CN115029741B - 一种增强镀锌抗腐蚀的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增强镀锌抗腐蚀的加工方法，属于表面处理领域。一种增强镀锌抗腐蚀的加工方法，将加工件镀锌处理后进行出光处理，出光处理后将加工件清洗后进行钝化处理，所述加工件在钝化处理前，以所述加工件为阳极，石墨为阴极，在电解液中进行电解处理；电解时间为1‑10min、电压为0.35V‑15V；与现有技术相比，本申请相较于现有的方式能够显著提高膜层的耐蚀性，改进的工艺比原工艺能够提升3‑8倍的耐蚀能力；本发明从锌层表面微观结构入手，致于改变其表面微观结构，由原有的板块结构改变为纳微结构，大大增加了膜层的表面积，通过后续的钝化作业，使得钝化膜层更均匀，更厚，表面更致密，能够很好地阻挡腐蚀液的进入，从而提高膜层的耐蚀性。

Description

一种增强镀锌抗腐蚀的加工方法

技术领域

本发明涉及表面处理领域，具体涉及一种增强镀锌抗腐蚀的加工方法。

背景技术

目前，镀锌行业主要的工艺是：毛坯件前处理-镀锌-后处理。后处理是指将锌层进行表面钝化，以增强其抗腐蚀能力。目前增强抗腐蚀能力的方式主要是对镀锌层表面钝化工作液进行改进，如通过调整成分，比例等，以期提高锌层表面抗蚀能力。但是，正常镀锌产品在做腐蚀实验时，由于锌层表面类似干涸土壤出现沟壑与板块，造成腐蚀液容易通过沟壑或缝隙进入膜层深处，进而到达基底，从而使基底出现腐蚀；因此，提出一种增强镀锌抗腐蚀的加工方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种增强镀锌抗腐蚀的加工方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种增强镀锌抗腐蚀的加工方法，将加工件镀锌处理后进行出光处理，出光处理后将加工件清洗后进行钝化处理，所述加工件在钝化处理前，以所述加工件为阳极，石墨为阴极，在电解液中进行电解处理；电解时间为1-10min、电压为0.35V-15V。

进一步地，所述电解液的主盐为氟化铵、碳酸铵、硫酸铵中的一种或两种；所述主盐的含量为0.1-1mol/L。

进一步地，所述电解液的副盐为硫化钠；所述副盐的含量为0.1-0.5mol/L。

进一步地，所述电解液包括助剂；所述助剂为季铵盐聚合物和有机硅聚合物的混合物；所述的助剂含量为0.2-15ml/L。

进一步地，所述季铵盐聚合物和所述有机硅聚合物的比例为1：1。

进一步地，所述助剂的制备包括以下步骤：

将所述季铵盐聚合物用蒸馏水配置成50％的溶液C；

将所述有机硅聚合物滴加到所述溶液C中，滴加过程不断搅拌得到混合物D；

将混合物D在25W、40Hz的超声波中超声4小时，得到所述助剂。

进一步地，所述季铵盐聚合物的制备包括以下步骤：

向容器一中加入1份的氯丙烯，对所述容器一进行降温处理；

向所述容器一依次加入7份33％的二甲胺水溶液、4份的氯丙烯、3份5％的Na0H溶液，在加料过程中不断搅拌混合溶液并同时进行散热处理；

向所述容器一中通入N₂以排出内部气体；对所述容器一的溶液回流加热反应6小时，温度条件为80℃-90℃；反应结束后，对所述容器一中的溶液进行减压蒸馏除去水,加入15份无水乙醇溶解容器一中的剩余物，将所述容器一的溶液过滤除去NaCl；

