制得的钝化膜层和对比例4中的样板进行测试，测试结果加入表2中。
测试标准
浸泡盐水测试：将钝化后的试样浸泡在5％的NaCl溶液中，12d后，通过测定试样腐蚀面积来比较钝化膜之间的腐蚀程度。
耐盐雾测试：GB/T10125-1997《盐雾腐蚀试验方法》。
耐结合力：将胶带粘在钝化膜层表层上，相隔,5秒钟后，快速的将胶带拉下，观察拉下胶带上面附着的物质，根据胶带上黏附的附着量与结合力判定图对比，判断出钝化膜的结合力级别，胶带上的附着量越多，说明数值越高，附着力越好.一共分为5级，级数越高，附着量越少，结合力越好。
由表2中测试数据可知，实施例14钝化得到的钝化膜具有最好的耐蚀性和结合力，其次为实施例12-13，然后是实施例8-11，而对比例1-3的耐蚀性最差，其中对比例1-2的结合力最差。说明本发明制备的环保型钝化液，其钝化后能够具有良好的耐蚀性和结合力。
表2性能测试结果
| 浸泡盐水测试 | 耐盐雾测试 | 结合力/级 | |
| 实施例8 | 白锈增多 | 132h开始锈蚀 | 4 |
| 实施例9 | 白锈增多 | 134h开始锈蚀 | 4 |
| 实施例10 | 白锈增多 | 131h开始锈蚀 | 4 |
| 实施例11 | 白锈增多 | 135h开始锈蚀 | 4 |
| 实施例12 | 出现少许白锈 | 136h开始锈蚀 | 5 |
| 实施例13 | 出现少许白锈 | 140h开始锈蚀 | 5 |
| 实施例14 | 无变化 | 142h开始锈蚀 | 5 |
| 对比例1 | 白锈增多、少量黑斑 | 102h开始锈蚀 | 3 |
| 对比例2 | 白锈增多、少量黑斑 | 99h开始锈蚀 | 3 |
| 对比例3 | 白锈增多、少量黑斑 | 72h开始锈蚀 | 4 |
| 对比例4 | 全锈 | 8h开始锈蚀 | / |
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种环保型钝化液，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
氯化铬：26-34份；
硝酸铬：1-5份；
磷酸：2-8份；
羧酸类配位剂：15-30份；
硫酸钴：1-6份；
硫酸镍：1-6份；
磷酸二氢钠：10-20份。
2.根据权利要求1所述的环保型钝化液，其特征在于，所述环保型钝化液中还加入重量份数为2-4份的硅氧烷促进剂。
3.根据权利要求2所述的环保型钝化液，其特征在于，所述硅氧烷促进剂为聚偏硅酸的胶体溶液，质量分数为20-30%。
4.根据权利要求1所述的环保型钝化液，其特征在于，所述环保型钝化液中还加入重量份数为1-5份的水性丙烯酸树脂。
5.根据权利要求1所述的环保型钝化液，其特征在于，所述羧酸类配位剂采用J-烯二酸聚合物或聚邻二羧基苯乙烯。
6.根据权利要求1所述的环保型钝化液，其特征在于，所述环保型钝化液中还加入重量份数为1-3份的十二烷基硫酸钠。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的环保型钝化液的钝化工艺，其特征在于，钝化工艺流程为：磨片→脱脂剂除油→热水冲洗→吹干→钝化→干燥，钝化时温度为40-60℃，钝化液的pH为2-3。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911340137.0A CN110904444A (zh) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | 一种环保型钝化液及其钝化工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911340137.0A CN110904444A (zh) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | 一种环保型钝化液及其钝化工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110904444A true CN110904444A (zh) | 2020-03-24 |
Family
ID=69827245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911340137.0A Pending CN110904444A (zh) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | 一种环保型钝化液及其钝化工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110904444A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1142252A (zh) * | 1994-12-27 | 1997-02-05 | 揖斐电株式会社 | 化学镀用的前处理液、化学镀浴槽和化学镀方法 |
