CN111394688A - 一种粉末渗锌工艺用三价铬钝化液 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉末渗锌工艺用三价铬钝化液，包括三价铬、络合剂、氧化剂、其他金属离子、pH值调节剂和水。所述三价铬是钝化膜的主要成分来源，主要由三价铬盐组成，所述络合剂用以维持钝化液的稳定性，以及用来控制钝化膜成膜速度所述氧化剂对渗锌层进行氧化，生成锌离子，促进钝化膜的生成，所述其他金属离子由钴盐组成，主要提高钝化膜的耐蚀性，所述PH调节剂是调控钝化液的pH值，余量为水。本发明有效的提高了粉末渗锌件的盐雾效果，本发明使用工艺要求较低，好操作，无需搅拌和加热，本发明使用寿命长，对锌、铁离子不敏感。

Description

一种粉末渗锌工艺用三价铬钝化液

技术领域

本发明涉及粉末渗锌表面处理技术领域，尤其是涉及用于金属表面粉末渗锌后钝化处理的一种粉末渗锌工艺用三价铬钝化液。

背景技术

金属材料在人类生活生产中有着广泛的应用，目前在工业应用中占绝大部分是金属钢铁及其合金材料，但钢材容易腐蚀，每年对经济活动造成重大损失。常见的解决钢铁腐蚀问题的技术方法有电镀金属层、表面油漆和使钢材合金化等，常见的金属镀层（如粉末渗锌、镀锌层等）的耐蚀性好于表面油漆和使钢材合金化。

常见金属镀层（如粉末渗锌、镀锌层等）均通过形成化学转化膜来提高其耐蚀性，用于提高耐蚀性的化学转化膜技术主要有铬酸盐钝化和磷化等，其中铬酸盐钝化又细分为六价铬铬酸盐钝化和三价铬铬酸盐钝化。六价铬铬酸盐钝化处理可形成铬/基体金属的混合氧化物膜层，膜层中的铬主要以三价铬和六价铬形式存在，三价铬作为骨架，而六价铬则有自修复作用，因而耐蚀性很高，另外由于铬酸盐成本低廉，使用方便，因此铬酸盐钝化处理得到了广泛的应用。但随着环保意识的增强，具有毒性高，易致癌的六价铬的排放受到严格的限制。然而三价铬的毒性仅是六价铬的十分之一，其毒性相对来说小的多，因此开发低毒性的三价铬钝化工艺，代替六价铬铬酸盐钝化，是发展趋势。

目前市场上存在的三价铬酸盐钝化液产品主要是针对电镀工艺表面处理开发的，这些钝化液对粉末渗锌工件进行表面处理，耐蚀性能相对较差，目前粉末渗锌工艺使用的钝化液主要是六价铬酸盐钝化液，没有一款针对粉末渗锌工艺开发的三价铬钝化液产品。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种粉末渗锌工艺用三价铬钝化液，供粉末渗锌处理后的工件进行钝化处理，利用该三价铬钝化液对粉末渗锌工件进行钝化，填补了粉末渗锌钝化过程没有用钝化液的空白，进一步的提高了粉末渗锌工艺产品的竞争力。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种粉末渗锌工艺用三价铬钝化液，包括三价铬、络合剂、氧化剂、其他金属离子、pH值调节剂和水，所述三价铬的来源为三价铬盐、其含量（以质量百分比计）10-15%，所述络合剂的含量（以质量百分比计）2-10%，所述氧化剂的含量（以质量百分比计）13-20%，所述其他金属离子的来源为含其他金属离子的盐，其含量（以质量百分比计）12-28%，所述pH值调节剂的含量（以质量百分比计）3-10%，余量为水；

所述三价铬的来源为三价铬盐，为氯化铬、硫酸铬、硝酸铬、磷酸铬和醋酸铬中的一种，为三价铬钝化膜的主成分来源；

所述络合剂为有机羧酸，用以维持钝化液的稳定性，以及用来控制钝化膜成膜速度；

所述氧化剂为硝酸盐、硫酸盐和过硫酸盐中的一种，用来对渗锌层进行氧化，生成锌离子，促进钝化膜的生成；

所述其他金属离子的来源为含其他金属离子的盐，为钴盐或者镍盐，主要提高钝化膜的耐蚀性；

所述pH值调节剂为碳酸-碳酸钠缓冲溶液，是调控钝化液的pH值，保证钝化液的pH值稳定，使钝化过程处于一个相对稳定的PH范围内；

所述水为去离子水或者高纯水。

进一步的，所述三价铬的来源为三价铬盐、其含量（以质量百分比计）11-14%，络合剂的含量（以质量百分比计）4-8%，氧化剂的含量（以质量百分比计）13-17%，其他金属离子的含量（按其盐的质量百分比计）15-25%，pH值调节剂的含量（以质量百分比计）4-8%，余量为水。