将所述容器一中的溶液再次减压蒸馏除尽水后加入8份无水乙醇溶解，过滤所述容器一中的溶液得到滤液，所述滤液通过减压蒸馏除去乙醇后得到季铵盐聚合物。

进一步地，有机硅聚合物的制备包括以下步骤：

向容器二加入10份的羟基硅油,在45-55℃条件下边搅拌边滴加20份的二甲基二氯硅烷；

所述容器二中的溶液反应出现伴有大量的HCl白色气体产生时，抽去所述容器二的气体后加入4份的三乙烯四胺,在室温条件下边搅拌边滴加1份的含氯硅油；

所述容器二产生白色雾气时，于40min后在160℃-180℃温度条件下，对所述容器进行减压抽气，直到所述容器二不再有白色烟雾为止；

静置所述容器二后体系分层，得到上层透明的淡黄色溶液，淡黄色溶液即为所述有机硅聚合物。

进一步地，所述电解液还包括渗透剂；所述渗透剂为乙醇，异丙醇，乙二醇中的一种或两种；所述渗透剂的1-5mol/L。

本发明的有益效果：

本发明相较于现有的方式能够显著提高膜层的耐蚀性，改进的工艺比原工艺能够提升3-8倍的耐蚀能力；本发明从锌层表面微观结构入手，致于改变其表面微观结构，由原有的板块结构改变为纳微结构，大大增加了膜层的表面积，通过后续的钝化作业，使得钝化膜层更均匀，更厚，表面更致密，能够很好地阻挡腐蚀液的进入，从而提高膜层的耐蚀性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为对比样品的在10μm尺度下的SEM图；

图2为对比样品的在200nm尺度下的SEM图；

图3是本发明样品在10μm尺度下的SEM图；

图4是本发明样品在200nm尺度下的SEM图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

一种增强镀锌抗腐蚀的加工方法，包括以下步骤：

将镀锌结束后的加工件放入50-150ml/L的40％HNO₃溶液中进行出光处理，时间为15-25秒；出光结束后放入电导率小于150μs/cm的纯水中，清洗20-40秒除去表面残留溶液；

接着将加工件放入电解液中进行电解处理，加工件为阳极、石墨为阴极、电压为0.35V-15V、电解时间为1-10min；

电解液中主盐为氟化铵、碳酸铵、硫酸铵中的一种或两种，主盐的含量为0.1-1mol/L；

电解液的副盐为硫化钠；副盐的含量为0.1-0.5mol/L；

电解液还包括助剂和渗透剂；渗透剂为乙醇、异丙醇、乙二醇中的一种或两种，含量为1-5mol/L；助剂的含量为0.2-15ml/L；

电解液的制备方法为：分别用蒸馏水将称量好的主盐，副盐溶解，用一定量的渗透剂将助剂溶解，接着将溶解后的助剂慢慢加入到主副盐溶液中，加入过程需要不断搅拌，充分混合溶解后即得电解液；

助剂的制备方法：将物质A用蒸馏水配置成50％的溶液C，接着将物质B慢慢滴加到溶液C中，滴加过程不断搅拌，得到混合物D。将混合物D在25W、40Hz的超声波中，超声4小时，即得到所述的助剂；

助剂成分是1份的A和1份的B，配合而成。物质A是一种季铵盐聚合物。物质B是一种有机硅聚合物。

物质A的制备：向容器一中加入1份的氯丙烯，将对容器一进行降温处理；然后依次加入7份33％的二甲胺水溶液、4份的氯丙烯、3份5％的Na0H溶液，在加料过程中不断搅拌混合溶液并同时进行散热处理；

向容器一中通入N₂以排出容器一内部气体；对容器一的溶液回流加热反应6小时，温度条件为80℃-90℃；反应结束后，对容器一中的溶液进行减压蒸馏除去大部分水,加入15份无水乙醇溶解容器一中的剩余物，将容器一的溶液过滤除去NaCl,将容器一中的溶液再次减压蒸馏除尽水后加入8份无水乙醇溶解，过滤容器一中的溶液得到滤液，滤液减压蒸馏除去乙醇后得到固体物质A。