| US20150252487A1 (en) * | 2014-03-07 | 2015-09-10 | Macdermid Acumen, Inc. | Passivation of Micro-Discontinuous Chromium Deposited From a Trivalent Electrolyte |
| CN108914106A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-11-30 | 浙江工业大学 | 一种镀锌板表面钝化自填充处理液及其应用 |
-
2019
- 2019-12-23 CN CN201911340137.0A patent/CN110904444A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1142252A (zh) * | 1994-12-27 | 1997-02-05 | 揖斐电株式会社 | 化学镀用的前处理液、化学镀浴槽和化学镀方法 |
| US20150252487A1 (en) * | 2014-03-07 | 2015-09-10 | Macdermid Acumen, Inc. | Passivation of Micro-Discontinuous Chromium Deposited From a Trivalent Electrolyte |
| CN108914106A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-11-30 | 浙江工业大学 | 一种镀锌板表面钝化自填充处理液及其应用 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 毕四富 等: "镀锌层三价铬黑色钝化工艺的研究", 《电镀与环保》 * |
| 毕四富: "锌及锌铁合金镀层三价铬黑色钝化工艺研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
| 石一卉: "综述钝化液成分对镀锌层三价铬钝化的影响", 《电镀与涂饰》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108866529B (zh) | 一种耐蚀性和耐高温性优良的环保钝化镀铝硅钢板及生产方法 | |
| CN104988485B (zh) | 一种环保通用型金属表面前处理液及使用方法 | |
| CN100585004C (zh) | 用于镀锌钢板表面的无铬钝化液 | |
| CN100510176C (zh) | 三价铬黑色钝化剂及其制备方法 | |
| CN102168265A (zh) | 一种无铬复合钝化剂及其制备方法 | |
| CN109385629A (zh) | 一种镁合金高耐蚀性钝化剂及其钝化工艺 | |
| CN103255405A (zh) | 一种用于材料镀层处理的稀土无铬钝化液及其应用 | |
| CN101135050B (zh) | 一种硅酸盐清洁钝化工艺 | |
| CN101182640A (zh) | 镀锌钢板的钝化工艺及其钝化液 | |
| CN101525747B (zh) | 一种清洁型稀土盐钝化液 | |
| CN104498923B (zh) | 三价铬彩色钝化液、制备方法及其使用方法 | |
| CN105386025B (zh) | 一种热镀锌层无铬钝化剂及其配制方法 | |
| CN101580935B (zh) | 一种清洁型镀锌件硅酸盐彩色钝化工艺 | |
| CN112410768A (zh) | 一种镀锌钢板表面处理剂、表面处理剂的制备方法及自润滑镀锌钢板、钢板的制备方法 | |
| CN110904444A (zh) | 一种环保型钝化液及其钝化工艺 | |
| CN112877683B (zh) | 一种表调剂及其制备方法 | |
| CN115044896A (zh) | 一种热镀锌钝化液及一种钝化方法 | |
| CN107201513A (zh) | 一种基于单宁酸为主要成膜物质的无磷环保的金属表面预处理液及其应用 | |
| CN101654783B (zh) | 镀锌件硅酸盐彩色钝化液的制备方法 | |
| CN104805429B (zh) | 镀锌钢板、合金化镀锌钢板与冷轧钢板同槽浸渍磷化方法 | |
| CN113667967A (zh) | 一种钢材热浸镀锌后处理方法 | |
| TW201910537A (zh) | 高強度潤滑鍍鋅鋼板及其製造方法 | |
| CN101182639A (zh) | 一种含镁和镍的钢铁磷化液及其磷化方法 | |
| CN100543183C (zh) | 三价铬彩虹色钝化剂及其制备方法 | |
| CN101525748B (zh) | 一种清洁型稀土钝化膜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200324 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |