WO2019006616A1 - 钝化剂、金属工件及其表面钝化方法 - Google Patents

钝化剂、金属工件及其表面钝化方法 Download PDF

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    • 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

Definitions

  • a passivating agent comprising 1000 parts by weight, the passivating agent comprising the following components in parts by weight: 1 - 5 parts of chromium trichloride, 5 - 30 parts of acidic silica sol, 2 - 6 parts ⁇ -aminopropyltriethoxysilane, 0.5-3 parts of citric acid and the balance of distilled water.
  • the chromium trichloride is in a range of 2 to 4 parts by weight.
  • the weight fraction of the acidic silica sol is preferably 10-2
  • the components are mixed according to the following parts by weight (based on a total weight fraction of 1000).
  • the passivating agent comprises the following components in parts by weight: 1 part of chromium trichloride, 5 parts of acidic silica sol, 2 parts of ⁇ -Aminopropyltriethoxysilane, 0.5 parts of citric acid and the balance of distilled water, stirred, uniformly mixed, and formulated into a passivating agent.
  • Passivation treatment method After the metal workpiece is coated, the metal plating member is immersed in the passivating agent solution, and the enthalpy value of the passivating agent solution is controlled to be controlled at a temperature of 30 ° C with phosphoric acid or sodium hydroxide at a temperature of 30 ° C. After 8 minutes, a passivation protective film was formed on the surface of the metal plated member, and it was taken out and baked at a temperature of 80 ° C for 12 minutes, and dried.
  • the components are mixed according to the following parts by weight (based on a total weight fraction of 1000).
  • the passivating agent comprises the following components in parts by weight: 5 parts of chromium trichloride, 30 parts of acidic silica sol, 6 parts of ⁇ -Aminopropyltriethoxysilane, 3 parts of citric acid and the balance of distilled water, stirred, uniformly mixed, and formulated into a passivating agent.

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Abstract

一种钝化剂、金属工件及其表面钝化方法，以1000重量份计，该钝化剂包括按照重量份数配比的下列成分：1-5份三氯化铬，5-30份酸性硅溶胶，2-6份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，0.5-3份柠檬酸和余量的蒸馏水。经钝化的镀锌板在镀层表面形成无色的坚固保护膜，耐蚀性，抗氧化性，抗硫化变黑等性能都大大增强，可广泛应用于各种金属镀件，尤其对镀锌层钝化更佳。

Description

钝化剂、 金属工件及其表面钝化方法 技术领域
[0001] 本发明涉及表面处理技术领域， 具体涉及一种钝化剂、 金属工件表面钝化方法 和金属工件。
背景技术
[0002] 为提高产品表面性能或者外观， 通常对工件表面处理技术。 例如， 钢铁及其电 镀件， 铜及其电镀件的表面处理方法深入各行各业中。 钝化处理就是一种常见 的表面处理方法。
[0003] 传统的钝化方法有沸水法、 金属盐法等， 沸水钝化法虽然无污染， 但易出现粉 霜现象， 影响质量外观与漆层和基体的结合力， 且能源清耗大。 金属盐法有多 种离子， 存在一些杂质离子， 杂质离子对钝化处理具有一定的干扰性。 而且钝 化剂处理后产生的保护层不致密， 不耐温， 耐蚀性差。
技术问题
[0004] 有鉴于此， 提供一种结合力强、 耐温、 耐蚀的钝化剂、 金属工件表面钝化方法 和金属工件。
问题的解决方案
技术解决方案
[0005] 一种钝化剂以 1000重量份计， 该钝化剂包括按照重量份数配比的下列成分： 1- 5份三氯化铬， 5-30份酸性硅溶胶， 2-6份 γ-氨丙基三乙氧基硅烷， 0.5-3份柠檬酸 和余量的蒸馏水。
[0006] 一种金属工件表面钝化方法， 所述金属工件表面具有金属镀膜， 包括如下步骤 ： 配制如上所述的钝化剂， 用钝化剂对金属镀件进行处理， 控制溶液的 ΡΗ值在 3 .0-6.0范围内， 处理预定吋间后， 即在金属镀件表面形成钝化保护膜。
[0007] 以及， 一种金属工件， 所述金属工件表面具有金属镀膜， 所述金属镀膜上按照 如上所述的金属工件表面钝化方法形成有钝化保护膜。
发明的有益效果 有益效果
[0008] 上述钝化剂形成的保护膜层对金属及镀层具有很强的钝化性和抗氧化、 抗硫化 变黑等性能， 干燥后在镀层表面形成无色的坚固保护膜， 耐蚀性， 抗氧化性， 抗硫化变黑等性能都大大增强， 可广泛应用于各种金属镀件， 尤其对镀锌层钝 化更佳， 是镀层表面防腐蚀， 防变色的较佳选择。 上述处理方法的工艺易操作 ， 浸涂、 喷刷均可。 上述钝化剂是水溶性防腐钝化物质。 本品无毒、 不燃、 不 污染环境、 使用方便。 处理后形成的保护膜不溶于水， 具有良好的抗硫化、 抗 潮湿性， 膜层韧性好， 可弯曲变形。 经过上述钝化剂的钝化处理后， 钝化后的 金属镀件表面光泽和硬度提高， 可广泛应用于各种金属镀件。
本发明的实施方式
[0009] 以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0010] 本发明实施例提供一种钝化剂， 其包括一种钝化剂， 以 1000重量份计， 该钝化 剂包括按照重量份数配比的下列成分： 1-5份三氯化铬， 5-30份酸性硅溶胶， 2-6 份 γ-氨丙基三乙氧基硅烷， 0.5-3份柠檬酸和余量的蒸馏水。
[0011] 优选地， 所述三氯化铬的重量份数为 2-4份。 酸性硅溶胶的重量份数优选为 10-2
0份。 γ-氨丙基三乙氧基硅烷的重量份数优选为 3-5份。 柠檬酸的重量份数优选为
1-2份。
[0012] 钝化剂在使用吋 ΡΗ值控制在 3.0-6.0范围。 在钝化剂中， 三氯化铬为钝化膜的主 要成分， 酸性硅溶胶、 γ-氨丙基三乙氧基硅烷填充覆盖。 柠檬酸可以促进钝化膜 均匀生成。
[0013] 本发明实施例还提供一种金属工件表面钝化方法， 所述金属工件表面具有金属 镀膜， 优选为镀锌膜， 其包括如下步骤： 配制如上所述的钝化剂， 用钝化剂溶 液对金属镀件进行处理， 控制溶液的 ΡΗ值在 3.0-6.0范围内， 处理预定吋间后， 即在金属镀件表面形成钝化保护膜， 再干燥或自然烘干即可。
[0014] 其中， 用钝化剂溶液对金属镀件进行处理包括浸渍法、 喷淋法或刷洗法， 优选 为浸渍法。 在钝化剂溶液处理过程中， 控制温度优选为 20-40°C， 处理吋间优选 为 4〜8分钟。 [0015] 另外， 本发明实施例还提供一种金属工件， 所述金属工件表面具有金属镀膜， 例如通过金属电镀、 化学镀后形成镀层。 金属镀膜上按照如上所述的金属工件 表面钝化方法形成有钝化保护膜。
[0016] 以上金属镀件的处理对象可以是但不限于镀锌件， 经过上述处理表面处理后， 金属工件表面有良好的保护作用， 形成的保护膜对金属及镀层具有很强的钝化 性和抗氧化、 抗硫化变黑等性能， 干燥后在镀层表面形成无色透明的坚固保护 膜， 耐蚀性， 抗氧化性， 抗硫化变黑等性能都大大增强， 是镀层表面防腐蚀， 防变色的最佳选择。 上述处理方法的工艺简单易操作， 浸涂喷刷均可。 上述钝 化剂是水溶性防腐钝化物质。 本品无毒、 不燃、 不污染环境、 使用方便。 处理 后形成的保护膜不溶于水， 具有良好的抗硫化、 抗潮湿性， 膜层韧性好， 可弯 曲变形。 钝化剂除应用于金属工件外， 同吋也广泛应用于五金机械、 通讯器材 、 仪表、 家用电器、 灯具等产品的装饰性镀层和防腐蚀性镀层。