物质B的制备：向容器二加入10份的羟基硅油,在45-55℃条件下边搅拌边缓慢滴加20份的二甲基二氯硅烷；容器二中溶液反应出现伴有大量的HCl白色气体产生，抽去气体后在容器二中加入4份的三乙烯四胺,在室温边搅拌边滴加1份的含氯硅油；此时容器二产生白色雾气，并伴有大量白色的盐生成，40min后,白色雾气渐渐消失,然后于160℃-180℃温度条件下，减压抽气，直到容器二不再有白色烟雾为止，静置后体系分层，得到上层透明的淡黄色溶液B。

电解结束后将加工件放入电导率小于150μs/cm的纯水中，清洗20-40秒除去表面残留溶液；将清洗后的加工件使用20-40ml/L三价铬钝化剂进行钝化处理；钝化时间为20-40秒、温度为15-30℃、钝化的pH值为2.5-3.0；

钝化结束后，将加工件放入放入电导率小于50μs/cm的纯水中，连续2次清洗20-40秒除去表面残留溶液，之后在75-95℃的温度调节下烘烤15-20min。

以材料为宝钢集团SPHC1.0的板材制作8个试片，试片的尺寸均为2cm*6cm*1mm；

对比例：将试片进行彻底除油，除锈后，进行碱性无氰电镀锌，出光、钝化和烘干处理；

出光处理：将镀锌结束后的试片放入50-150ml/L的40％HNO₃溶液中进行出光处理，时间为15-25秒；出光结束后放入电导率小于150μs/cm的纯水中，清洗20-40秒除去表面残留溶液；

钝化处理：将清洗后的试片使用20-40ml/L三价铬钝化剂进行钝化处理；钝化时间为20-40秒、温度为15-30℃、钝化的pH值为2.5-3.0；钝化结束后，将试片放入放入电导率小于50μs/cm的纯水中，连续2次清洗20-40秒除去表面残留溶液；

烘干处理：将在75-95℃的温度调节下烘烤15-20min得到对比样品；

实施例1：将一个试片依次进行彻底除油，除锈后，进行碱性无氰电镀锌、出光、电解、钝化、烘干制得样品1；其中镀锌、出光、钝化和烘干处理与对比例保持一致；

电解处理：将试片放入电解液中进行电解处理，试片为阳极、石墨为阴极、电压为5V、电解时间为10min；电解液中氟化铵为0.1mol/L、硫化钠为0.1mol/L、乙醇为3ml/L、丙二醇为1ml/L、助剂为0.2ml/L。

实施例2：将一个试片依次进行彻底除油，除锈后，进行碱性无氰电镀锌、出光、电解、钝化、烘干制得样品2；其中镀锌、出光、钝化和烘干处理与对比例保持一致；

电解处理：将试片放入电解液中进行电解处理，试片为阳极、石墨为阴极、电压为12V、电解时间为5min；电解液中氟化铵为0.5mol/L、硫化钠为0.1mol/L、乙醇为3ml/L、异丙醇为2ml/L、助剂为5ml/L。

实施例3：将一个试片依次进行彻底除油，除锈后，进行碱性无氰电镀锌、出光、电解、钝化、烘干制得样品3；其中镀锌、出光、钝化和烘干处理与对比例保持一致；

电解处理：将试片放入电解液中进行电解处理，试片为阳极、石墨为阴极、电压为15V、电解时间为1min；电解液中氟化铵为1mol/L、硫化钠为0.5mol/L、异丙醇为3ml/L、异丙醇为2ml/L、助剂为15ml/L。

制得的样品1-3和对比样品按照试验标准GB/T 9800-1988进行中性盐雾实验，实验结果如表1所示；

表1

表1中的白锈为锌层腐蚀产物，从表1可以看出本发明相较于现有的方式能够显著提高膜层的耐蚀性，改进的工艺比原工艺能够提升3-8倍的耐蚀能力；本发明从锌层表面微观结构入手，致于改变其表面微观结构，由原有的板块结构改变为纳微结构，大大增加了膜层的表面积，通过后续的钝化作业，使得钝化膜层更均匀，更厚，表面更紧密，能够很好地阻挡腐蚀液的进入，从而提高膜层的耐蚀性。