进一步的， 所述三价铬的来源为三价铬盐，为氯化铬、硫酸铬和硝酸铬中的一种。

进一步的，所述络合剂为有机羧酸中的乙二酸（草酸）、丙二酸、丁二酸、己二酸、柠檬酸和酒石酸中的一种。

进一步的，所述氧化剂为硝酸盐或者硫酸盐。

进一步的，所述其他金属离子的来源为钴盐中的氯化钴、硝酸钴和硫酸钴中的一种或者镍盐中氯化镍、硝酸镍和硫酸镍中的一种。

进一步的，所述三价铬的来源为三价铬盐、其含量（以质量百分比计）11.5-12.5%，络合剂的含量（以质量百分比计）5-6%，氧化剂的含量（以质量百分比计）14-16%，所述其他金属离子的来源为含其他金属离子的盐，其含量（以质量百分比计）18-20%，pH值调节剂的含量（以质量百分比计）5.5-6.5%，余量为水；

所述三价铬的盐为氯化铬，所述络合剂为有机羧酸中的乙二酸（草酸），所述氧化剂为硝酸钠，所述其他金属离子的盐为硝酸钴。

一种粉末渗锌用三价铬钝化液的配制方法，其步骤如下：

步骤1、先称取水总量的55-70%，并将水倒入电磁加热的搪玻璃反应釜中；

步骤2、然后依次加入三价铬盐和有机羧酸，加入的过程中，反应釜搅拌机机械搅拌，同时，电磁加热器加热启动，让反应釜内液体的温度上升到80±3℃，保持1.5-2.5小时；

步骤3、停止加热后，依次加入氧化剂、其他金属离子的盐和pH值调节剂，最后加入剩余的水，继续用反应釜搅拌机机械搅拌0.5-1.5小时；

步骤4、待电磁加热的搪玻璃反应釜中溶液温度降低到室温倒出，得到成品溶液。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的一种粉末渗锌工艺用的三价铬钝化液，盐雾效果优于普通镀锌用钝化液，不封闭，经一次钝化后盐雾试验可以到500小时无白锈，经两次钝化后盐雾试验可达到1000小时无白锈。

2、本发明的一种粉末渗锌工艺用三价铬钝化液，对有尖锐棱角的产品，仍能保证盐雾性能。

3、本发明的一种粉末渗锌工艺用三价铬钝化液，钝化液使用工艺要求比较低，好操作，钝化无需搅拌和加热。

4、本发明的一种粉末渗锌工艺用三价铬钝化液，钝化液使用寿命长，对锌、铁离子不敏感。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作详细说明，所述实施例是说明性的，而非限制性的，不能以此限定本发明的保护范围。

实施例

一种粉末渗锌工艺用三价铬钝化液，包括三价铬、络合剂、氧化剂、其他金属离子、pH值调节剂和水。所述三价铬的来源为氯化铬，氯化铬的含量（以质量分数计）为12%，所述络合剂为草酸，含量（以质量分数计）为6%，所述氧化剂为硝酸钠，含量（以质量分数计）为15%，所述其他金属离子为钴离子，来源为硝酸钴，硝酸钴的含量（以质量分数计）为19%，所述PH调节剂为碳酸-碳酸钠缓冲溶液，含量（以质量分数计）为6%，其余为去离子水。

本发明的一种粉末渗锌工艺用三价铬钝化液，配置时先称取60%量的去离子水，加入到电加热的搪玻璃反应釜内，然后加入氯化铬和草酸，用反应釜搅拌机机械搅拌并且用电加热器加热，让电磁加热的搪玻璃反应釜内溶液的温度升高到80±3℃，并保持两小时，然后关闭加热后，依次加入硝酸钠、硝酸钴和碳酸-碳酸钠缓冲溶液，最后加入剩余去离子水，再机械搅拌1小时后，待溶液温度降低到室温即为成品溶液。