[0017] 以下通过多个实施例来举例说明上述钝化剂的组成范围、 配制方法以及使用效 果等方面， 以下实施例金属工件均以镀锌件为例。
[0018] 实施例 1
[0019] 按照下列重量份数混合各成分 (以 1000总重量分数计)该钝化剂包括按照重量份 数配比的下列成分： 1份三氯化铬， 5份酸性硅溶胶， 2份 γ-氨丙基三乙氧基硅烷 ， 0.5份柠檬酸和余量的蒸馏水， 搅拌， 混合均匀， 配制成钝化剂。
[0020] 钝化处理方法： 金属工件镀膜后， 将金属镀件浸入于钝化剂溶液中， 控制钝化 剂溶液的 ΡΗ值以磷酸或氢氧化钠控制在 3.0， 温度为 30°C， 处理 8分钟后， 即在 金属镀件表面形成钝化保护膜， 取出在 80°C温度下烘 15分钟， 烘干。
[0021] 经过处理后的金属镀件外观表面光亮、 色泽均匀， 无点蚀、 斑痕等异常， 中性 盐雾测试 24小吋以上。
[0022] 实施例 2
[0023] 按照下列重量份数混合各成分 (以 1000总重量分数计)该钝化剂包括按照重量份 数配比的下列成分： 2份三氯化铬， 15份酸性硅溶胶， 3份 γ-氨丙基三乙氧基硅 烷， 1.5份柠檬酸和余量的蒸馏水， 搅拌， 混合均匀， 配制成钝化剂。
[0024] 钝化处理方法： 金属工件镀膜后， 将金属镀件浸入于钝化剂溶液中， 控制钝化 剂溶液的 PH值以磷酸或氢氧化钠控制在 4.0， 温度为 30°C， 处理 8分钟后， 即在 金属镀件表面形成钝化保护膜， 取出在 70°C温度下烘 15分钟， 烘干。
[0025] 经过处理后的金属镀件外观表面光亮、 色泽均匀， 无点蚀、 斑痕等异常， 中性 盐雾测试 36小吋以上。
[0026] 实施例 3
[0027] 按照下列重量份数混合各成分 (以 1000总重量分数计)该钝化剂包括按照重量份 数配比的下列成分： 3份三氯化铬， 20份酸性硅溶胶， 4份 γ-氨丙基三乙氧基硅 烷， 2份柠檬酸和余量的蒸馏水， 搅拌， 混合均匀， 配制成钝化剂。
[0028] 钝化处理方法： 金属工件镀膜后， 将金属镀件浸入于钝化剂溶液中， 控制钝化 剂溶液的 ΡΗ值以磷酸或氢氧化钠控制在 4.0， 温度为 30°C， 处理 8分钟后， 即在 金属镀件表面形成钝化保护膜， 取出在 80°C温度下烘 15分钟， 烘干。
[0029] 经过处理后的金属镀件外观表面光亮、 色泽均匀， 无点蚀、 斑痕等异常， 中性 盐雾测试 48小吋以上。
[0030] 实施例 4
[0031] 按照下列重量份数混合各成分 (以 1000总重量分数计)该钝化剂包括按照重量份 数配比的下列成分： 4份三氯化铬， 25份酸性硅溶胶， 5份 γ-氨丙基三乙氧基硅 烷， 2.5份柠檬酸和余量的蒸馏水， 搅拌， 混合均匀， 配制成钝化剂。
[0032] 钝化处理方法： 金属工件镀膜后， 将金属镀件浸入于钝化剂溶液中， 控制钝化 剂溶液的 ΡΗ值以磷酸或氢氧化钠控制在 4.0， 温度为 30°C， 处理 8分钟后， 即在 金属镀件表面形成钝化保护膜， 取出在 80°C温度下烘 12分钟， 烘干。
[0033] 经过处理后的金属镀件外观表面光亮、 色泽均匀， 无点蚀、 斑痕等异常， 中性 盐雾测试 60小吋以上。
[0034] 实施例 5
[0035] 按照下列重量份数混合各成分 (以 1000总重量分数计)该钝化剂包括按照重量份 数配比的下列成分： 5份三氯化铬， 30份酸性硅溶胶， 6份 γ-氨丙基三乙氧基硅 烷， 3份柠檬酸和余量的蒸馏水， 搅拌， 混合均匀， 配制成钝化剂。
[0036] 钝化处理方法： 金属工件镀膜后， 将金属镀件浸入于钝化剂溶液中， 控制钝化 剂溶液的 ΡΗ值以磷酸或氢氧化钠控制在 4.0， 温度为 30°C， 处理 8分钟后， 即在 金属镀件表面形成钝化保护膜， 取出在 70°C温度下 20分钟， 烘干。
[0037] 经过处理后的金属镀件外观表面光亮、 色泽均匀， 无点蚀、 斑痕等异常， 中性 盐雾测试 60小吋以上。
[0038] 需要说明的是， 本发明并不局限于上述实施方式， 根据本发明的创造精神， 本 领域技术人员还可以做出其他变化， 这些依据本发明的创造精神所做的变化， 都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims

权利要求书
[权利要求 1] 一种钝化剂， 其特征在于以 1000重量份计， 该钝化剂包括按照重量份 数配比的下列成分： 1-5份三氯化铬， 5-30份酸性硅溶胶， 2-6份 γ-氨 丙基三乙氧基硅烷， 0.5-3份柠檬酸和余量的蒸馏水。
[权利要求 2] 如权利要求 1所述的钝化剂， 其特征在于， 所述三氯化铬的重量份数 为 2-4份。
[权利要求 3] 如权利要求 1所述的钝化剂， 其特征在于， 所述酸性硅溶胶的重量份 数为 10-20份。
[权利要求 4] 如权利要求 1所述的钝化剂， 其特征在于， 所述 γ-氨丙基三乙氧基石 j 烷的重量份数为 3-5份。
[权利要求 5] 如权利要求 1所述的钝化剂， 其特征在于， 所述柠檬酸的重量份数为 1
-2份 I力'
[权利要求 6] 如权利要求 1所述的钝化剂， 其特征在于， 所述 PH值为 3.0-6.0， 并以 磷酸或氢氧化钠调节， 处理温度为 20-80°C。
[权利要求 7] 一种金属工件表面钝化方法， 所述金属工件表面具有金属镀膜， 其特 征在于， 包括如下步骤： 配制如权利要求 1-6任一项所述的钝化剂； 用钝化剂对金属镀件进行处理， 控制溶液的 PH值在 3.0-6.0范围内， 处理预定吋间后， 即在金属镀件表面形成钝化保护膜。
[权利要求 8] 如权利要求 7所述的金属工件表面钝化方法， 其特征在于， 所述用钝 化剂溶液对金属镀件进行处理包括浸渍法、 喷淋法或刷洗法， 在钝化 剂溶液处理过程中， 控制温度为 20-80°C， 处理吋间为 3-10分钟。
[权利要求 9] 一种金属工件， 所述金属工件表面具有金属镀膜， 其特征在于， 所述 金属镀膜上按照如权利要求 8所述的金属工件表面钝化方法形成有钝 化保护膜。
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