如图1至图4所示，在10μm尺度上，本发明样品膜层表观更均匀，致密，而对比样品表面有大的沟壑，膜层可能会有覆盖空白间隙，导致耐盐雾能力下降。在200nm尺度上，本发明样品的表观是网状结构，比表面积更大，钝化后，表面钝化液更易进入锌层内部，拥有更厚的钝化膜，进而钝化地更彻底，耐盐雾能力更强

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (4)

1.一种增强镀锌抗腐蚀的加工方法，将加工件镀锌处理后进行出光处理，出光处理后将加工件清洗后进行钝化处理，其特征在于，所述加工件在钝化处理前，以所述加工件为阳极，石墨为阴极，在电解液中进行电解处理；电解时间为1-10min、电压为0.35V-15V；

所述电解液的主盐为氟化铵、碳酸铵、硫酸铵中的一种或两种；所述主盐的含量为0.1-1mol/L；

所述电解液的副盐为硫化钠；所述副盐的含量为0.1-0.5mol/L；

所述电解液包括助剂；所述助剂为季铵盐聚合物和有机硅聚合物的混合物；所述的助剂含量为0.2-15ml/L；所述季铵盐聚合物和所述有机硅聚合物的比例为1：1；

所述电解液还包括渗透剂；所述渗透剂为乙醇，异丙醇，乙二醇中的一种或两种；所述渗透剂含量为1-5mol/L。

2.根据权利要求1所述的增强镀锌抗腐蚀的加工方法，其特征在于，所述助剂的制备包括以下步骤：

将所述季铵盐聚合物用蒸馏水配置成50%的溶液C；

将所述有机硅聚合物滴加到所述溶液C中，滴加过程不断搅拌得到混合物D；

将混合物D在25W、40Hz的超声波中超声4小时，得到所述助剂。

3.根据权利要求2所述的增强镀锌抗腐蚀的加工方法，其特征在于，所述季铵盐聚合物的制备包括以下步骤：

向容器一中加入1份的氯丙烯，对所述容器一进行降温处理；

向所述容器一依次加入7份33%的二甲胺水溶液、4份的氯丙烯、3份 5%的Na0H溶液，在加料过程中不断搅拌混合溶液并同时进行散热处理；

向所述容器一中通入N₂以排出内部气体；对所述容器一的溶液回流加热反应6小时，温度条件为80℃-90℃；反应结束后，对所述容器一中的溶液进行减压蒸馏除去水,加入15份无水乙醇溶解容器一中的剩余物，将所述容器一的溶液过滤除去NaCl；

将所述容器一中的溶液再次减压蒸馏除尽水后加入8份无水乙醇溶解，过滤所述容器一中的溶液得到滤液，所述滤液通过减压蒸馏除去乙醇后得到季铵盐聚合物。

4.根据权利要求3所述的增强镀锌抗腐蚀的加工方法，其特征在于，有机硅聚合物的制备包括以下步骤：

向容器二加入10份的羟基硅油,在45-55℃条件下边搅拌边滴加20份的二甲基二氯硅烷；

所述容器二中的溶液反应出现伴有大量的HCl白色气体产生时，抽去所述容器二的气体后加入4份的三乙烯四胺,在室温条件下边搅拌边滴加1份的含氯硅油；

所述容器二产生白色雾气时，于40min后在160℃-180℃温度条件下，对所述容器进行减压抽气，直到所述容器二不再有白色烟雾为止；

静置所述容器二后体系分层，得到上层透明的淡黄色溶液，淡黄色溶液即为所述有机硅聚合物。