本发明的一种粉末渗锌工艺用三价铬钝化液，使用时先用去离子水将钝化液原液稀释至10%，溶液保持常温，然后把经水洗过的粉末渗锌工件放到钝化稀释液中，保持1.5～2.5分钟提出,在空气中静置20～30秒，然后经过两道水洗，放到网带炉上进行烘干，烘干温度80±5℃，烘干时间20～30分钟。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种粉末渗锌工艺用三价铬钝化液，其特征在于：包括三价铬、络合剂、氧化剂、其他金属离子、pH值调节剂和水，所述三价铬的来源为三价铬盐、三价铬盐的含量（以质量百分比计）10-15%，所述络合剂的含量（以质量百分比计）2-10%，所述氧化剂的含量（以质量百分比计）13-20%，所述其他金属离子的来源为含其他金属离子的盐，含其他金属离子的盐的含量（以质量百分比计）12-28%，所述pH值调节剂的含量（以质量百分比计）3-10%，余量为水；

所述三价铬的来源为三价铬盐，为氯化铬、硫酸铬、硝酸铬、磷酸铬和醋酸铬中的一种；

所述络合剂为有机羧酸；

所述氧化剂为硝酸盐、硫酸盐和过硫酸盐中的一种；

所述其他金属离子的来源为含其他金属离子的盐，为钴盐或者镍盐；

所述pH值调节剂为碳酸-碳酸钠缓冲溶液；

所述水为去离子水或者高纯水。

2.根据权利要求1所述的一种粉末渗锌工艺用三价铬钝化液，其特征在于：所述三价铬的来源为三价铬盐、三价铬盐的含量（以质量百分比计）11-14%，所述络合剂的含量（以质量百分比计）4-8%，所述氧化剂的含量（以质量百分比计）13-17%，所述其他金属离子的来源为含其他金属离子的盐，含其他金属离子的盐的含量（以质量百分比计）15-25%，所述pH值调节剂的含量（以质量百分比计）4-8%，余量为去离子水。

3.根据权利要求2所述的一种粉末渗锌工艺用三价铬钝化液，其特征在于：所述三价铬的来源为三价铬盐，为氯化铬、硫酸铬和硝酸铬中的一种。

4.根据权利要求2所述的一种粉末渗锌工艺用三价铬钝化液，其特征在于：所述络合剂为有机羧酸中的乙二酸（草酸）、丙二酸、丁二酸、己二酸、柠檬酸和酒石酸中的一种。

5.根据权利要求2所述的一种粉末渗锌工艺用三价铬钝化液，其特征在于：所述氧化剂为硝酸盐或者硫酸盐。

6.根据权利要求2所述的一种粉末渗锌工艺用三价铬钝化液，其特征在于：所述其他金属离子的来源为钴盐中的氯化钴、硝酸钴和硫酸钴中的一种或者镍盐中氯化镍、硝酸镍和硫酸镍中的一种。

7.根据权利要求2所述的一种粉末渗锌工艺用三价铬钝化液，其特征在于：所述三价铬的来源为三价铬盐、三价铬盐的含量（以质量百分比计）11.5-12.5%，所述络合剂的含量（以质量百分比计）5-6%，所述氧化剂的含量（以质量百分比计）14-16%，所述其他金属离子的来源为含其他金属离子的盐，含其他金属离子的盐的含量（以质量百分比计）18-20%，所述pH值调节剂的含量（以质量百分比计）5.5-6.5%，余量为去离子水，所述三价铬的盐为氯化铬，所述络合剂为有机羧酸中的乙二酸（草酸），所述氧化剂为硝酸钠，所述其他金属离子的盐为硝酸钴。

8.一种粉末渗锌工艺用三价铬钝化液的配制方法，其特征在于步骤如下：

步骤1、先称取水总量的55-70%，并将水倒入电磁加热的搪玻璃反应釜中；

步骤2、然后依次加入三价铬盐和有机羧酸，加入的过程中，反应釜搅拌机机械搅拌，同时，电磁加热器加热启动，让反应釜内液体的温度上升到80±3℃，保持1.5-2.5小时；

步骤3、停止加热后，依次加入氧化剂、其他金属离子的盐和pH值调节剂，最后加入剩余的水，继续用反应釜搅拌机机械搅拌0.5-1.5小时；

步骤4、待电磁加热的搪玻璃反应釜中溶液温度降低到室温倒出，得到成品溶液。